秦镜水库工程引水用水分析

顾宏梅

【摘 要】秦镜水库是一个利用现状已有的跨流域引水工程将原来无调节的水量引入水库中进行调节后，再向陆川县城区供水和对九洲江流域进行生态补水的中型水库工程。九洲江流域水资源量缺乏，现状的引水工程已有向九洲江流域补水的作用。秦镜水库建设后，既能保证供水规模，又不影响现状引水工程的有效生态补水量，还能增加九洲江流域的有效生态补水量。水库如何引水、补水是文章分析和研究的核心，分析成果可为秦镜水库工程的设计和运行调度提供参考。

【关键词】水资源；生态补水；跨流域引水

【中图分类号】TV697.12 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2017）02-0108-03

1 工程概况

拟建的秦镜水库位于九洲江源头，水库坝址位于陆川县沙坡镇秦镜村，距陆川县城区约7.5 km，水库距离九洲江与北流河支流六麻河分水岭较近，坝址以上控制集雨面积为1.29 km2，正常蓄水位为179 m，总库容为1 049万m3，兴利库容为921万m3，死库容为50万m3，水库本库多年平均来水量仅为150万m3。根据《粤桂两省区九洲江流域水污染防治规划》，秦镜水库功能主要以供水和生态补水为主。秦镜水库本库集雨面积较小，来水量少。而现状文龙电站引水渠从水库库区内穿过，文龙电站引水工程是一个以发电为主要功能的水利工程，电站发电厂房位于九洲江流域的陆川县城东北部，其引水水源则位于北流河支流六麻河，属跨水系引水式电站，由文龙水库和榕江坝共同蓄水调度。榕江坝位于六麻河干流上的沙坡镇仙山村处，引水工程通过4 km渠道将榕江坝来水引到文龙径隧洞进口；文龙水库的水量经坝后电站发电后也汇至文龙径隧洞进口处，经长1 890 m文龙径隧洞后，接10.81 km的渠道（隧洞、渡槽）引水至压力前池，再由148 m的压力钢管引至文龙电站厂房发电，发电尾水流入九洲江。秦镜水库工程建设后，可利用穿过库区的文龙电站引水渠放水入秦镜水库进行调节后再供向陆川县城区。秦镜水库和文龙电站引水工程示意图如图1所示。

九洲江是流经粤桂两省（区）的独流入海河流，发源于广西玉林市陆川县沙坡镇秦镜村文龙径分水坳，流经陆川县的沙坡镇、陆川县城区、大桥镇、乌石镇、滩面乡、良田镇、古城镇，博白的宁潭镇、文地镇，最后于盘龙出境注入广东省的鹤地水库，经广东廉江安铺流入北部湾。九洲江是流经粤桂两省的重要跨界河流，也是广东湛江市和广西玉林市沿河乡镇的重要供水水源。流域内虽降雨丰富，但水资源时空分布不均、水利工程调蓄能力差、人均水资源量少，水资源量分布与人口密度的分布极为不协调，受人口快速增长、城镇化进程的不断加快、传统畜禽养殖业迅猛发展及人为活动的日益加剧，流域内排污量激增，导致九洲江流域水质受到不同程度的污染，鹤地水库水质保障形势严峻。秦镜水库的建设的目的就是要缓解九洲江流域陆川县城区供用水紧张和补充九洲江河道生态用水，增加九洲江河道水生态环境容量，改善区域水环境质量。

2 水库引水存在的问题和解决方案

秦镜水库的工程任务之一为九洲江河道生态补水，其引水水源主要来自现状文龙引水工程，扣除下放河道生态用水和渠道渗漏损失水量，文龙引水工程多年平均引入九洲江流域的水量约3 489万m3，该工程现状已有对九洲江河道的生态补水功能，只是文龙引水工程调蓄能力较差，汛期引水量大，枯水期引水量小，现状对九洲江流域的有效生态补水量不大。如果直接将文龙电站全部来水都引入秦镜水库中，不仅会造成水能资源的浪费，还会影响秦镜水库的建设规模和建设成本，破坏九洲江流域现状的有效生态补水量。因此，新建的秦镜水库不能完全把文龙电站引水工程的全部引水量均引入水库中作调节，只能将其丰水期对九洲江流域无效补水的那部分来水引入水库中进行供水和生态补水。

大于九洲江陆川县城区河段生态需水量的来水即为无效的生态补水。根据《广西珠江流域重要江河湖泊水功能区纳污能力核定和分阶段限排总量控制方案》中2020年和2030年九洲江流域的入河污染物限排量，分别计算了陆川县城区河段的九洲江陆川工业农业用水区出口断面处（大垌水闸）2020年和2030年的最小生态需水流量，分别为3.62 m3/s和2.42 m3/s。因此，近期2020年当大垌水闸断面处流量大于3.62 m3/s时，文龙电站引水工程多余的引水量对九洲江流域的补水为无效生态补水，此时可保持大垌水闸处的过流量为3.62 m3/s，将文龙引水工程多余流量引入秦镜水库中，直至水库蓄满后不再引水，当大垌水闸断面处流量小于3.62 m3/s时，秦镜水库不引水；远期2030年当大垌水闸断面处流量大于2.42 m3/s时，文龙电站引水工程多余的引水量对九洲江流域的补水为无效生态补水，此时可保持大垌水闸处的过流量为2.42 m3/s，将文龙引水工程多余流量引入秦镜水库中，直至水库蓄满后不再引水，当大垌水闸断面处流量小于2.42 m3/s时，秦镜水库不引水；秦镜水库不引水时，来水仍可以沿现状渠道流至文龙电站进行发电，发电尾水流入九洲江河道中。根据以上原则，经计算分析，文龙电站引水工程中，2020年能被引入秦镜水库的水量约2 085万m3，2030年能被引入秦镜水库的水量约2 623万m3。

