三道河水庫水資源優(yōu)化配置分析

皮向東 李吉濤 周彥洲

[摘要]三道河水庫是一座以防洪、城鎮(zhèn)供水、灌溉為主，兼顧發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合利用的大型水庫。隨著當?shù)亟洕鐣陌l(fā)展，水資源的供需矛盾日趨突出，合理配置水資源是水資源可持續(xù)利用和保護生態(tài)環(huán)境的前提，也是協(xié)調區(qū)域和行業(yè)用水的基礎。

[關鍵詞]水資源;優(yōu)化配置;三道河水庫

[中圖分類號]TV213.4[文獻標識碼]A

三道河水庫位于蠻河上游南漳縣境內，1959年9月開工，1966年7月正式蓄水。水庫樞紐工程有主壩、4座副壩、溢洪道、灌溉發(fā)電輸水隧洞（主洞及支洞）、低輸水隧洞（原導流洞）和四座水電站等組成，是一座以防洪、城鎮(zhèn)供水、灌溉為主，兼顧發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合利用的大型水庫。壩頂高程158.70m、設計洪水位154.11m、校核洪水位157.46m、正常蓄水位154.00m、汛限水位152.40m、死水位112.70m?？値烊?.543×108m3，興利容1.2375×108m3，死庫容5×104m3。

三道河水庫灌區(qū)地跨南漳、宜城兩縣市，設計灌溉面積30.3×666.7hm2，最大實灌面積27.3×666.7hm2。近年，水庫陸續(xù)向南漳縣城關鎮(zhèn)提供生活、工業(yè)用水。隨著當?shù)亟洕陌l(fā)展，三道河水庫的供水量有逐年增加的趨勢，供水的保證率也要求越來越高，水資源的優(yōu)化配置顯得尤為重要。

1 水庫來水分析

三道河水庫承雨面積780km2，上游干流約20km有挽魚溝入庫控制水文站，集水面積560km2。約占水庫總承雨面積的71.8%。根據(jù)挽魚溝～三道河區(qū)間面降水量、挽魚溝站降水徑流關系，采用水文比擬法計算區(qū)間徑流量，加上挽魚溝入庫站的徑流量作為三道河入庫水量，并進行頻率分析計算見表1。分析75%、90%保證率入庫徑流量過程（1994年、1995年為典型年）見表2。

2 區(qū)間來水分析

三道河水庫灌區(qū)的一部分水源直接由水庫提供，另外部分水源由清涼河、八都河等區(qū)間來水共同提供，取水口在武鎮(zhèn)長渠渠首，流域面積1700km2。用渠首以上未攔蓄區(qū)間降水量資料計算相應來水量，并進行頻率和設計來水量計算，見表3、表4。

3 用水量分析

三道河水庫向南漳縣城關鎮(zhèn)提供生活、工業(yè)水源，為下游灌區(qū)提供灌溉和河道生態(tài)用水。

3.1 生活、工業(yè)用水

南漳縣自來水公司水庫陸續(xù)向南漳縣自來水公司、國營江華機械廠、南漳龍蟒鈦白粉廠、南漳華新水泥廠提供生活、工業(yè)用水，設計日供水能力為3500×104m3。

3.2 農業(yè)灌溉用水

三道河水庫灌區(qū)設計灌溉面積30.3×666.7hm2。其中水田20.907×666.7hm2，旱地9.393×666.7hm2。灌區(qū)設計保證率為75%，根據(jù)農作物需水定額計算相應的用水量21172×104m3，其中：三道河水庫直接提供水量4403×104m3。

3.3 生態(tài)用水

為了維持河道正常的生態(tài)功能以及環(huán)境的需求，保證魚類、浮游生物、水生植物能正常生存，蠻河下游河道需保持一定的水量。按照Tennant法，采用多年年均流量的10%作為河道的生態(tài)環(huán)境需水量。下游河道年生態(tài)需水量約為367×104m3。

