水庫(kù)供水工程水量分析論文
時(shí)間:2022-06-30 08:59:00
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新化縣位于湖南中部,婁底市的西端,居資江的中游。縣城現(xiàn)有水廠兩座,地表水廠及地下水廠各一座。龍王池水廠始建于1979年,是個(gè)天然溶洞,深約26m,日產(chǎn)水量原為5000m3,由于過(guò)去過(guò)量開采,曾發(fā)生大面積塌陷,目前只能控制在3000m3/d,在夏、秋兩季,常處于受淹狀態(tài),水質(zhì)受到嚴(yán)重污染,現(xiàn)只能作為急供水使用。月光潭水廠位于資江河段,始建于1983年,日產(chǎn)水量4萬(wàn)m3/d,擔(dān)負(fù)著全縣城區(qū)生產(chǎn)、生活用水。作為縣城的唯一供水水源—資江的水質(zhì)已受到嚴(yán)重污染,尤其在枯水期汞離子、砷離子和亞硝酸類等多項(xiàng)指標(biāo)時(shí)有超標(biāo),很難達(dá)到飲用水水源標(biāo)準(zhǔn),已嚴(yán)重影響到人民群眾的正常生產(chǎn)和生活、身體健康,同時(shí)預(yù)測(cè)到2010年城市需水量將達(dá)到6.38萬(wàn)m3/d,綜上所述,新化縣目前的供水工程存在供水水源單一、水量不夠、水質(zhì)不理想等問(wèn)題。梅花洞水庫(kù)有著優(yōu)質(zhì)、安全的水源,能滿足人民群眾健康生產(chǎn)和生活的需求,同時(shí)缺水時(shí)由車田江補(bǔ)水,水量上能滿足供水發(fā)展的趨勢(shì)。
1水庫(kù)基本概況
梅花洞水庫(kù)系車田江水庫(kù)的“結(jié)瓜”工程,原設(shè)計(jì)從車田江年引水596.6萬(wàn)m3,梅花洞水庫(kù)若在特殊年無(wú)法滿足供水和灌溉要求時(shí),可從車田江水庫(kù)引水,缺多少引多少。
梅花洞水庫(kù)位于新化縣曹家鎮(zhèn),資江一級(jí)支流小洋溪中游,始建于1965年,大壩實(shí)際控制集雨面積33.8km2,正常蓄水位309.5m,正常庫(kù)容1556m3,原設(shè)計(jì)灌溉面積4.61萬(wàn)畝,現(xiàn)核實(shí)為4.29萬(wàn)畝(其中雙季稻為2.18萬(wàn)畝,中稻0.39萬(wàn)畝,旱作物為1.72萬(wàn)畝),是一座以灌溉為主,結(jié)合養(yǎng)殖、供水、防洪等綜合效益的年調(diào)節(jié)中型水利工程。梅花洞灌區(qū)現(xiàn)有小型水利設(shè)施可供有效水量1080萬(wàn)m3。
車田江水庫(kù)位于新化縣車田江鄉(xiāng),資水一級(jí)支流油溪河上游,大壩實(shí)際控制集雨面積85km2,正常庫(kù)容11220m3,設(shè)計(jì)灌溉面積10.21萬(wàn)畝,其中“結(jié)瓜”工程梅花洞水庫(kù)灌溉4.29萬(wàn)畝,直灌5.92萬(wàn)畝(其中雙季稻為2.34萬(wàn)畝,中稻為2.19萬(wàn)畝,旱作物為1.39萬(wàn)畝),是一座以灌溉為主,結(jié)合發(fā)電、防洪、養(yǎng)殖等綜合效益的具有多年調(diào)節(jié)功能的大(二)型水利工程。車田江灌區(qū)現(xiàn)有小型水利設(shè)施可供有效水量2060萬(wàn)m3。
2來(lái)水量計(jì)算
