淺析閑林水庫在千島湖引水工程中的地位與作用

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(杭州市閑林水庫管理處， 杭州 311201)

淺析閑林水庫在千島湖引水工程中的地位與作用

杜強(qiáng)強(qiáng)，朱航威

(杭州市閑林水庫管理處， 杭州 311201)

結(jié)合千島湖引水工程實(shí)例，本文論證了在長距離大流量引水工程中設(shè)置調(diào)節(jié)水庫的必要性。對工程沿線潛在調(diào)節(jié)水庫，從地理位置、庫容、水質(zhì)和水位等方面進(jìn)行了分析比較，得出閑林水庫是引水工程的最優(yōu)調(diào)節(jié)水庫，并闡述了閑林水庫作為調(diào)節(jié)水庫在千島湖引水工程中的不可替代地位與若干作用。

千島湖引水工程； 調(diào)節(jié)水庫； 地位； 作用

1 千島湖引水工程概況

1.1 項目背景

杭州市供水水源單一(80%錢塘江，20%東苕溪)，錢塘江水源上游流域面積大，人口千萬以上，規(guī)模以上工業(yè)過萬家，情況復(fù)雜，突發(fā)性水污染威脅和咸潮影響始終存在，水質(zhì)較差且具有不穩(wěn)定性，水質(zhì)僅為Ⅲ～Ⅳ類，水源的水質(zhì)安全和水量保障存在重大隱患。尤其是近年來，新安江和東苕溪相繼突發(fā)水污染事件，引發(fā)杭城供水全線告急，給杭州市供水公共安全敲響警鐘。千島湖水質(zhì)優(yōu)良，水量充沛，距杭州直線距離約100km，是國家級戰(zhàn)略水源水庫，也是杭州市理想的飲用水水源水庫。因此，實(shí)施千島湖引水工程，多水源供水，提高杭州飲用水源安全和品質(zhì)十分重要和緊迫[1]。

1.2 引水工程概況

千島湖引水工程從千島湖取水，通過110km長的輸水隧洞，將水引至位于余杭區(qū)閑林鎮(zhèn)的閑林水庫附近，以后再分三條輸水線路分別向杭州市九溪水廠方向、杭州市江南方向和杭州市余杭區(qū)方向輸水。工程平面布置詳見下圖。

工程平面布置圖

千島湖引水工程實(shí)施后將徹底改變供水區(qū)范圍內(nèi)現(xiàn)有的供水水源格局，由現(xiàn)有的從富春江、錢塘江、東苕溪取水，改為從千島湖水庫取水，同時將現(xiàn)有水源作為備用水源，實(shí)現(xiàn)雙水源供水的保障格局，從根本上提高杭州市近千萬人民飲用水源安全和品質(zhì)。

2 調(diào)節(jié)水庫的選擇

2.1 調(diào)節(jié)水庫在引水系統(tǒng)中的作用

長距離引水工程運(yùn)行時水力過渡系統(tǒng)復(fù)雜。就千島湖引水工程而言，其引水線路長、流量大、上下游水頭差較大(最大水頭約 50 m)，設(shè)置調(diào)節(jié)水庫有以下幾個方面作用：

a.保證引水系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。千島湖正常蓄水位為108m，一般年份水庫蓄水位在106m左右，工程的設(shè)計最低取水水位為86m。在千島湖高水位期和初期小流量引水期，閑林下游的三條輸水支線會有較大的水壓富余，這對于隧洞及下游的管道是不利的，而且一旦任何一條支線出現(xiàn)流量劇變工況，都將在上游長隧洞內(nèi)產(chǎn)生復(fù)雜的水錘現(xiàn)象，情況嚴(yán)重的會造成管道爆裂現(xiàn)象[2]。因此，在系統(tǒng)流量劇變的情況下，如何保證系統(tǒng)的穩(wěn)定水力過渡問題，一直是長距離引水工程設(shè)計的難點(diǎn)。工程上常用調(diào)壓井、溢流塔、調(diào)節(jié)水庫等調(diào)節(jié)方式來解決該問題[3]，其中，設(shè)置調(diào)節(jié)水庫的方式是引水系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的最優(yōu)選擇。

b.滿足系統(tǒng)檢修的需要。對于像千島湖引水這樣復(fù)雜的大型引水工程而言，系統(tǒng)的檢修將是難免的，諸如：閘門檢修、攔污柵異常清污等日常檢修。閑林上游采用的是單隧洞引水，若系統(tǒng)中未設(shè)置一定水量的檢修備用水源，一旦檢修，受水區(qū)將全面停水。設(shè)置一個有一定調(diào)節(jié)容量的水庫，在檢修期利用調(diào)節(jié)庫容向下游供水，可以延長檢修時間，方便檢修。因此，設(shè)置調(diào)節(jié)水庫是系統(tǒng)檢修的需要。