3.4 水庫蒸發(fā)損失

△W=（E水-E陸）×F水

式中：△W—計算時段內水庫蒸發(fā)損失量

E水—計算時段內水庫水面蒸發(fā)量

E陸—計算時段內庫區(qū)陸面蒸發(fā)量

F水—計算時段內水庫平均水面面積

75%、90%保證率的水庫蒸發(fā)損失分別為278.4×104m3、115×104m3。

3.5 水庫滲漏損失

庫區(qū)及壩區(qū)水文地質條件優(yōu)良，水庫滲漏損失按照水庫年蓄水量的2%計算，75%、90%保證率的水庫滲漏損失為254.4×104m3、195×104m3。

3.6 水庫下游蠻河沿岸工業(yè)用水量

水庫下游蠻河沿岸工業(yè)用水量7631×104m3，其中，華海紙業(yè)、龍蟒集團、湖北省金源公司用水量分別為292×104m3、7189×104m3、150×104m3。

4 水資源配置分析

4.1 起始水位分析

根據(jù)1980～2017年庫內水位，用4月1～5日的平均水位為每年的汛前水位，經分析確定汛初水庫起調水位為148.00m（吳淞基面），相應庫容為8800m3。

4.2 最低控制水位

三道河水庫擔負南漳縣城區(qū)的生活及工業(yè)用水任務，水廠取水泵船最低取水水位129.0m，相應庫容975×104m3;發(fā)電輸水洞進水口高程133.0m，相應庫容2300×104m3;導流洞底孔進水口高程112.7m，相應庫容5×104m3。其最低水位控制在133.5m左右，相應庫容2450×104m3。

4.3 水庫運行水位

為保證水庫的安全和最大限度地發(fā)揮水庫興利作用，汛期控制水位為汛限水位152.0m，相應庫容1.066×108m3;非汛期控制水位為正常高水位154.0m，相應庫容1.238×108m3。

4.4 水資源配置分析

三道河水庫調節(jié)能力強，水源優(yōu)先使用區(qū)間清涼河、八都河來水，不足部分由水庫補給;供水按照水庫蒸發(fā)、滲漏損失→南漳縣城鎮(zhèn)供水→水庫直供農業(yè)灌溉→下游河道生態(tài)→長渠農業(yè)灌溉→水庫下游蠻河干流工業(yè)用水的順序進行水資源配置。

按照起始水位、最低控制水位、水庫運行水位等條件，分別對75%、90%保證率條件進行計算，詳見表5、表6。75%保證率水資源可以滿足下游各行業(yè)用水需求;90%保證率條件下，6、7兩個月缺水，水資源缺水3852×104m3。

5 建議與對策

（1）強化三道河水庫水資源的管理職能，厘清供水對象，核實供水水量，確定用水保障程度和順序，編制水資源運行調度方案。協(xié)調好行業(yè)之間、上下游之間的用水關系，實現(xiàn)區(qū)域水資源的統(tǒng)一管理。

（2）搞好計劃用水、節(jié)約用水。按照節(jié)水優(yōu)先的總體思路，針對不同行業(yè)用水特點，提出相應的管理辦法。加強對農業(yè)、生活節(jié)約用水宣傳，形成良好的用水習慣;城鎮(zhèn)供水要降低管道的輸水損失，大力推廣節(jié)水器具;工業(yè)用水要提高重復利用率，減少跑冒滴漏;優(yōu)化調整農業(yè)種植結構，增加節(jié)水灌溉面積，推廣先進的灌溉方式;加大渠系改造力度，降低渠道輸水損耗。

（3）搞好調水水源工程的配套建設，并納入三道河灌區(qū)的統(tǒng)一調度。做好提水設備、設施的運行維護管理，對輸水渠道及沿程涵閘進行整修加固，確保輸水線路暢通，降低輸水損耗。

（4）對供水區(qū)間內的取用水戶實施水量監(jiān)測，在長渠渠首處設立水位、流量監(jiān)測設施，根據(jù)上游來水和下游用水情況，及時與三道河水庫聯(lián)合調配供水，實現(xiàn)合理充分利用水資源。

[參考文獻]

[1] GB50288-99，灌溉與排水工程設計規(guī)范[S].

[2] SL/Z322-2005，建設項目水資源論證導則[S].

[3] 雒文生，宋星原.工程水文及水利計算[M].北京：中國水利水電出版社，2010..