六盘山引水工程对平凉崆峒水库的影响分析

曹建忠

（宁夏水利水电勘测设计研究院有限公司 宁夏银川 750004）

1 问题的提出

六盘山引水工程是宁夏固原地区（宁夏中南部）城乡饮水安全水源工程的俗称，是将宁夏固原地区南部六盘山东麓雨量较多、水量相对较丰沛的泾河流域地表水，经拦截、调蓄，向北输送到固原中北部干旱缺水地区的区域性水资源优化配置工程。其任务是向干旱缺水的固原市原州区和彭阳、西吉、海原县部分城镇居民生活和农村人畜供水，解决110.80万城乡居民的饮水问题。

工程的调出区位于宁夏南部六盘山东麓的泾河流域，该地区地表水资源丰富、水质好。而且当地用水量小，开发利用程度低。为了减少对下游的影响，采用多点分散取水方案，取水河段主要位于泾河流域的泾河干流、策底河、暖水河和颉河，布设可能取水点11 个，选定7 个。多年平均调水量3980万m3，规划水平2025年供水量为3720万m3。

本工程属跨流域调水工程，调水后将对下游甘肃省平凉市用水产生一定的影响，尤其是布设在泾河干流的龙潭水库和红家峡取水点，取水后将对平凉市崆峒水库产生较大的影响。为此，需分析六盘山引水工程调水后对崆峒水库的影响程度，进而提出补偿措施建议。

2 崆峒水库概况

崆峒水库坝址位于泾河前峡出口聚仙桥上游约1km 处。坝址以上流域面积602km2，多年平均径流量1.24亿m3，50%频率年径流量1.11亿m3，75%频率年径流量0.78亿m3。工程于1971年10月动工兴建，1980年完工并投入使用。该工程的任务是以灌溉、防洪为主，兼有发电、旅游、养殖等综合利用。不完全年调节。坝型为砂砾石坝壳壤土心墙坝，最大坝高63.8m，总库容2970万m3，其中：死库容600万m3，兴利库容2230万m3，防洪库容1673万m3（防洪兴利结合库容933万m3）。设计灌溉面积1.13万hm2，总装机容量3×6300MW，年发电量484万kWh，发电引水流量5.64m3/s，50%频率年来水量11083万m3，灌溉用水量4898.7万m3。

之后，由于为平凉电厂供水，增加了电厂供水任务。平凉电厂1998年建设，一期工程装机4×300MW，采用地表水、地下水联合取水方式，年用水量1660万m3，其中地表水535万m3由崆峒水库供水，地下水1125万m3。二期工程计划由崆峒水库提供备用水量51.8万m3/年。崆峒水库为电厂一、二期总供水量586.8万m3/年。

崆峒水库防洪标准为100年一遇设计，1000年一遇校核。水库6月末水位降至死水位，主汛期7、8、9月份水位按汛限水位控制运行，10月份开始蓄水。

2006年对水库进行了以防渗、泄洪及输水建筑物加固改造为主要内容的除险加固，加固后水库规模维持原设计不变。

3 对崆峒水库的影响分析

3.1 分析方法

根据批准的设计文件，采用长系列调节计算，分析对其的影响。

（1）崆峒水库采用现状规模及运行调度方式。

（2）崆峒水库灌溉规模。设计灌溉面积1.13万hm2，灌溉用水量4898.7万m3。

（3）平凉电厂供水。一期4×300MW 机组全部投运后年用水量1660万m3，其中地表水（崆峒水库供水）535万m3，地下水1125万m3；二期扩建供水，年用水量351万m3，其中平凉电厂一期工程回用水量197万m3，城市中水154万m3。中水水源非正常情况下备用水量为51.8万m3，备用水源利用本电厂一期工程取水口从崆峒水库取水。考虑平凉电厂一、二期工程，由崆峒水库承担电厂供水量为535+51.8=586.8万m3。

（4）灌溉年保证率≥50%，电厂供水月保证率≥97%。

（5）崆峒水库运行方式。水库6月末水位降至死水位1495.30m，主汛期7、8、9月份水位按汛限水位1502.00m 控制运行，10月份开始蓄水。

3.2 崆峒水库入库径流

崆峒水库入库径流以崆峒峡水文站为代表站，除险加固设计系列为1956～1999年。由于水文资料收集方面的问题，本次建立崆峒峡至泾河源水文站相关关系，将崆峒水库入库径流系列延长到2008年。

崆峒水库1956～2008年入库径流分别扣除上游宁夏需水量后即为逐年入库净径流，以此为基础分析对其供水用户的影响及其程度。

崆峒水库上游宁夏需水包括泾河干流河道外当地需水量和六盘山引水工程拟引水量。河道外当地总需水量1150万m3，考虑灌溉回归后当地河道外净用水量为1076万m3。本项目在泾河干流的引水量538～4058万m3，多年平均2168万m3。

崆峒水库坝址多年平均年径流量为 12093万 m3，扣除上游宁夏需水量后入库净径流为8860万m3。

3.3 对崆峒水库的影响分析结论

以崆峒水库入库净径流作为来水量，以灌溉和平凉电厂需供水量作为用水量，根据其现状工程规模和调度运行方式，采用1956～2008年长系列逐月调节计算，确定灌溉年供水量和平凉电厂逐月供水量，进而统计供水保证率。然后与供水对象的设计供水保证率进行对比，分析其影响程度。具体调节计算时扣除水库的蒸发和渗漏损失。

