贵州金龙水库运行调度方式及影响分析.pdf

费 强（辽宁省大伙房水库管理局有限责任公司，辽宁 抚顺 113006）摘 要金龙水库具有重要的防洪、供水和生态效益，为了充分发挥水库的综合效益，对水库运行调度方式进行分析。文中通过对不同设计保证率的供水、需水、生态泄水的定量分析，以及对区域水资源、水环境等影响分析，论证了水库供水作用显著，对区域生态环境影响较小。关键词运行调度；区域水资源；影响；金龙水库中图分类号 TV62文献标识码B文章编号 10020624（2023）08006503贵州金龙水库运行调度方式及影响分析1 概 况金龙水库位于赤水市天台镇金坪山村，距天台镇约16 km，距赤水市中心城区约24 km。水库坝址位于赤水市车辋河左岸一级支流蒲家沟河上，该河发源于赤水市天台镇玉凰顶，向北流经金龙桥、陈家祠堂、柏杨坪等地，于两河口汇入车辋河。蒲家沟全流域面积 10.2 km2，河长 5.5 km，河道平均比降 7.38%，流域形状系数 0.332，呈羽毛状。水库正常蓄水位666.0 m，相应库容189万m3，最大坝高36.0 m，水库总库容221万m3。水库为小（1）型等工程，大坝、溢洪道、放空兼生态放水设施级别为4级，次要和临时建筑物级别为5级。水库设计洪水标准为 30 年一遇，校核洪水标准 200年一遇。流域属亚热带季风气候区，气候温和湿润，雨量丰沛，光水热同季。气候垂直变化明显，降水情况也有差异。冷暖气流常被海拔高的山脉阻挡，局部地区形成强对流天气。冬季主要受北方西伯利亚气流影响，多为阴雨天气，但雨量较少。夏季受印度孟加拉湾西南暖湿气流和西太平洋海洋气候影响，降雨多发生在510月，尤以57月最为集中。该区多年平均径流深为 700730 mm，径流年际变化大，年内分配不均。在年际变化上，最大年径流和最小年径流分别是多年平均径流量的1.77 倍和 0.49 倍。在年内分配上，丰水期（510月）和枯水期（114月）径流量分别占全年径流量的75.8%和24.2%，最小月（2月）多年平均径流量为9.4万m3，占多年平均径流量的2.3%，枯流相对稳定。2 水库调度方式根据金龙水库承担的任务，95%的供水能力应达到 259.2 万 m3/a，而 95%来水量仅 229.0 万 m3/a，考虑下游生态用水（按多年平均径流量的 10%计为40.6万m3/a）及扣除水库蒸发渗漏（按正常蓄水位库容的10%计为18.9万m3/a）后为169.5万m3/a，与需水量相差89.7万m3/a。因此，要保证95%保证率的供水，上年度末水库蓄水量需在 568.0 万 m3（含死库容 100.7 万 m3）以上，相应水库蓄水位为660.1 m。金龙水库运行中，95%设计保证率以内年份或时段，水库应按设计供水要求保证正常供水；由于水库具有多年调节性能，为抗御连续干旱，即使是丰水年份，亦应严格按用水计划供水，水库应尽可能多蓄水；95%设计保证率以外的年份或时段，应根据水库蓄水情况和水文中期预报的近期来水过程酌情限制供水，尤其是在10月末遭遇特枯年时水库蓄水应尽可能高于660.1 m。2023年第8期工程建设与管理东北水利水电 65金龙水库为多年调节水库，调节周期可能长达几年，但是用水途径单一，供水过程均匀。为了更好地完成水库调度任务而绘制了水库调度图，在制定水库调度方案时，将长系列调节计算成果中设计保证率（P=95%）情况下各年份同月水位的最大值点绘在图上，形成上包线，取该线为保证供水线；同月水位的最低值点绘在图上形成下包线，取该线为最低供水线。其中，上、下包线之间为保证供水区，上包线以上至正常蓄水位之间为加大供水区，下包线以下至死水位水平线之间为降低供水区。水库调度图是水库兴利运用的基本依据，但在实际运用中首先应注意与中短期气象、水文预报相结合，在后期的运用中应根据历年实际调度情况对调度图予以逐步修正。3 最小下泄流量及生态泄水措施金龙水库主要影响河段为大坝蒲家沟汇口区间河段，该河段无水利工程分布，无其他用水户，无湿地及珍稀水生动植物分布，只需下泄适量的生态用水即可，所以金龙水库最小下泄流量即为生态流量，生态流量按取水口（坝址）断面处多年平均径流量的 10%考虑下泄，金龙水库坝址以上流域多年平均流量为0.120 m3/s，生态流量按其0.012 m3/s下泄。生态泄水措施：水库初蓄期间，当水库水位低于放空设施进口底板高程646.0 m时，在放水隧洞进口设1台150DFWQ330C型水泵（扬程18 m，设计流量7 000 m3/h）提水，解决下游河道生态用水问题；水库水位蓄水高于放空设施进口高程时，开启放空设施出口钢管段工作闸阀，下泄生态用水量；水库运行期间，在放空设施出口钢管段工作闸阀前设生态放水管，将库水经放空管道和放水管放至下游河道，管径为200 mm钢管，设200闸阀控制。4 影响分析1）对水库上下游的防洪影响。水库淹没的房屋、耕地及专项设施等均按国家有关法律法规进行补偿，并编制 金龙水库建设征地移民安置专题报告 及 金龙水库地灾评估专题报告，20年一遇洪水影响的房屋及可能发生地质灾害影响的房屋均将搬迁，因此，金龙水库建成运行后，对库区防洪安全影响不大，但遇超标洪水时，受影响居民应撤离至安全地带。水库下游无重要的跨河建筑物及较集中的居民点，加之金龙水库为自由泄洪，消峰率为43.1%47.3%，因此，对下游的防洪影响是有利的。