觀音閣水庫(kù)輸水工程供水能力分析

張朝輝

(遼寧省水利廳， 遼寧 沈陽(yáng) 110003)

運(yùn)行管理

觀音閣水庫(kù)輸水工程供水能力分析

張朝輝

(遼寧省水利廳， 遼寧 沈陽(yáng) 110003)

為解決本溪市地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水源問(wèn)題，“引觀入本”供水工程作為本溪市的城市供水水源毋容置疑。根據(jù)供水范圍、輸水工程水量損失、本鋼污水處理廠檢修備用水量，并考慮日變化情況，提出了三種輸水方案，從經(jīng)濟(jì)、供水能力、投資等方面對(duì)三個(gè)方案進(jìn)行比較分析，在確定優(yōu)選方案的基礎(chǔ)上，對(duì)觀音閣水庫(kù)在最低運(yùn)行水位時(shí)不同保證率下的供水能力進(jìn)行分析推求，并計(jì)算觀音閣水庫(kù)不同保證率下的最大供水能力。

觀音閣水庫(kù)；供水能力；分析

觀音閣水庫(kù)為太子河流域的龍頭水庫(kù)，是太子河干流的骨干控制性工程。水庫(kù)的任務(wù)是以防洪、城市生活與工業(yè)供水為主，以灌溉、養(yǎng)魚(yú)與發(fā)電等為輔。水庫(kù)建設(shè)階段，在大壩的左壩端預(yù)設(shè)取水口，以備將來(lái)直接從水庫(kù)取水，通過(guò)管路解決本溪市城市生活與工業(yè)用水，但由于缺少資金，水庫(kù)落閘蓄水十多年預(yù)設(shè)取水口一直沒(méi)有投入使用，致使水庫(kù)至今沒(méi)有正常發(fā)揮供水效益，沒(méi)能為本溪市城市提供優(yōu)質(zhì)水源。目前，由于只有取水口而沒(méi)有建輸水工程，本溪市的城市用水只能沿太子河取水。同時(shí)，觀音閣水庫(kù)僅以補(bǔ)償下游用水為主，同時(shí)兼顧發(fā)電的非正常臨時(shí)興利調(diào)度方式運(yùn)行。水庫(kù)的優(yōu)質(zhì)水沒(méi)有“優(yōu)水優(yōu)用”，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)太子河流域水資源配置中關(guān)于觀音閣水庫(kù)保證本溪市城市用水的水庫(kù)興利調(diào)度要求。

隨著本溪市的經(jīng)濟(jì)進(jìn)入一個(gè)高速發(fā)展時(shí)期，對(duì)水的需求也日益迫切，作為戰(zhàn)略性資源的水將成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素?！耙^入本”供水工程的實(shí)施，可保證本溪市飲用水水源安全，保障本溪市人民群眾用水安全，同時(shí)可對(duì)本溪市的水功能區(qū)進(jìn)行調(diào)整，避開(kāi)河道二次污染，解決本鋼及北臺(tái)鋼廠的用水要求，自流引水，節(jié)省提水費(fèi)用和電能，由于水量充足，取水安全可靠，水溫低、硬度小、水質(zhì)好，可降低企業(yè)的運(yùn)行成本，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。輸水工程實(shí)施后，可以實(shí)現(xiàn)水資源合理優(yōu)化配置，監(jiān)督企業(yè)主動(dòng)節(jié)水，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。同時(shí)，觀音閣水庫(kù)也可以正常發(fā)揮供水效益。

1 輸水工程設(shè)計(jì)規(guī)模方案

1.1 方案一

采用隧洞及管線供給方案，以滿足2020年需水要求確定隧洞規(guī)模，根據(jù)需水預(yù)測(cè)，本溪市2020年需水量為35167萬(wàn)m3，考慮日變化系數(shù)、本鋼污水廠備用可能發(fā)生的工況及隧洞輸水損失，隧洞規(guī)模為110萬(wàn)m3/d(見(jiàn)表1)。根據(jù)觀音閣水庫(kù)水利計(jì)算成果，方案一對(duì)應(yīng)的水庫(kù)最低運(yùn)行水位為232m。經(jīng)過(guò)水力計(jì)算，對(duì)不同底寬的洞徑和底坡進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選定主隧洞為城門(mén)洞型形面，洞徑為2.80m×3.25m。該方案主體工程投資為82464萬(wàn)元。

表1 工程設(shè)計(jì)規(guī)模(方案一) 單位：萬(wàn)m3/d

1.2 方案二

采用隧洞及管線供給方案，以滿足2030年需水要求確定隧洞規(guī)模，根據(jù)需水預(yù)測(cè)，本溪市2030年需水量為39667萬(wàn)m3，考慮日變化系數(shù)、本鋼污水廠備用可能發(fā)生的工況及隧洞輸水損失，隧洞規(guī)模為125萬(wàn)m3/d(見(jiàn)表2)。根據(jù)觀音閣水庫(kù)水利計(jì)算成果，方案二對(duì)應(yīng)的水庫(kù)最低運(yùn)行水位為225m。經(jīng)過(guò)水力計(jì)算，對(duì)不同底寬的洞徑和底坡進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選定主隧洞為城門(mén)洞形斷面，洞徑為2.90m×3.40m。該方案主體工程投資為86218萬(wàn)元。

