山美水库至惠女水库引调水工程调度运行分析

颜少清

(泉州市山美水库管理处，福建 泉州 362000)



山美水库至惠女水库引调水工程调度运行分析

颜少清

(泉州市山美水库管理处，福建 泉州 362000)

山美水库至惠女水库引调水工程是泉州市七库引调水工程的龙头项目，文章针对工程特点，提出了类似引调水工程调度原则，根据调度原则拟定本工程引调水调度规则，并对联合调度使水库增加可调水量进行合理性分析，论证了工程实施的可行性和必要性。

引调水工程；调度；运行

泉州市是福建省经济发展最快和最具活力的地区之一，经济总量连续十几年保持全省第一。由于水资源时空分布极不均匀，在人口密集、经济发达的沿海地区，人均水资源量仅218 m1。为解决沿海地区区域性资源性缺水问题，泉州市提出实施七库引调水工程的战略举措，通过天然河道及引调水工程将市域内7座大中型水库连通起来，实现水资源的优化配置。

1　工程概况

山美水库至惠女水库引调水工程是七库引调水工程的龙头项目。工程位于南安市境内，总体布局示意图如图1所示，由进水口、输水隧洞、输水管道及出水口等工程组成，采用有压重力流输水，输水线路总长18.526 km，其中4段隧洞长14.806 km，3段管道长3.72 km，额定引水流量12 m3/s，最大引水流量16 m3/s。工程建成后，惠女水库多年平均可供水量将从0.71亿m3提升至2.14亿m3，供水能力从1.3 m3/s 提高至6.64 m3/s。

2　调度原则

为充分发挥工程运行调度效益，拟定调度规则应遵循下述原则[1]：一是不应影响上下游、左右岸的供水、防洪等，尤其不应损害供水范围以外的区域的供水利益；二是综合考虑工程费用和效益，尽可能增加供水研究范围的可供水量；在满足保证率的前提下，尽量加大惠女水库供水能力，以减轻北干渠的供水压力；三是综合考虑供水研究范围的可供水量尽量大和缺水过程尽量平缓的因素，确定山美水库的最大供水任务；在供水研究范围的新增供水效益得到保证的前提下，尽量减少引水量，以减轻对山美及其下游电站发电的影响。

3　调度规则拟定

山美水库死水位 57.48 m，正常蓄水位96.48 m，汛限水位94.48 m，死库容0.19亿 m3，兴利库容4.53 亿 m3，调洪库容2.25亿 m3，汛期4月1日—10月15日。惠女水库死水位56.07 m，正常蓄水位75.75 m，汛限水位75.75 m3，死库容0.12亿 m3，兴利库容0.67 亿 m3，汛期5月1日—10月15日[2]。

根据上述原则，拟定联合调度规则如下:

(1)供水区(惠安县、泉港区、台商投资区)供水时，先用惠女水库至洛阳桥闸区间天然径流供水，不足时再通过北干渠调水线路利用山美水库-金鸡闸区间天然径流供水(通过北干渠调水时需满足晋江下游水量分配方案)。

(2)当惠女水库至洛阳桥闸区间天然径流和山美水库-金鸡闸区间天然径流难以满足供水区供水时，须动用水库补水，优先动用惠女水库供水，其次动用山美水库通过山美水库-金鸡闸-北干渠线路长距离供水。

图1　山美水库至惠女水库引调水工程总体布局示意图

(3)对于惠女水库而言，当供水区不需要惠女水库供水时，惠女水库仅泄放生态流量0.158 m3/s；当供水区需要惠女水库供水时，惠女水库补偿供水，并以设计供水能力 6.64 m3/s作为供水上限，

(4)对于山美水库而言，山美水库为供水区供水次序的最后一级，当惠女水库及其他水源均难以满足供水区用水需求时，动用山美水库通过山美水库-金鸡闸-北干渠线路长距离供水，根据山美水库历年实际运行情况并经复核优化，山美水库以35 m3/s作为供水上限。

(5)对于山美水库至惠女水库引调水工程而言，因该线路长度短、输水损失少、安全性高、自流节能，应尽可能充分利用惠女水库闲置库容引调水，设山美水库水位为Z山美， 惠女水库水位为Z惠女，山美水库与惠女水库水位差为ΔH，则ΔH=Z山美-Z惠女，山美水库起引水位为78 m，惠女水库停引水位为75.75 m，最大引水流量为16 m3/s。①当Z山美<78 m时，引水流量为0。②当Z山美>78 m时：若Z惠女>73 m时，引水流量为0；若Z惠女<73 m时，引水流量为ΔH对应的引水能力，最小为0，最大不能超过16 m3/s。