新化氣象站自1957年建站以來(lái)的歷年降雨量、蒸發(fā)等實(shí)測(cè)資料具有較好的代表性與一致性,車田江、梅花洞水庫(kù)引用了其1971-2000年共30年的長(zhǎng)系列降雨資料,并采用降雨徑流系數(shù)計(jì)算了梅花洞、車田江水庫(kù)的各年產(chǎn)水量見附表。
3需水量分析
3.1城鎮(zhèn)供水需水量分析
城鎮(zhèn)總用水量包括生活用水、工業(yè)用水、公共建筑用水、消防用水、澆灑道路和綠地用水等幾個(gè)部分。預(yù)測(cè)到2010年新化縣城人口將達(dá)到15.0萬(wàn)人,自來(lái)水使用率為90%,城鎮(zhèn)需水量為6.6萬(wàn)m3/d,則日缺水2.6萬(wàn)m3,年缺水950萬(wàn)m3,即為梅花洞水庫(kù)供水水工程的供水量。
3.2農(nóng)業(yè)灌溉用水量計(jì)算
車田江、梅花洞灌區(qū)根據(jù)新化縣氣象站1971-2000年共30年歷年每日降水和蒸發(fā)資料,通過(guò)對(duì)歷年水稻生育期每日降水、灌水、排水和耗水水量平衡計(jì)算,得出水稻歷年設(shè)計(jì)灌溉定額,從而計(jì)算出作物生長(zhǎng)期每月的灌溉需水量,年需水量見附表。
3.3發(fā)電用水量分析
車田江水庫(kù)在滿足自身灌溉和向梅花洞水庫(kù)補(bǔ)水的需求后多余的水用來(lái)發(fā)電。
4水量平衡分析計(jì)算
通過(guò)對(duì)梅花洞水庫(kù)典型年水量平衡計(jì)算分析,可知梅花洞水庫(kù)產(chǎn)水量滿足不了灌溉和供水要求,必須向車田江引水。按照“高水高灌、低水低灌、先基礎(chǔ)水、后骨干水”的灌溉制度,先保證農(nóng)業(yè)灌溉用水和城鎮(zhèn)供水,再充分利用來(lái)水發(fā)電,盡可能減少棄水的原則,對(duì)兩水庫(kù)從1971-2000年共30年進(jìn)行多年調(diào)節(jié)水量平衡分析計(jì)算如下:
方案一:盡可能利用其自身產(chǎn)水,充分利用水庫(kù)的調(diào)蓄功能。梅花洞水庫(kù)高涵對(duì)應(yīng)的庫(kù)容為380萬(wàn)m3,確定為起始年1971年的起調(diào)庫(kù)容,同時(shí)作為月末控制下限庫(kù)容、年末庫(kù)容,當(dāng)庫(kù)容小于380萬(wàn)m3時(shí),即從車田江水庫(kù)引水,缺多少調(diào)多少,當(dāng)庫(kù)容大于正常庫(kù)容時(shí),則棄水。通過(guò)計(jì)算可知,為滿足灌溉和供水,梅花洞30年中有12十二年必須向車田江引水。
車田江水庫(kù)的死庫(kù)容為6429萬(wàn)m3,為最大可能利用來(lái)水,實(shí)現(xiàn)最大可能地發(fā)電,死庫(kù)容為起始年1971年的起調(diào)庫(kù)容,月末庫(kù)容控制在死庫(kù)容以上,正常庫(kù)容以下,通過(guò)計(jì)算可知車田江水庫(kù)盡管發(fā)電效益可觀,但不能滿足梅花洞水庫(kù)的補(bǔ)水要求,即梅花洞水庫(kù)供水遭到破壞。
