承担单一工业供水水库供水保证率推荐按月计算的方法

杨国顺

(佳木斯市水利勘测设计研究院，黑龙江佳木斯 154002)

承担单一工业供水水库供水保证率推荐按月计算的方法

杨国顺

(佳木斯市水利勘测设计研究院，黑龙江佳木斯 154002)

径流调节是确定河流治理开发方案及水利枢纽工程规模的重要环节，供水水库径流调节计算的任务是在来水确定的情况下，计算兴利库容、保证供水量和设计保证率三者之间的关系。根据《水利工程水利计算规范》(SL104－95)，对于综合利用的水库工程，当各用水部门设计保证率以不同方式表示时，先进行换算，统一以年保证率表示。但对承担单一供水任务时(比如工业用水)，如果仍然以年保证率表示，则势必导致水库设计兴利规模偏高，笔者在黑龙江省鹤岗市小鹤立河水库扩建工程可行性研究设计中发现若以月保证率表示，则可以在保证工业和环境用水的前提下，能够降低水库设计兴利规模，从而降低工程投资。

工业供水;保证率;工程规模;方案比较;系列法多年调节;日供水量

1 问题的提出

径流调节计算是水库水利计算的重要环节，是确定水库设计规模的步骤之一。径流调节计算的主要任务是:根据水文计算提供的设计年径流及相应的水库汛限水位、水库库区地形资料，通过调节计算及效益和投资分析，从而确定防洪库容、坝高和泄洪建筑物尺寸。因此，水库径流调节计算成果直接影响水库设计规模和工程投资。

2 工业用水按年保证率确定小鹤立河水库兴利规模

2.1 工程任务

小鹤立河水库工程的开发任务是以工业供水为主，兼顾防洪、水产养殖的综合利用中型水库。

水库增容后，可为工业日供水4.26万m3，年供水能力为1 423万m3;可将下游小鹤立河堤防防洪标准由10 a一遇提高到20 a一遇;水库多年养殖水面485 hm2，年可产鱼18.2万 kg。

2.2 设计标准及设计保证率

根据《防洪标准》GB50201－94)及《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252－2000)，结合工程实际情况，确定小鹤立河水库工程的设计标准为:

1)枢纽工程土坝、溢洪道、输水洞设计洪水标准为50 a一遇，校核洪水标准为1000 a一遇。

2)结合堤防保证下游20 a一遇洪水安全。

3)根据《城市给水工程规划规范》GB50282－98第5.0.2的规定，考虑用水对象的用水需要，确定工业供水保证率为P=95%。

2.3 兴利规模与调节性能

小鹤立河工程的主要任务是工业供水和防洪。水库兴利规模经过方案比较确定兴利库容4 800万m3，相应兴利水位为170.09 m;设计总库容5 334万m3，相应设计洪水位为170.67 m;校核总库容5 848万m3，相应校核洪水位为171.42 m。

从库区淤积、供水要求及水产养殖需要考虑，确定死水位为155.00 m，相应死库容161万m3。

小鹤立河工程扩建后，专门为鹤岗新华煤化工有限公司供水，供水规模为4.26万m3/d。

由于径流年际、年内变化较大，枯水期持续时间长，需水量较大，根据多年平均来水量分析，小鹤立河水库多年平均径流深为283 mm，多年平均径流量为5 179万m3;P=95%径流深为61.2 mm，径流量为1 120万m3，小于鹤岗新华煤化工有限公司年产60万t合成氨、100万t尿素项目年需水量及环境用水量1 940.7万m3，因此需多年调节。

兴利调度:水库兴利调度主要考虑工业供水。工业供水保证率95%，在50 a中允许破坏1 a。

在兴利水位的比较与选择上，考虑煤化工项目用水、城市用水、水田灌溉用水需要，拟定了4个供水方案:方案1供水任务是维持现状兴利水位，满足城市供水768万m3/a及生态基流517.9万m3/a，合计用水量1 285.9万m3/a;方案2供水任务是满足煤化工用水1 423万m3/a及生态基流517.9万m3/a，合计用水量1 940.9万m3/a;方案3供水任务是满足煤化工用水1 423万m3/a并为城市供水689万m3/a及生态基流517.9万m3/a，合计用水量2 629.9万m3/a;方案4供水任务是满足煤化工用水1 423万m3/a、为城市供水689万m3/a、灌溉333 hm2水田(用水量443万m3/a)、生态基流517.9万m3/a，合计用水量3 072.9万m3/a，进行水库技术经济比较分析。

根据上述4个供水方案的供水量与工程总投资、经济内部收益率，重点分析了各方案间的差额经济内部收益率，并考虑国民经济承受能力，选定日供水量4.26万m3/d做为本次设计推荐供水方案，正常蓄水位为170.09 m，兴利总库容4 961万m3(包括兴利库容4 800万m3，死库容161万m3)。

3 工业用水按月保证率确定小鹤立河水库兴利规模

上述小鹤立河水库兴利规模，是按工业供水保证率95%，明确了小鹤立河水库仅以煤化工用水为主，供水任务单一。

笔者尝试了按月控制工业供水保证率，即50 a共600个月，按工业供水保证率95%计算，允许破坏29个月，即:

总供水月数:N总=50×12=600(月);

正常供水年数:N正=600－29=571(月);

供水保证率:a=N正/(N总+1)=571/(600+1)=95%。

供水方案仍采用上述第二方案即供水任务是满足煤化工用水1 423万m3/a及生态基流517.9万m3/a，合计用水量1 940.9万 m3/a。

经系列法多年调节计算，兴利库容为4 440万m3，比按年控制工业供水保证率计算所得的兴利库容4 800万m3，减少了360万m3，按单位库容投资4.87元计算，在保证工业和环境用水的前提下则可减少投资1 750万元。

［1］ 水利部长江水利委员会.SL104－95水利工程水利计算规范［S］.北京:中国水利水电出版社，1995.

［2］ 佳木斯市水利勘测设计研究院.黑龙江省鹤岗市小鹤立河水库扩建工程可行性研究报告［R］.佳木斯:佳木斯市水利勘测设计研究院，2007.

A Method to Calculate Water Supply Assurance Rate on Monthly Basis for Reservoir Responsible for Single Industrial Water Supply

YANG Guo-shun

(Jiamusi City Water Conservancy Investigation，Design＆ Research Institute，Jiamusi 154002，China)

Runoff regulation is an important link to decide the scheme of river regulation and development and the project scale of pivot water control project，the task of runoff regulation for water supply reservoir is to calculate active reservoir storage，guarantee the amount of water supply and design assurance rate in the situation of definite inflow.In accordance with Hydraulic Calculation Regulation of Water Conservancy Project(SL104－95)，as for multiple purpose reservoir projects，when the design assurance rate was expressed in different ways，the calculation was conducted in advance and expressed in annual assurance rate，finally.However，a reservoir responsible for single water supply(as example industrial water use)，if expressed still in annual assurance rate，it will result in the design active reservoir scale higher than it should be.The author finds that the design active scale of reservoir will decrease if expressed in monthly assurance rate during the feasibility study of Hegang City Xiaohelihe reservoir extension project，so as to reduce the project investment on the prediction of assuring the industrial and environmental water uses.

industrial water supply;assurance rate;project scale;scheme alternative;pluriennial regulation of series method;daily water supply

TU991

B

1007－7596(2011)05－0025－02

2010－12－27

杨国顺(1964－)，男，河北文安人，高级工程师，副总工程师，主要从事水利水电工程水文分析与计算、水利水电工程造价分析工作。