4　调度规则合理性分析

4.1联合调度的供水次序合理性

根据前述调度规则，供水区各水源供水次序为：①供水区优先利用惠女水库-洛阳桥闸区间天然径流供水，因洛阳桥闸调蓄能力有限，为减少弃水应首先利用；②其次利用山美水库-金鸡闸区间天然径流供水，该部分水量受金鸡闸调蓄能力限制易成为弃水，为提高水资源利用程度应尽量利用，因该部分水量为外流域水量，其优先次序应低于供水区当地的惠女水库-洛阳桥闸区间天然径流；③再次为惠女水库及惠女水库引调水工程，其原因有二：一是当调节能力低的水量充分利用后，应动用供水区当地水源惠女水库；二是惠女水库引调水工程线路短、输水损失少、安全性高、自流节能，充分利用该线路输水还可利用惠女水库闲置库容减少山美水库弃水；④最后是山美水库，前述水源均不满足供水区需求时，山美水库作为调蓄能力最大的外流域多年调节水库，作为供水区供水次序的最后一级保障较为合理[3]。

4.2山美水库供水调度规模合理性

山美水库现阶段以供水为主，最小下泄流量为 14.76 m3/s，因此本工程山美水库最小下泄流量以 14.76 m3/s计较为合理。对于山美水库供水流量限制，考虑到金鸡闸节点对山美水库的供水需求尤其是枯水期一般较大，若山美水库供水上限设定太高，会造成山美水库很快放空，金鸡闸节点在山美水库放空后缺水较多、缺水过程线变幅较为剧烈，对生产生活影响较大。山美水库供水上限设定太低，会造成山美水库枯水期末仍有余水。本文拟定其供水上限 35 m3/s，可最大程度缓解缺水，并使金鸡闸节点缺水过程平缓过渡。

4.3惠女水库供水调度规模合理性

山美水库至惠女水库引调水工程建成后，惠女水库供水能力应与其引水量和兴利库容相匹配，不宜太高或太低[4]。惠女水库引水量和本流域来水量有限，其供水能力太高则导致惠女水库缺水时段增加、缺水过程剧烈，太低则会造成惠女水库弃水增多。惠女水库多年平均来水流量为7.18 m3/s，扣除蒸发渗漏损失后多年平均出库流量为 6.93 m3/s。经测算，当惠女水库承担 6.64 m3/s 供水任务时，其弃水较少、缺水时段较少，且供水 6.64 m3/s 的历时保证率为97%，基本满足供水要求，因此惠女水库供水能力以6.64 m3/s 计较为合理。现阶段惠女水库最小下泄生态流量为0.158 m3/s，因此本工程惠女水库最小下泄生态流量以 0.158 m3/s计较为合理，可保证生态用水需求。

4.4山美水库至惠女水库调度规模合理性分析

对于山美水库起引水位，山美水库进水口底板高程71.5 m，顶板高程75.4 m，因此山美水库起引水位不应低于此水位。经计算，当山美水库起引水位为76 m、78 m、80 m时，供水研究范围分别新增供水 0.26亿m3、0.31亿m3、0.33亿m3。分析可知，其起引水位为 80 m时，惠女水库引水量较多，但惠女水库调节能力有限，多引的水量多为弃水；当起引水位为 78 m时，惠女水库引水量适中，惠女水库调蓄潜力已得到较大程度挖掘。因此，拟定山美水库起引水位为78 m。

5　结　语

山美水库至惠女水库引调水工程建成后，通过联合调度，大幅减少山美水库汛期泄洪，充分利用雨洪资源，承接上游彭村、龙门滩、山美水库的水量，并由惠女水库向大惠安地区供水，年均可增加调蓄水量1.55亿m3，相当于新建一座大型水库，将有力保障泉州市沿海片区生活生产用水和石化基地等大型工业企业用水需求。同时可实现泉港区、惠安县、台投区的双通道供水。目前，该地区主要依靠湄南供水工程供水，水源单一，且该输水管线已运行将近20 a，年久老化，一旦工程出险或上游水资源受污染，后果不堪设想。山美水库至惠女水库引调水工程建成后将彻底改变该地区水源单一的局面，极大提高应急供水保障能力。且通过封闭式管道供水，将有效解决原供水线路沿途污染问题，确保水质安全。

[1]黄泽钧.调水工程对环境的影响分析[J]. 水科学与工程技术，2011(6)：27-29.

[2]赵立明,蒋云钟,李波.流域水资源调配综合评价系统的设计与实现[J]. 南水北调与水利科技， 2006，4(1):30-32.

[3]金健,洪剑泳.调水工程系统风险评价体系研究[J]. 水利科技与经济，2007，13(4):260-262.

[4]谢成玉,王国志.对跨流域调水工程运行管理体制的思考[J]. 中国水利，2013(20):11-12,46.

颜少清(1986-)，女，助理工程师，主要从事水利工程管理方面的工作。

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