表2 工程設(shè)計(jì)規(guī)模(方案二) 單位：萬(wàn)m3/d

1.3 方案三

以水庫(kù)最大的供水能力確定輸水隧洞規(guī)模。當(dāng)觀音閣水庫(kù)最低運(yùn)行水位為死水位207.7m時(shí)，水庫(kù)最大供水量為4.44億m3，考慮日變化系數(shù)、隧洞輸水損失及本鋼污水處理廠檢修備用可能發(fā)生的工況，隧洞及管線工程規(guī)模為136萬(wàn)m3/d(見(jiàn)表3)。根據(jù)觀音閣水庫(kù)水利計(jì)算成果，方案三對(duì)應(yīng)的水庫(kù)最低運(yùn)行水位為207.7m。經(jīng)過(guò)水力計(jì)算，對(duì)不同底寬的洞徑和底坡進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選定主隧洞為城門(mén)洞形斷面，洞徑為3m×3.55m。該方案主體工程投資為93400萬(wàn)元。

表3 工程設(shè)計(jì)規(guī)模(方案三) 單位：萬(wàn)m3/d

1.4 方案比選

由上述三個(gè)方案看，方案一、方案二及方案三都可以解決本溪市城市水源水質(zhì)問(wèn)題。從供水量看，方案一僅解決本溪市2020年的需水，方案二可以解決本溪市2030年的需水，方案二比方案一投資增加3754萬(wàn)元，日平均供水量增加12.30萬(wàn)m3，兩方案的差額投資內(nèi)部收益率為6.56%；從方案三的供水量看，方案三較方案二日平均供水量增加9.6萬(wàn)m3，增加投資7182萬(wàn)元，但是方案三增加的供水只能在2030年以后逐步發(fā)揮效益，兩方案的差額投資內(nèi)部收益率為3.92%。不同方案差額投資及差額內(nèi)部收益率見(jiàn)表4。

表4 不同方案投資及差額內(nèi)部收益率比較 單位：萬(wàn)元

綜上分析，方案一的供水量?jī)H能解決2020年的需水要求，方案三供水量雖然較大，但增加的供水量發(fā)揮的效益較晚，造成工程投資的積壓。因此，從經(jīng)濟(jì)、供水能力、投資等方面看方案二優(yōu)于其他兩個(gè)方案。方案二線路見(jiàn)下頁(yè)圖。

2 推薦方案供水能力分析

2.1 不同保證率水庫(kù)最大供水能力

當(dāng)觀音閣水庫(kù)最低運(yùn)行水位為225m時(shí)，針對(duì)不同保證率要求，推求水庫(kù)的最大供水能力，其中，90%保證率時(shí)，水庫(kù)的最大供水能力為4.15億m3；95%保證率時(shí)，水庫(kù)的最大供水能力為4.09億m3；97%保證率時(shí)，水庫(kù)的最大供水能力為4.08億m3。在滿足城市生活與工業(yè)保證率要求的條件下，水庫(kù)的最大供水能力相差不大。

方案二路線示意圖

2.2 水庫(kù)水利計(jì)算

本次推薦的方案二工程規(guī)模為125萬(wàn)m3/d，根據(jù)觀音閣水庫(kù)水利計(jì)算成果，采用水文系列為1951年1月至2006年12月，多年平均年徑流為10.49億m3，凈入庫(kù)為10.05億m3，凈調(diào)節(jié)水量為6.83億m3，水庫(kù)損失0.66億m3，水庫(kù)棄水為2.57億m3。水庫(kù)調(diào)節(jié)系數(shù)為68.0%。水庫(kù)的供水量調(diào)節(jié)計(jì)算成果見(jiàn)表5。

續(xù)表

3 結(jié) 語(yǔ)

a.考慮日變化情況，輸水方案可有三種選擇，從經(jīng)濟(jì)、供水能力、投資等方面對(duì)三個(gè)方案進(jìn)行比較，最終選定方案二，確定了輸水工程方案二所需的各分支管線及各配水站規(guī)模。

b.方案二以滿足本溪市2030年需水量39667萬(wàn)m3為基準(zhǔn)，在考慮日變化系數(shù)、本鋼污水廠備用可能發(fā)生的工況及隧洞輸水損失情況下，確定了輸水隧洞規(guī)模為125萬(wàn)m3/d，在此基礎(chǔ)上，對(duì)觀音閣水庫(kù)在最低運(yùn)行水位時(shí)不同保證率下的供水能力進(jìn)行分析推求，求得水庫(kù)在不同保證率下的最大供水能力都能達(dá)到4億多m3，能夠滿足需供要求。

Analysis on water supply capacity of Guanyinge Reservoir Water Conveyance Project

ZHANG Zhaohui

(LiaoningWaterResourcesDepartment,Shenyang110003,China)

Water Supply Project of converting Guanyinge Reservoir to Benxi is regarded as urban water supply source without doubt in order to solve the water source problem of regional economic development in Benxi area. Daily change conditions are considered and three water conveyance plans are proposed according to the water supply scope, the water loss of water conveyance project and the maintenance spare water consumption of Bengang Sewage Treatment Plant. Three plans are compared and analyzed in the aspects of economy, water supply capacity, investment, etc. Water supply capacity of Guanyinge Reservoir at the lowest operation water level under different guarantee rates are analyzed and calculated on the basis of determining the optimal plan, and the maximum water supply capacity of Guanyinge Reservoir under different guarantee rates are calculated.

Guanyinge Reservoir; water supply capacity; analysis

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2015.10.011

TV212

A

1673-8241(2015)10-0031-05