3 水库生态补水存在的问题和解决方案

秦镜水库所引用的水量为汛期文龙电站对九洲江流域的无效生态补水量，因此入秦镜水库的水量年内分配更不均匀，引水量主要集中在汛期的几个月，考慮到九洲江流域水资源量紧缺，陆川县城区供水缺口较大，供水保证率要求为95%，经试算分析，秦镜水库丰水期（4～9月）供水规模为5万m3/d，而枯水期（10～次年3月）供水规模为2万m3/d，年平均供水量为853万m3/年，余水作为生态补水量。

陆川县城区河段2020年和2030年的生态需水流量分别为3.62 m3/s和2.42 m3/s，经计算分析在P=50%年份，陆川县大垌水闸处2020年和2030年的生态需水量分别为3 708万m3和1 416万m3，遭遇枯水年份则生态需水量更大。而秦镜水库库容有限，虽然2020年能被引入秦镜水库的水量约2 085万m3，2030年能被引入秦镜水库的水量约2 623万m3，但这些水量未必能完全被水库充分利用，汛期当水库蓄满之后，为了充分利用水能资源，这部分无效的生态补水量也只能通过文龙电站发电后流入九洲江。秦镜水库供水任务重，供水保证率高，九洲江陆川县城区河段所需的生态补水量大，秦镜水库无法满足其所需的全部生态需水量，只能根据水库能力尽量补充，以供定需。然而，到底在什么情况下秦镜水库应该给下游下放生态用水？生态用水量下放多少合适？是需要反复计算的难题，需要找到一个平衡点，明确当陆川县城区河段流量小于某个流量时就放水补充河道生态用水，这个流量定得太大会影响水库的供水保证率，并且使秦镜水库在某一个月补水后，再无补水能力补充其余月份的生态用水，对增加九洲江流域水生态环境容量的帮助不大；但这个流量定得太小又不能实现提高水资源利用率、有效补充九洲江河道生态用水量的目的，造成水资源的浪费。同时，为了保障水库供水任务不受影响，不能在水库有水、下游缺水的时段一直补水，而是当水库的库容降低到一定程度后，应停止对九洲江流域的生态补水，预留一定库容的水量来保障水库供水任务不受影响，避免遭遇连续枯水时段，水库来水不足，导致供水不能满足用水要求。笔者根据多年的大垌水闸处逐日天然径流量和文龙电站逐日引水量计算成果，推求了不同流量的生态补水需求量，假设了几个不同的补水流量和水库停止补水的库容方案组合后进行水量平衡分析试算，发现较优的补水方案：近期2020年当九洲江大垌水闸处流量小于1.8 m3/s时，秦镜水库就放水补充九洲江河道生态用水量，补水量为使大垌水闸处流量达1.8 m3/s，直至秦镜水库库容小于250万m3时停止补充河道生态用水量，当大垌水闸处流量在1.8～3.62 m3/s时，秦镜水库既不引水也不补水；远期规划2030年当九洲江大垌水闸处流量小于2.0 m3/s时，秦镜水库就放水补充九洲江河道生态用水量，补水量为使大垌水闸处流量达到2.0 m3/s，直至秦镜水库库容小于250万m3时停止补充河道生态用水量，当大垌水闸处流量在2.0～2.42 m3/s时，秦镜水库既不引水也不补水。水量平衡计算结果显示：近期2020年秦镜水库多年平均供水量为853万m3/年，供水保证率达到95%，多年平均对九洲江河道的生态补水量为368万m3/年；远期2030年秦镜水库多年平均供水量为853万m3/年，供水保证率达到100%，多年平均对九洲江河道的生态补水量为558万m3/年。

4 水库工程运行的几点建议

（1）秦镜水库工程是一个特殊的跨流域引水水库工程，其地理位置优越，水库所在的九洲江流域水资源缺乏严重，充分利用现有水资源，提高区域水资源利用效率是缓解区域缺水的重要举措。建议水库建成后应与文龙电站引水工程联合制定优良的运行调度规则，并在引水渠道、分水渠、水库放水隧洞、大垌水闸处均设立流量观测站，以保障引水、用水、补水的合理性，增加对九洲江的供水和有效生态补水量。

（2）建议秦镜水库建设后文龙电站仍保留继续发电。秦镜水库建设后虽然引用了文龙引水工程的部分来水进行供水和转化为有效的生态补水量，但仍有一大部分水量需要维持现状的补水状态放入九洲江，秦镜水库和文龙电站放水都可以，但通过文龙电站放水能充分利用水能资源，在运行管理得当的情况下，多年平均发电量还可以达到300万kW·h，实现了水资源的高效利用和经济创收。

参 考 文 献

[1]张中立.水资源管理[M].北京：中央广播电视大学出版社，2001.

[2]陆川县水利局.陆川县水利志[Z].2007.

[3]玉林市人民政府.玉林市水生态文明城市建设试点实施方案[Z].2015.

[4]广东省人民政府，广西壮族自治区人民政府.粤桂两省区九洲江流域水污染防治规划[Z].2016.

[责任编辑：陈泽琦]