东辽河水量调度的研究与分析
2018-08-20王晓妮尹雄锐贺石良
王晓妮,尹雄锐,贺石良
(水利部松辽水利委员会,吉林长春 130021)
1 流域概况
东辽河发源于吉林省东辽县宴平乡安乐村小葱顶山东南,全长360 km,流域面积1.04万km2,流域多年平均水资源总量为12.83亿m3。2016年流域总供水量为7.97亿m3,其中地表水供水量3.16m3;地下水供水量4.81亿m3,流域水资源总量开发利用程度为62%。自上个世纪80年代以来,由于用水量不断增加,地表水资源量严重不足,过度开发使得东辽河干涸、断流现象时有发生,流域用水矛盾突出。
2 开展水量调度的必要性
东辽河流域有控制性骨干工程二龙山水库,水库任务是以防洪、灌溉为主,结合发电、养鱼,水库自1950年为梨树、秦家屯、南崴子、双山四大灌区供水,由于水库无序调度,造成水库蓄水减少,在保证城市用水的情况下,农业可供水量减少,造成灌区实际灌溉面积较设计灌溉面积大幅度减少,大面积水田弃耕改旱田,存在用水矛盾,文中在借鉴上述水量调度成果的基础上,开展东辽河水量调度方案研究,制订二龙山水库调度规则,是十分必要的。
1)实现水资源统一管理,提高水资源利用效率的需要。东辽河流域涉及内蒙古自治区、吉林省和辽宁省,水资源调度涉及上下游多省区、不同部门(行业),需要通过技术、行政、法律等多个层面进行流域水资源的统一管理,东辽河流域水量分配方案水利部已批复,为保障流域水量分配方案的落实,亟需建立统一的调度管理体系,切实加强对流域水资源的管理,实现从单一目标调度向多目标调度转变,促进水资源的可持续利用、生态环境的良性循环和经济社会的可持续发展。
2)是保障流域内生态环境用水,促进水生态文明建设的需要。水量分配方案中选取二龙山水库坝下和王奔站作为河道内最小生态流量控制断面,提出二龙山水库坝下、王奔和流域出口3个控制断面下泄水量指标。开展水量调度方案能够保证最小生态环境流量和控制断面下泄水量目标实现,以维持河流自净能力,防止河道萎缩,维持河流水生生物繁衍生存,促进水生态文明建设。
3 调度模型搭建
将流域水资源供用耗排系统进行概化后,形成的多水源、多工程、多用户的水资源配置系统网络,依据水源利用顺序和用水户优先满足顺序,采取自上(游)而下(游)的计算方式,设置不同行业回归水系数,进行水资源长系列的供需平衡分析计算,以满足主要控制断面下泄水量和最小生态流量为目标,在满足各计算单元用水需求的基础上,确定二龙山水库补偿供水过程线,提出二龙山水库的调度运行方式,根据主要控制性工程的调度规则,进行各水资源分区长系列供需分析,确定主要控制断面的下泄水量和各省区的分配水量满足程度,如果需求得到满足则制定的调度方案可行,技术路线见图1。
图1 水量调度技术路线图
4 调度方案计算
东辽河流域多年平均水资源总量为12.83亿m3,其中地表水资源量8.26亿m3,地下水与地表水资源不重复计算量为4.57亿m3。2020年多年平均地表水需水量6.04亿m3,水库入库径流量为天然径流量扣除上游用水后的入库水量过程,二龙山水库2020年多年平均入库量3.98亿m3。
根据地表水需水量成果,在无二龙山水库放流的情况下,进行区间的供需平衡,将供需平衡后的各行业的缺水过程进行累计,从而得出二龙山水库规划水平年的补偿供水过程线。水量平衡的原则为先支流后干流,先上游后下游,先生活后生产。计算中考虑水田灌溉回归和工业生活用水回归。回归原则按上区回归至下区并可以被下区利用;城镇生活回归水系数为0.8,工业回归水系数为0.6,水田回归水系数0.2。通过供需分析,推求二龙山水库需要为下游补水量为2.36亿m3。二龙山水库在保障下游二龙山水库断面、王奔断面生态下泄流量要求的前提下,以下游灌区农业灌溉用水为主要供水目标,经长系列调节计算,选取水库调度运行供水无破坏月份水位外包线,绘制水库运行调度图,见图2。
5 结论
针对构建的水量调度模型,可以实现对东辽河流域水资源的统一调度,主要研究结论如下:
1)随着流域用水需求的增长,省区间、各行业间用水矛盾日益突出,利用本模型,可以实现对二龙山水库的有效调度,从而满足流域控制断面最小生态下泄要求、最小下泄水量要求和各省区用水需求。
图2 二龙山水库调度图
2)通过对流域水量进行统一调度,可以充分考虑各省区经济社会和生态环境状况、水资源条件和供用水现状、未来发展的供水能力和用水需求,按照公平公正的原则,妥善处理上下游、左右岸的用水需求,保障经济社会的可持续发展。
3)通过对流域水量统一调度,可以蓄丰补枯,当遭遇特枯水年时,可以充分发挥水库调蓄的作用,尽量减少干旱造成的损失。
总而言之,文中构建的水量调度模型,可以为流域水资源统一调度管理提供一定的参考价值,同时也为流域其他地区的水资源调度提供一定的参考和借鉴。