水資源綜合利用分析
時間:2022-09-29 10:39:36
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一、概述
懷洪新河始建于20世紀(jì)70年代,1991年淮河大水后續(xù)建,2004年竣工驗收。這條大型人工河道的建成,不僅緩減了淮河中游的防洪壓力,淮河中下游防洪標(biāo)準(zhǔn)大幅度提高,河道湖泊蓄水位逐步得以抬高,水資源儲量也大幅增加。另一方面,隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與人民生活水平的大幅度提高,懷洪新河流域內(nèi)工業(yè)及城市居民生活需水量大幅度增加,區(qū)域水資源趨向緊缺。懷洪新河有香澗湖、沱湖、四方湖、天井湖等湖泊多湖串聯(lián)的特點為水資源調(diào)控提供了得天獨厚的條件,是解決皖東北地區(qū)缺水的重要水源地和調(diào)節(jié)庫;因此,懷洪新河作為淮河與淮北地區(qū)之間最大的水資源庫容,其調(diào)蓄功能日益顯現(xiàn),探討和解決懷洪新河水資源綜合利用顯得尤為重要。分析表明懷洪新河周邊區(qū)域存在較大水資源需求,靠流域自身產(chǎn)流難以滿足,不足部分依靠引蚌埠閘以上淮水、提蚌埠閘以下(五河縣)淮水進(jìn)行補充。
二、引蚌埠閘上淮水
2000年蚌埠閘進(jìn)行了擴建,根據(jù)工程初步設(shè)計,非汛期正常蓄水位將由17.37m抬高至17.87m(相當(dāng)于廢黃高程18.0m),因此,蚌埠閘上年平均水位還有進(jìn)一步抬升的空間。根據(jù)蚌埠閘上近10年日平均水位資料統(tǒng)計,每年閘上日平均水位高于17.87m,平均是104天,最少的是2001年為20天,最多的是2002年,達(dá)175天。大約80%的年份均能在汛后10—12月份可以通過何巷閘將懷洪新河中符懷新河段水位蓄至17.37m。根據(jù)《安徽省懷洪新河調(diào)度運用辦法》的規(guī)定,當(dāng)蚌埠閘閘上水位高于17.37m,且符合引水條件時,由蚌埠市防指提出用水計劃,省懷管局負(fù)責(zé)引水調(diào)度工作;當(dāng)蚌埠閘閘上水位在16.87~17.37m之間,符合引水條件時,由蚌埠市防指提出引水要求,省懷管局提出引水意見,報省防指批準(zhǔn)后實施。根據(jù)對近10年日平均水位統(tǒng)計資料分析,蚌埠閘上水位平均有333天位于16.87以上,因此,懷洪新河平均有32天不能從淮河蚌埠閘上自流調(diào)水。通過對蚌埠閘上水位系統(tǒng)分析,可以看出,懷洪新河引淮入懷的時段較長,但水量的大小則主要取決于蚌埠閘下泄水量,而蚌埠閘下泄的水量是與吳家渡的實測下泄流量基本一致的。根據(jù)水利部頒發(fā)的水資源調(diào)查評價細(xì)則關(guān)于河道生態(tài)環(huán)境需水量的計算方法,蚌埠閘下淮干河段生態(tài)流量介于0~86m3/s之間,按此生態(tài)流量,1950—2006年57年間,有17年存在懷洪新河不能引淮水的月份,大部分年份均有1~2個月不能蓄淮水,但從整個非汛期來看,仍可在其他月份蓄水,但其中有三年難以滿足蓄水要求。
三、淮河干流五河泵站翻水
根據(jù)洪澤湖老子山水位站、淮河干流五河水位站歷年實測資料統(tǒng)計分析,保證率85%時最低日平均水位:老子山站、五河站分別為11.03m、10.84m;保證率97%時,老子山站、五河站分別為10.32m、10.27m。根據(jù)淮河蚌埠閘下河道水位容積曲線,五河站水位為10.27m時,總?cè)莘e10332萬m3,7.87~10.87m水位之間容積見表1??梢钥闯龌春痈闪靼霾洪l下水源比較豐富。
四、河道自身蓄水
懷洪新河蓄水主要通過干流三級控制:新湖洼閘控制符懷新河26km長河道;山西莊閘、西壩口閘控制新老湖洼閘以下,澥香河段、新澮河段41km長河湖;新開沱河閘控制沱湖;四方湖引河閘控制北淝河四方湖以上來水;澥河老湖洼閘控制澥河老湖洼閘以上來水;天井湖引河閘控制石梁河天井河及其以上來水。根據(jù)懷洪新河控制運用管理辦法,各閘蓄水控制條件如下:新胡洼閘上近期蓄水位6月1日至9月30日控制在16.87m,其他月份蓄水位為17.37m;老胡洼閘蓄水位控制在16.87m;四方湖閘上近期蓄水位6月1日至9月30日控制在16.87m,其他月份蓄水位為17.87m;西壩口閘、山西莊閘上蓄水位為14.67m,有效調(diào)節(jié)庫容8800萬m3;新開沱河閘上蓄水位為13.67m,有效調(diào)節(jié)庫容5300萬m3。
