大河水库作为引黄调蓄水库的可行性分析

2020-01-05陈丕华张立华

山东水利 2020年12期

陈丕华，张立华

（山东省水利科学研究院，山东济南250014）

随着我国工业化和城镇化的快速推进，水资源短缺、水源污染严重、突发性水污染事件频发与用水需求不断增长的矛盾日益突出。泰安市供水方面存在地表水源单一，且周边环境风险隐患大；供水设施布局不合理，且应急供水能力不足等问题。黄河水作为山东省主要的外来水源，但由于引黄时间存在冰凌期、调水调沙期、排涝期、设备检修期、断流期等特殊时期，在此期间需要启动调蓄水库供水，本文以大河水库为例，分析其作为调蓄水库的合理性。

1 工程概况

由于泰安市近期2020年的需水量为44万m3/d，而泰安市的现状水源能提供地表水11 万m3/d，地下水14 万m3/d，再生水4 万m3/d，不能满足需水要求。上海市政工程设计研究总院集团有限公司编写的《泰安市引黄入泰工程可行性研究报告》提出新建泵站、管道等工程实现引黄入泰，解决泰安市缺水的情况。引黄入泰工程的最大供水能力为23 万m3/d，其中向泰安市供水16 万m3/d，向肥城市供水7 万m3/d。

大河水库作为调蓄水库必需既满足城区生活供水和工业供水各1 万m3/d 的要求，又满足黄河不能供水时向泰安市供水16 万m3/d 的要求。

2 大河水库调节性能分析

2.1 大河水库库容调节系数分析

库容调节系数指水库兴利库容(调节库容)与多年平均来水量的比值，一般用β 表示。大河水库现状兴利库容2 030.0 万m3，多年平均来水量1 884 万m3。因此现状大河水库的库容系数为1.08，库容系数较大，说明大河水库的径流量不足，水库规模偏大。作为引黄入泰工程的调蓄水库后，多年平均来水量增加到3 149 万m3，库容系数变为0.64，水库的兴利库容得到了一定的合理利用，减少了浪费。

2.2 大河水库供水调节原则

1）保障发电保证水位。大河水库是泰安抽水蓄能电站的下库，为满足泰安抽水蓄能电站发电和供水要求，需在死水位之上留出发电库容，相应的库水位为发电保证水位。当库水位低于发电保证水位时，发电和供水就遭破坏。发电保证水位为160.59 m。

2）汛限水位。汛期（6～10 月），以汛限水位控制（水位不得超过汛期限制水位164.00 m），而在汛末段（9～10 月）拦蓄洪水尾水，使库水位尽可能达到正常蓄水位。

3）正常蓄水位。根据大河水库改建加固设计，水库正常蓄水位165.00 m。

4）引黄原则。引黄当月水库不能产生弃水。

2.3 大河水库供水调节计算成果

1）大河水库不引黄河水情况下，为满足抽水蓄能电站水位要求及供水保证率95%的要求，城区生活年供水量需减小为265 万m3（毛供水量），电厂年供水需减小为132 万m（3毛供水量）。因此，大河水库现状是无法满足原城区生活及电厂供水要求的。

2）为满足大河水库作为调蓄水库在引水泵站无法有效工作时向净水厂供水，在枯水年份，调蓄水库最大充水时间为240 d（每天充水7 万m3），在保证抽水蓄能电站正常运行情况下，城区生活年供水量为383 万m3（毛供水量），电厂年供水量184 万m3（毛供水量），净水厂年供水量1 088 万m3，供水保证率为96%，满足原城区生活、电厂供水及净水厂68 d 供水要求。因此，采用大河水库作为引黄入泰工程调蓄水库不仅满足了应急引黄供水的要求，而且提高了水库的调蓄能力，保证了蓄能电站正常运行，提高了水库城区生活供水、电厂供水的供水量。

3 引黄调蓄后水库水环境质量分析

引黄工程的取水口位于田山二级泵站下游的分水岭，黄河水经过沉沙池沉沙后，泥沙90%沉积在沉沙池内。根据大河水库引水时间，在分水岭引水口处平均泥沙含量约为0.28 kg/m3，分水岭至大河水库之间为管道，引水泥沙含量不会再增加。所以，入大河水库的引黄水平均泥沙含量约为0.28 kg/m3，小于大河水库天然来水的含沙量1.22 kg/m3。

根据山东省水环境监测中心泰安分中心出具检测报告，按《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），大河水库水质符合地表水Ⅲ类水标准，而引黄工程分水岭处的引黄水库赵庄水库水质也符合地表水Ⅲ类水标准。

因此，大河水库成为应急调蓄水库后不会恶化水库水质，能满足水库城市供水及泰山抽水蓄能电站用水的要求。