经径流调节计算，考虑泾河干流2025年河道外需水量和六盘山引水工程调水量后，崆峒水库对平凉电厂的供水保证率为99%，满足设计供水保证率 97%的要求。而灌溉保证率只有13%，不能满足灌溉设计保证率50%的要求。究其原因是，水库汛限水位较低，而年内来水量主要集中在汛期，故造成汛期弃水较大（约占79%），蓄水不足，影响非汛期供水。

4 对崆峒水库的补偿措施

经过分析，六盘山引水工程调水后对崆峒水库供水有影响。为了保证崆峒水库的供水，拟在崆峒水库坝址上游18.0km 处新建沙南补偿水库或在其上游4.7km 新建兔里坪补偿水库，与崆峒水库联合调节运用。

4.1 兔里坪水库补偿方案

作为崆峒水库的补偿调节水库方案，兔里坪水库的主要任务是调节主汛期7、8、9月份崆峒水库不能调节的径流。即：汛限水位与正常蓄水位一致，利用主汛期蓄水，在其他时间向崆峒水库补水。

拟选坝址位于兔里坪水文站以上400m 处，下距崆峒水库坝址 4.7km。坝址以上流域面积576km2，多年平均流量3.63m3/s，年平均径流量1.146亿m3。

兔里坪水库入库径流为兔里坪水库坝址1956～2008年径流系列减去上游宁夏河道外当地需水量和六盘山引水工程拟引水量。考虑到兔里坪水库坝址与崆峒水库相距很近，采用水文比拟法，按兔里坪水库与崆峒水库的集水面积之比，将崆峒水库的入库径流系列修正为兔里坪水库的入库径流。

按崆峒水库需供水量与两水库之间的区间来水量之差作为兔里坪水库需补偿崆峒水库的水量。崆峒水库需供水量包括：平凉电厂一、二期需供水量586.80万m3，农田灌溉年需供水量4898.80万m3，设计供水保证率分别为97%和50%。

兔里坪坝址多年平均悬移质输沙量采用44.7万t，推移质输沙量5.3万t。考虑兔里坪水库主汛期蓄水的特点，多年平均悬移质排沙率按25%推移质全部淤积在水库计算。按此计算 30年的水库淤积库容为832万m3。

采用长系列逐月调节计算，满足平凉电厂月供水保证率≥97%，灌溉供水年保证率≥50%所需的补偿调节库容为1455万m3。对应崆峒水库灌溉年保证率为51%，平凉电厂月供水保证率为100%。

主坝采用混凝土面板堆石坝，防洪标准采用100年一遇设计，1000年一遇校核。汛限水位与正常蓄水位一致，取1606.29m。水库溢洪道溢流宽度取20m，调洪演算校核洪水调洪库容为813万m3。

坝址河床高程1530.00m，最大坝高86.61m，估算兔里坪水库工程总投资15840万元。

4.2 沙南水库补偿方案

作为崆峒水库的补偿调节水库方案，沙南水库的主要任务同兔里坪水库。

拟选坝址位于宁夏泾源县境内的沙南峡入口处，距崆峒水库坝址约18km，坝址以上流域面积371km2，多年平均年径流量0.86亿m3。

沙南水库入库径流为沙南水库坝址1956～2008年径流系列减去上游宁夏河道外当地需水量和六盘山引水工程拟引水量。采用水文比拟法，按沙南水库与崆峒水库的多年平均径流量之比，将崆峒水库的入库径流系列修正为沙南水库的入库径流。

崆峒水库需供水量与两水库之间的区间来水量之差作为沙南水库需补偿崆峒水库的水量。崆峒水库需供水量包括：平凉电厂一、二期需供水量586.80万m3，农田灌溉年需供水量4898.80万m3，设计供水保证率分别为97%和50%。

沙南水库坝址以上多年平均悬移质输沙模数采用600t/km2.a，推移质输沙量按悬移质输沙量的10%估算，泥沙容重采用1.4t/m3。考虑沙南水库主汛期蓄水的特点，多年平均悬移质排沙率按25%推移质全部淤积在水库计算，按30年计算的水库淤积库容为405万m3。

采用长系列逐月调节计算，满足平凉电厂月供水保证率≥97%、灌溉供水年保证率≥50%所需的补偿调节库容为1500万m3。对应崆峒水库灌溉年保证率为51%，平凉电厂月供水保证率为100%。

主坝采用混凝土重力坝，防洪标准100年一遇设计，500年一遇校核。汛限水位与正常蓄水位一致，取1702.37m。水库溢洪道溢流宽度取20m，调洪演算校核洪水调洪库容925万m3。

坝址河床高程1670.00m，最大坝高39m，估算沙南水库工程总投资7349万元。

4.3 补偿水库方案比选

综合以上兔里坪、沙南两个水库补偿方案，各有其优缺点。

在兔里坪修建水库，距离崆峒水库近，控制流域面积大，便于联合调度管理，而且淹没损失较小，不存在移民搬迁问题，同时兔里坪水库已列入渭河流域综合规划。主要缺点是，库容条件较差，最大坝高约87m，工程投资大。

在沙南修建水库，其优缺点与兔里坪水库正好相反。主要优点是坝低、坝短，建库条件好，投资小；主要缺点是淹没损失相对较大，存在移民搬迁问题，不便于联合调度管理。

经比选推荐兔里坪水库作为崆峒水库的补偿调节水库。

5 结语

跨流域调水工程对下游的影响分析是非常重要的环节，是决定项目是否可行和工程规模大小的关键因素。本文通过长系列逐月调节计算，确定了六盘山引水工程调水后对平凉市崆峒水库的影响程度，进而提出了补偿措施方案，并采用补偿水库与崆峒水库联合补偿调节的方式确定了补偿水库的规模。经方案比选提出了推荐补偿方案，为项目决策和工程规模的确定提供了重要的参考依据。