五、水資源利用分析
為分析區(qū)域設(shè)計保證率年份內(nèi)水資源供需狀況,需要確定該設(shè)計保證率相應(yīng)的代表年。根據(jù)降水系列頻率分析結(jié)果,結(jié)合蚌埠閘下泄水量情況和區(qū)域?qū)嶋H旱情,確定典型干旱年為1966—1967年、1977—1978年。綜合評價,1966—1967年相當(dāng)于97%典型年,1977—1978年相當(dāng)于95%保證率的典型年。本文考慮水資源利用的對象為淮水北調(diào)工程和周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)及生活用水,區(qū)域水資源較為缺乏,周邊農(nóng)業(yè)用水仍按現(xiàn)狀用水水平分析,今后農(nóng)業(yè)發(fā)展所需新水主要依靠節(jié)水以及種植結(jié)構(gòu)調(diào)整來實現(xiàn)。調(diào)節(jié)方法是采用蚌埠閘富余水經(jīng)何巷閘引入懷洪新河,以香澗湖和沱湖作為調(diào)節(jié)庫容,兩湖采用分蓄和聯(lián)合調(diào)蓄兩種方案,分蓄就是兩湖單獨蓄水,只用香澗湖調(diào)蓄蚌埠閘上富余的水。當(dāng)香澗湖水位高于沱湖的設(shè)計水位13.67m,山西莊閘關(guān)閘,采用兩湖分蓄,當(dāng)香澗湖水位低于沱湖的設(shè)計水位13.67m,山西莊閘開閘,即為兩湖聯(lián)合調(diào)蓄。規(guī)劃水平年計算采用兩種工況:一是來水量按不引淮河蚌埠閘上富余水計算,二是來水量按引淮河蚌埠閘上富余水計算。每種工況又分三種情況:情況一為已有規(guī)劃項目取水,也就是農(nóng)業(yè)用水不變,工業(yè)及生活用水只計算五河水廠和沫河口水廠2025年取水規(guī)模8萬m3/d;情況二為農(nóng)業(yè)用水不變,工業(yè)及生活用水在計算五河水廠和沫河口水廠2025年取水規(guī)模8萬m3/d的基礎(chǔ)上,周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)新增工業(yè)及生活用水20萬m3/d。按照該方案擬定的調(diào)節(jié)計算邊界條件,2025年各枯水典型年調(diào)節(jié)計算成果見表2、表3。根據(jù)分析,采用兩湖分蓄時,得出懷洪新河香澗湖現(xiàn)狀年用水在97%保證率情況下6月份缺水,缺水量為1971萬m3;2025年在滿足淮水北調(diào)工程和已經(jīng)規(guī)劃批復(fù)的五河水廠及沫河口水廠用水的情況下,缺水量為62622萬m3,可從何巷閘引淮河水27686萬m3,需從淮河蚌埠閘下游五河翻水34936萬m3;2025年在滿足淮水北調(diào)工程、五河水廠、沫河口水廠及新增生活和工業(yè)20萬m3/d用水的情況下,缺水量為68089萬m3,可從何巷閘引淮河水29509萬m3,需從淮河蚌埠閘下游五河翻水38580萬m3。采用兩湖合分共蓄時,得出懷洪新河香澗湖、沱湖現(xiàn)狀年用水在97%保證率情況下6月份缺水,缺水量為3183萬m3;2025年在滿足淮水北調(diào)工程和已經(jīng)規(guī)劃批復(fù)的五河水廠及沫河口水廠用水的情況下,缺水量為63740萬m3,可從何巷閘引淮河水27980萬m3,需從淮河蚌埠閘下游五河翻水35760萬m3;2025年在滿足淮水北調(diào)工程、五河水廠、沫河口水廠及新增生活和工業(yè)20萬m3/d用水的情況下,缺水量為69207萬m3,可從何巷閘引淮河水30024萬m3,需從淮河蚌埠閘下游五河翻水39183萬m3。各供水情況下水源配置見表4。
六、結(jié)論與建議
隨著周邊工農(nóng)業(yè)的發(fā)展,對懷洪新河供水的需求在不斷增加。經(jīng)計算懷洪新河西壩口閘如再抬高蓄水位0.5~0.7m,將新增蓄水庫容1.1億m3。因此,建議研究抬高懷洪新河工程蓄水位,充分分析水工程的安全性、淹沒區(qū)擴大的影響、工程加固和擴建與水資源使用的效益分析,使懷洪新河水資源調(diào)蓄等功能實現(xiàn)最大化。
作者:范士勇
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