綜上所述，千島湖引水工程設(shè)置一個合適的調(diào)節(jié)水庫，是十分必要的。

2.2 潛在的調(diào)節(jié)水庫

引水工程系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)水庫多布置在引水線路附近、用水戶或者線路分水口前[4]。千島湖引水工程輸水線路沿線可供選擇作為調(diào)節(jié)水庫的有分水江水利樞紐、巖石嶺水庫、青山水庫和閑林水庫(在建)。各水庫特性詳見水庫特性表。

水庫特性表

2.3 調(diào)節(jié)水庫比選

引水工程系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)水庫與一般徑流型水庫不同，有些特征參數(shù)不完全由洪水、徑流等水文參數(shù)確定，需根據(jù)引水工程輸水系統(tǒng)的需求確定有關(guān)特征參數(shù)。對分水江水利樞紐、巖石嶺水庫、青山水庫和閑林水庫等4座潛在水庫進(jìn)行分析比較如下：

從地理條件來看，分水江水庫和巖石嶺水庫位于千島湖引水工程上游輸水線路的中間地帶，距離杭州市區(qū)、杭州江南城區(qū)以及余杭區(qū)各受水點(diǎn)較遠(yuǎn)，調(diào)節(jié)水庫下游還有較長的輸水隧洞，調(diào)節(jié)效能較差，不適合作為千島湖引水工程調(diào)節(jié)水庫。閑林水庫位于三大供水區(qū)的結(jié)合部，具有十分突出的地理優(yōu)勢。

從水庫水質(zhì)條件來看，巖石嶺水庫和青山水庫均以防洪、灌溉為主，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)較低，不適合作為千島湖引水工程的調(diào)節(jié)水庫。分水江水利樞紐上游集水面積大，人口、企業(yè)眾多，若作為千島湖引水工程的調(diào)節(jié)水庫，上游的水源保護(hù)絕非易事，不可采用。閑林水庫集水面積小，是杭州市的備用水源水庫，水源保護(hù)簡單，水質(zhì)有保障[5]。

從水庫水位來看，分水江水庫、巖石嶺水庫及青山水庫正常蓄水位普遍偏低，若以此作為調(diào)節(jié)水庫，千島湖的水位不能充分利用，向下游輸水沿途需增設(shè)多座泵站提水加壓，提水能耗及投資都會增加，不適合作為千島湖引水工程的調(diào)節(jié)水庫。閑林水庫正常蓄水位70m，供水死水位48m，與上下游水位銜接比較適中。

閑林水庫位于千島湖引水工程三個主要供水方向的分叉點(diǎn)附近，地理位置適中，且作為杭州市主城區(qū)城市應(yīng)急備用和抗咸供水水源，水質(zhì)有保證。此外，閑林水庫正常蓄水位較高，向下游輸水提水能耗最小，部分線路可以自流供水。因此，閑林水庫是千島湖引水工程的最優(yōu)調(diào)節(jié)水庫。

3 閑林水庫的地位與作用

3.1 連接方式

千島湖來水通過輸水隧洞重力流輸送至閑林水庫庫尾的配水井，再分別向杭州市主城區(qū)、杭州市江南城區(qū)(蕭山區(qū)、濱江區(qū))、杭州市余杭區(qū)輸水。同時在配水井與閑林水庫之間設(shè)置一長84m、襯后洞徑6m的連通隧洞，隧洞水庫側(cè)設(shè)置控制閘門。連通隧洞的功能有：當(dāng)上游來水充分，配水井壓力較大時，起到系統(tǒng)減壓、向閑林水庫輸水的功能；當(dāng)上游來水較小時，閑林水庫可通過閘門向下游輸水系統(tǒng)補(bǔ)水，起到供水調(diào)節(jié)的作用。

3.2 地位與作用

總體而言，在千島湖引水工程這樣復(fù)雜的長距離大型引水工程中設(shè)置一個調(diào)節(jié)水庫，是十分必要的。選定閑林水庫作為千島湖引水工程的調(diào)節(jié)水庫，其地位和作用如下：

a.閑林水庫是引水工程輸水線路區(qū)域內(nèi)的最優(yōu)調(diào)節(jié)水庫。對比其他幾個潛在調(diào)蓄水庫，其地理位置適中、水質(zhì)有保證、庫容及地勢高程合適，作為千島湖引水工程的調(diào)蓄水庫優(yōu)勢明顯。

b.有效調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力，確保工程安全運(yùn)行。閑林水庫作為調(diào)節(jié)水庫，當(dāng)上游來水充分、配水井壓力較大時，起降低輸水隧洞壓力、消除輸水系統(tǒng)末端多余能量、減少下游現(xiàn)有供水管道壓力、降低系統(tǒng)出現(xiàn)安全事故的概率、確保工程安全運(yùn)行的功能；當(dāng)上游來水較小時，閑林水庫向輸水系統(tǒng)補(bǔ)水，起供水調(diào)節(jié)作用并且可以避免配水井出現(xiàn)拉空，有利于提高工程引水系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

c.延長檢修時間，便于系統(tǒng)正常檢修。當(dāng)閑林水庫上游輸水系統(tǒng)正常檢修時，閑林水庫作為整個引水工程調(diào)節(jié)水庫，可短期內(nèi)向下游整個輸水系統(tǒng)補(bǔ)水，延長檢修時間。

d.確保主城區(qū)應(yīng)急供水，提高供水保證率。閑林水庫作為杭州市的備用水庫，當(dāng)上游來水量較小或者千島湖水庫出現(xiàn)突發(fā)事故臨時關(guān)閉取水時，可向杭州市主城區(qū)供水，提高供水安全保障程度。

