观音阁水库输水工程供水能力分析

张朝辉

(辽宁省水利厅， 辽宁 沈阳 110003)

运行管理

观音阁水库输水工程供水能力分析

张朝辉

(辽宁省水利厅， 辽宁 沈阳 110003)

为解决本溪市地区经济发展的水源问题，“引观入本”供水工程作为本溪市的城市供水水源毋容置疑。根据供水范围、输水工程水量损失、本钢污水处理厂检修备用水量，并考虑日变化情况，提出了三种输水方案，从经济、供水能力、投资等方面对三个方案进行比较分析，在确定优选方案的基础上，对观音阁水库在最低运行水位时不同保证率下的供水能力进行分析推求，并计算观音阁水库不同保证率下的最大供水能力。

观音阁水库；供水能力；分析

观音阁水库为太子河流域的龙头水库，是太子河干流的骨干控制性工程。水库的任务是以防洪、城市生活与工业供水为主，以灌溉、养鱼与发电等为辅。水库建设阶段，在大坝的左坝端预设取水口，以备将来直接从水库取水，通过管路解决本溪市城市生活与工业用水，但由于缺少资金，水库落闸蓄水十多年预设取水口一直没有投入使用，致使水库至今没有正常发挥供水效益，没能为本溪市城市提供优质水源。目前，由于只有取水口而没有建输水工程，本溪市的城市用水只能沿太子河取水。同时，观音阁水库仅以补偿下游用水为主，同时兼顾发电的非正常临时兴利调度方式运行。水库的优质水没有“优水优用”，没有实现太子河流域水资源配置中关于观音阁水库保证本溪市城市用水的水库兴利调度要求。

随着本溪市的经济进入一个高速发展时期，对水的需求也日益迫切，作为战略性资源的水将成为经济社会可持续发展的重要因素。“引观入本”供水工程的实施，可保证本溪市饮用水水源安全，保障本溪市人民群众用水安全，同时可对本溪市的水功能区进行调整，避开河道二次污染，解决本钢及北台钢厂的用水要求，自流引水，节省提水费用和电能，由于水量充足，取水安全可靠，水温低、硬度小、水质好，可降低企业的运行成本，增加企业的经济效益。输水工程实施后，可以实现水资源合理优化配置，监督企业主动节水，实现水资源的可持续利用。同时，观音阁水库也可以正常发挥供水效益。

1 输水工程设计规模方案

1.1 方案一

采用隧洞及管线供给方案，以满足2020年需水要求确定隧洞规模，根据需水预测，本溪市2020年需水量为35167万m3，考虑日变化系数、本钢污水厂备用可能发生的工况及隧洞输水损失，隧洞规模为110万m3/d(见表1)。根据观音阁水库水利计算成果，方案一对应的水库最低运行水位为232m。经过水力计算，对不同底宽的洞径和底坡进行技术经济比较，选定主隧洞为城门洞型形面，洞径为2.80m×3.25m。该方案主体工程投资为82464万元。

表1 工程设计规模(方案一) 单位：万m3/d

1.2 方案二

采用隧洞及管线供给方案，以满足2030年需水要求确定隧洞规模，根据需水预测，本溪市2030年需水量为39667万m3，考虑日变化系数、本钢污水厂备用可能发生的工况及隧洞输水损失，隧洞规模为125万m3/d(见表2)。根据观音阁水库水利计算成果，方案二对应的水库最低运行水位为225m。经过水力计算，对不同底宽的洞径和底坡进行技术经济比较，选定主隧洞为城门洞形断面，洞径为2.90m×3.40m。该方案主体工程投资为86218万元。

表2 工程设计规模(方案二) 单位：万m3/d

1.3 方案三

以水库最大的供水能力确定输水隧洞规模。当观音阁水库最低运行水位为死水位207.7m时，水库最大供水量为4.44亿m3，考虑日变化系数、隧洞输水损失及本钢污水处理厂检修备用可能发生的工况，隧洞及管线工程规模为136万m3/d(见表3)。根据观音阁水库水利计算成果，方案三对应的水库最低运行水位为207.7m。经过水力计算，对不同底宽的洞径和底坡进行技术经济比较，选定主隧洞为城门洞形断面，洞径为3m×3.55m。该方案主体工程投资为93400万元。

表3 工程设计规模(方案三) 单位：万m3/d

1.4 方案比选

由上述三个方案看，方案一、方案二及方案三都可以解决本溪市城市水源水质问题。从供水量看，方案一仅解决本溪市2020年的需水，方案二可以解决本溪市2030年的需水，方案二比方案一投资增加3754万元，日平均供水量增加12.30万m3，两方案的差额投资内部收益率为6.56%；从方案三的供水量看，方案三较方案二日平均供水量增加9.6万m3，增加投资7182万元，但是方案三增加的供水只能在2030年以后逐步发挥效益，两方案的差额投资内部收益率为3.92%。不同方案差额投资及差额内部收益率见表4。

表4 不同方案投资及差额内部收益率比较 单位：万元

综上分析，方案一的供水量仅能解决2020年的需水要求，方案三供水量虽然较大，但增加的供水量发挥的效益较晚，造成工程投资的积压。因此，从经济、供水能力、投资等方面看方案二优于其他两个方案。方案二线路见下页图。

2 推荐方案供水能力分析

2.1 不同保证率水库最大供水能力

当观音阁水库最低运行水位为225m时，针对不同保证率要求，推求水库的最大供水能力，其中，90%保证率时，水库的最大供水能力为4.15亿m3；95%保证率时，水库的最大供水能力为4.09亿m3；97%保证率时，水库的最大供水能力为4.08亿m3。在满足城市生活与工业保证率要求的条件下，水库的最大供水能力相差不大。

方案二路线示意图

2.2 水库水利计算

本次推荐的方案二工程规模为125万m3/d，根据观音阁水库水利计算成果，采用水文系列为1951年1月至2006年12月，多年平均年径流为10.49亿m3，净入库为10.05亿m3，净调节水量为6.83亿m3，水库损失0.66亿m3，水库弃水为2.57亿m3。水库调节系数为68.0%。水库的供水量调节计算成果见表5。

续表

3 结 语

a.考虑日变化情况，输水方案可有三种选择，从经济、供水能力、投资等方面对三个方案进行比较，最终选定方案二，确定了输水工程方案二所需的各分支管线及各配水站规模。

b.方案二以满足本溪市2030年需水量39667万m3为基准，在考虑日变化系数、本钢污水厂备用可能发生的工况及隧洞输水损失情况下，确定了输水隧洞规模为125万m3/d，在此基础上，对观音阁水库在最低运行水位时不同保证率下的供水能力进行分析推求，求得水库在不同保证率下的最大供水能力都能达到4亿多m3，能够满足需供要求。

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