方案二:盡可能考慮產(chǎn)水的不利因素,確保供水的安全和可靠性,梅花洞在枯水期上月末庫(kù)容都預(yù)留下個(gè)月的供水額,即死庫(kù)容加上月供水量為460萬(wàn)m3,作為起始年的起調(diào)庫(kù)容、月末控制下限庫(kù)容、年末庫(kù)容,當(dāng)庫(kù)容小于460萬(wàn)m3時(shí),即從車田江水庫(kù)引水,缺多少引多少。車田江水庫(kù)預(yù)留梅花洞水庫(kù)最大缺水年的缺水量,即死庫(kù)容加上最大缺水量為7150萬(wàn)m3,作為年末庫(kù)容,同時(shí)為起始年起調(diào)庫(kù)容,月末控制下限庫(kù)容。通過(guò)計(jì)算可知,能充分保證供水和灌溉需求,但豐水期棄水大大增多,發(fā)電效益受到影響,雨洪資源沒(méi)有得到充分的利用。
方案三:充分利用雨洪資源,在滿足灌溉和供水的前提下,最大可能實(shí)現(xiàn)發(fā)電效益。梅花洞水庫(kù)的調(diào)度方案同方案一中的。通過(guò)梅花洞水庫(kù)的水量計(jì)算,可知第二大缺水年凈缺水量478萬(wàn)m3,為了確保梅花洞水庫(kù)供水達(dá)95%的保證率,隨時(shí)滿足向梅花洞水庫(kù)補(bǔ)水,則車田江水庫(kù)年末庫(kù)容需預(yù)留庫(kù)容563萬(wàn)m3,即年末庫(kù)容為死庫(kù)容加上預(yù)留庫(kù)容7000萬(wàn)m3,同時(shí)作為起始年1971年的起調(diào)庫(kù)容。由于車田江水庫(kù)兼顧防洪發(fā)電,在保證灌溉用水和向梅花洞水庫(kù)補(bǔ)水的前提下,盡可能用來(lái)水發(fā)電,減少棄水,同時(shí),因枯水期電價(jià)比豐水期高,故每年對(duì)車田江水庫(kù)分三個(gè)時(shí)段進(jìn)行調(diào)度:枯水期上年末11月~來(lái)年3月份,為保證向梅花洞補(bǔ)水,月末庫(kù)容不小于7000萬(wàn)m3;豐水期4~8月份,為保證灌溉用水和補(bǔ)水,月末庫(kù)容不小于9000萬(wàn)m3;9~10月份,為騰空庫(kù)容,盡可能利用來(lái)水發(fā)電,同時(shí)保證補(bǔ)水,月末庫(kù)容不小于7000萬(wàn)m3。當(dāng)向梅花洞水庫(kù)補(bǔ)水時(shí),可容許月末庫(kù)容小于7000萬(wàn)m3,但必須大于死庫(kù)容6429萬(wàn)m3。通過(guò)水量平衡計(jì)算成果表(見附表)可知,在30年中,梅花洞水庫(kù)為滿足灌溉和城鎮(zhèn)供水,有12年須從車田江引水,車田江水庫(kù)在滿足本灌區(qū)的灌溉用水前提下,完全能滿足向梅花洞水庫(kù)補(bǔ)水需求,且電站的多年平均發(fā)電用水為4201.85萬(wàn)m3,多年平均發(fā)電子表4139h,大于其設(shè)計(jì)年利用小時(shí)4019h。
5結(jié)論與建議
由此可知,通過(guò)對(duì)水庫(kù)的優(yōu)化調(diào)度,車田江水庫(kù)的“結(jié)瓜”工程—梅花洞水庫(kù)向新化縣供水是切實(shí)可行的。但是仍加強(qiáng)以下方面的工作:由于降雨的時(shí)空分布性不均,同時(shí)具有不可預(yù)測(cè)性,要特別加強(qiáng)水庫(kù)的優(yōu)化調(diào)度,做到科學(xué)合理,在確保防洪的安全前提下,充分利用雨洪資源;加強(qiáng)水資源的統(tǒng)一管理和運(yùn)用;加強(qiáng)庫(kù)水周邊環(huán)境的污染防治;推行節(jié)約用水。
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