4 結(jié) 語

千島湖引水工程作為錢塘江河口水資源優(yōu)化配置工程之一，惠及近千萬人民，其引水線路長、流量大、輸水系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)置調(diào)節(jié)水庫是十分必要的。本文從地理位置、庫容、水質(zhì)和水位等方面分析論證了閑林水庫是千島湖引水工程的最優(yōu)調(diào)節(jié)水庫，重點(diǎn)闡述了閑林水庫在系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、檢修備用和提高供水保障率等方面發(fā)揮的作用。相關(guān)觀點(diǎn)和結(jié)論是千島湖引水工程前期研究階段的重要成果，有利于促進(jìn)工程的順利推進(jìn)，也希望其研究思路和成果對其他城市大中型引調(diào)水工程起到借鑒作用。 ◆

[1] 劉孔英.杭州市水源地選擇研究[J].中國水能及電氣化,2013,4(97):20-23.

[2] 朱滿林，沈冰，張言禾，等.長距離壓力輸水工程水錘防護(hù)研究[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2007,39(1):40-43.

[3] 潘欽,劉亞坤,倪漢根,等.雙管式溢流塔水力特性試驗(yàn)研究[J].水力學(xué)報,2007(增刊)：352-355.

[4] 郭偉.淺析長距離引水工程中調(diào)節(jié)水庫的作用[J].電力學(xué)報,2008,23(4)：350-352.

[5] 毅力，章松祝，劉孔英.杭州市備用水源方案選擇比較[J].水利技術(shù)監(jiān)督,2008(3):12-14.

簡訊

水利部印發(fā)《小型水庫土石壩主要安全隱患處置技術(shù)導(dǎo)則(試行)》

為提高小型水庫土石壩主要安全隱患處置技術(shù)水平，切實(shí)保障水庫安全，充分發(fā)揮水庫功能和效益，更好地服務(wù)于經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展，水利部組織部大壩安全管理中心等單位編制了《小型水庫土石壩主要安全隱患處置技術(shù)導(dǎo)則(試行)》(以下簡稱《導(dǎo)則》)，以從技術(shù)上更好地指導(dǎo)水庫隱患處置工作。

《導(dǎo)則》適用于按《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL 252)確定的小型水庫4、5級且壩高小于30m的土石壩主要安全隱患處置。《導(dǎo)則》明確小型水庫土石壩主要安全隱患包括防洪安全隱患、滲流安全隱患、結(jié)構(gòu)安全隱患、金屬結(jié)構(gòu)安全隱患以及運(yùn)行管理安全隱患。《導(dǎo)則》要求當(dāng)小型水庫土石壩出現(xiàn)安全隱患或險情時，應(yīng)判別其成因及危害，采取合理處置措施。當(dāng)隱患或險情危及大壩安全或有潰壩風(fēng)險時，應(yīng)及時報告水庫主管部門、水行政主管部門和當(dāng)?shù)厝嗣裾?，并做好潰壩突發(fā)事件預(yù)警。

水利部要求各級水行政主管部門督促水庫主管部門、運(yùn)行管理單位和管護(hù)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)該技術(shù)導(dǎo)則，按照有關(guān)規(guī)定和技術(shù)規(guī)范要求開展水庫巡視檢查和安全監(jiān)測，保證水庫安全運(yùn)行。同時，要求各地在實(shí)施過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，及時將遇到的問題反饋水利部。

來源：水利建設(shè)與管理信息網(wǎng) 2014年5月15日

http://jsgl.mwr.gov.cn/hydt/201405/t20140515_561325.html

On Status and Role of Xianlin Reservoir in Qiandao Lake Water Diversion Project

DU Qiang-qiang, ZHU Hang-wei

(HangzhouXianlinReservoirManagementOffice,Hangzhou311201,China)

Qiandao lake water diversion project is utilized as an example for demonstrating the necessity of setting regulating reservoir in long-distance large flow water diversion project in the paper. Potential regulating reservoirs along the project are analyzed and compared in the aspects of location, capacity, water quality, water level, etc. It is concluded that Xianlin Reservoir is an optimal regulating reservoir in water diversion project. The irreplaceable status and other roles of Xianlin Reservoir in Qiandao Lake water diversion project as a regulating reservoir are elaborated.

Qiandao Lake water diversion project; regulating reservoir; status; role

TV62+1

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1005-4774(2014)06-0066-04