2）对区域水资源总量的影响。金龙水库设计多年平均取水量为259.2万m3/a（天台片区供水量237.3万m3/a，农村人饮供水量21.9万m3/a），占取水口以上流域多年平均径流量的63.8%，占分析范围区域水资源总量（3 440万m3）的7.5%。金龙水库取水对区域水资源量有一定影响，但影响较小。3）对下游河道生态的影响。设计考虑下泄生态用水0.012 m3/s（40.6万m3/a），且金龙水库大坝至蒲家沟河口河段有众多小支流汇入，而该河段无其他用水户取水，也不存在影响湿地问题，因此，取用水不会对下游河道造成大的生态问题。4）对水温的影响。金龙水库的任务是向城市及农村供水，由于城市供水对水温的要求不高，且经过自来水厂及输水管网输送后，水温的影响基本可忽略；另外，水库下游的生态用水多数情况下属水库底层水，经分析测算，水库底层水最低水温为1012，一般低温水流入河道后按每延长100 m水温提高0.5 进行估算，仅需经过1.2 km即可增至 1618，而当地春、夏、秋季水温多在 1525，冬季天然河道水温多在510，可见，从水库下泄的生态流量对下游水温有一定的影响，但影响不大。5）对局地气候的影响。金龙水库建成后，水面面积增加而导致蒸发加大，对局地温度、湿度、风速等气象因素产生一定影响，形成区域小气候，经分析，总体上是有利的。6）对下游其他用水户的取水影响。水库大坝河口河段长 2.5 km，区间沿河两岸属于人口较少的农村地区，临河无集中人口，无集镇用水、农村人畜饮水取水工程，无灌溉水利工程，因此，水库取水对下游基本无影响。7）初期蓄水对下游河段取用水的影响。水库初蓄期间将造成坝址蒲家沟汇口区间2.5 km河道脱水或减水，区间生态流量为0.012 m3/s。75%，50%设计代表年月来水量见表1。东北水利水电工程建设与管理2023年第8期 66收稿日期 2023-03-02表1 不同保证率的月来水量表经计算，75%设计代表年水库蓄至死水位的时间为20 d、蓄至正常库容的时间为294 d；50%设计代表年蓄至死水位的时间为 10 d，蓄至正常蓄水位的时间为 264 d。在水库大坝建成后的初蓄期间，下游河道水量明显减小，对于蒲家沟而言，由于下游沿河无其他用水户取水，不存在对下游用水户的影响问题，金龙水库取水对区域水资源量有一定影响，但影响较小。5 结 语综上所述，金龙水库运行中，95%设计保证率以内年份或时段，水库应按设计供水要求保证正常供水；即使是丰水年份，亦应严格按用水计划供水；95%设计保证率以外的年份或时段，应根据水库蓄水情况和水文中期预报酌情限制供水。通过分析，金龙水库运行对区域水资源总量、下游生态、水温、局部气候、防洪及用水等影响较小，工程建设运行效益显著。水库运行调度方式对水库工程效益发挥影响极大，合理的运行调度方式可以充分利用水库的库容，产生更大的经济、生态效益，具有十分重要的意义1-3。建议在后续的运行中结合水库工程需求，进一步进行优化水库运行调度，发挥水库工程的综合效益。参 考 文 献1高小云，李慧.基于元启发式算法（MHAs）的水库供水运行调度优化综述 J.水利水电快报，2022，43（4）：5.2徐凌云，丁玲，史云鹏.基于原水水质安全的金泽水库运行调度优化方案 J.净水技术，2019，38（9）：91-99.3王方方，鲍正风，许浩.气候变化对三峡水库运行调度的影响及对策研究 J.水电与新能源，2019，33（3）：23-27.雨云月份9101112123456P=75%20.148.113.05.610.911.411.811.651.354.6P=50%39.036.123.510.216.29.119.423.161.1104m3收稿日期 2022-07-13（上接第43页）4 结 语此次研究通过室内试验的方式，探讨了大理石石粉和硅粉取代粉煤灰对碾压混凝土强度的影响。在单掺取代条件下，硅粉对碾压混凝土强度的改善效果优于粉煤灰，而大理石石粉不及粉煤灰；在复掺取代方案下，增加复掺取代比例不利于早期碾压混凝土强度的提升而有利于后期强度的提升。在复掺取代方案下，建议采取大理石石粉与硅粉等量取代的掺加方式，以有效提升碾压混凝土的强度。参 考 文 献1蔡畅，路明.大古水电站碾压混凝土试验研究 J.水利建设与管理，2020，40（3）：45-52.2张钊，鹿永久，朱浩，刘尚坤，杨英姿.低石粉含量人工砂拌制低热水泥碾压混凝土试验 J.人民长江，2020，51（S2）：300-303.3郭仪.西安市李家河水库大坝碾压混凝土现场生产性试验分析 J.中国水能及电气化，2017（3）：58-62.4冉光俊.白云岩骨料碾压混凝土配合比设计研究 J.小水电，2017（5）：73-75.5陈佳礼，周星任.大型水利工程碾压混凝土工艺试验探究 J.黑龙江水利科技，2017，45（9）：4-13.6李友彬，王玲玲，唐晓玲，张毅，罗健，周涛.大掺量白云岩石粉高性能碾压混凝土试验研究 J.施工技术，2018，47（14）：124-127.7龚英，曹洁，丁晶晶.石粉对碾压混凝土性能及微观孔结构的影响 J.水利与建筑工程学报，2019，17（3）：121-124.8张思远.某水利工程混凝土碾压工艺试验 J.黑龙江水利科技，2017，45（7）：19-21.2023年第8期工程建设与管理东北水利水电 67