引嘉济汉对引汉济渭工程不均匀供水过程改善研究

高小芳，刘哲

（陕西省水利电力勘测设计研究院，陕西西安710001）

引嘉济汉对引汉济渭工程不均匀供水过程改善研究

高小芳，刘哲

（陕西省水利电力勘测设计研究院，陕西西安710001）

引汉济渭工程是陕西省重点水利工程，从长江最大的支流汉江调水到黄河最大的支流渭河，将从根本上改变陕西水资源配置格局，促进陕南关中水资源互连互通，如何解决引汉济渭不均匀供水过程一直是工程的关键技术问题之一。在分析引汉济渭不均匀供水过程的基础上，对比引嘉济汉在无调节及有支线双庙崖水库调节下补水引汉济渭对不均匀供水过程的改善情况，结果表明，引嘉济汉补水引汉济渭后不均匀供水过程有显著改善。

引嘉济汉；引汉济渭；均匀度

1 研究背景

引汉济渭的水源区与南水北调中线工程水源区部分重合，为优先保障南水北调中线工程的供水水源，留给引汉济渭的可调水过程极不均匀，而引汉济渭调水工程任务主要是供秦岭以北的工业和城镇生活用水，需水过程相对稳定，供水和用水需求过程匹配性差，对调水工程的调度运行提出了很高的要求。

引汉济渭工程调度运行是一个重大的系统工程，通过汉江干流上的黄金峡水库、子午河上的三河口水库、西安黑河水库以及关中受水区的地下水资源共同调度[1]。引汉济渭工程与受水区水源工程联合调度，以引汉济渭为主，用其它工程解决不均匀的问题，黑河金盆水库主要解决年际不均匀的缺水过程，地下水主要解决年内不均匀的缺水过程。这将改变受水区原有工程的调度运行方式，需要多部门协调运作，给运行管理带来很大的难度。

如果考虑在受水区修建调蓄工程来解决供水不均匀问题也存在很多制约因素：引水线路上的两个重要调蓄水库——黄金峡水库和三河口水库，正好位于秦岭南坡的暴雨集中区，其防洪调度功能和水资源调蓄功能存在一定的冲突；配水线路上的最大调蓄水库——三河口水库位于秦岭南坡，距受水区终端用户80～200 km，对用水需求过程变动的反应时间较长，存在“远水解不了近渴”的问题；与受水区临近的秦岭北坡缺乏好的建库条件，隧洞出口黄池沟至关中地区沿途难以建设大型调蓄工程，使得秦岭隧洞自流而下的水资源不能得到有效的调节[2]。如何寻找适当的措施，加大水源的调水均匀程度，减小丰枯水量差，进而通过均匀引汉济渭供水过程来减小关中地下水供水量差，就显得非常有意义。

综合以上因素，本文从引嘉济汉作为引汉济渭补充水源角度，分析了其对提高引汉济渭工程供水保证程度及对不均匀供水过程的影响。

2 引汉济渭工程不均匀供水过程分析

根据《引汉济渭二期输配水工程项目建议书报告》1954年7月～2010年6月56年长系列四水源联合调节计算结果，在黄金峡和三河口水库联合调水15亿m3情况下，秦岭隧洞最大年、最小年供水量分别为18.06亿m3和7.14亿m3，黑河水库最大、最小年供水量分别为3.22亿m3和1.23亿m3，受水区地下水多年平均供水量4.27亿m3，最大、最小年供水量为8.30亿m3和0.59亿m3，最大年供水量是最小年供水量的14.05倍[3]。越岭段隧洞最大流量70 m3/s，最小流量为1.08 m3/s（不运行），流量不均匀系数约为1.47；黄三段隧洞最大流量为70 m3/s，最小流量为0（不运行），流量不均匀系数约为2.28。由于地表水和地下水供水量年际、年内变化非常剧烈，将会增大供水设施建设规模及难度，造成设备闲置浪费，管理运行不便，关中地区地下水资源涵养和管理等问题。由此可见，改善引汉济渭工程不均匀的供水过程是非常必要的。

表1 引嘉入汉无调节向引汉济渭补水后流量变化及不均匀系数统计表

3 引嘉济汉向引汉济渭补水对不均匀度的改善

作为引汉济渭工程补充水源，本文将分析低坝引水及支线双庙崖水库+低坝引水两种工程布局方案下补水引汉济渭对不均匀过程的改善作用。

3.1 低坝引水方案

在嘉陵江干流与西汉水河口以下、略阳县城以上建引水枢纽，引水到汉江支流沮水的右岸支流白水河。按略阳水文站断面多年平均径流的10%～20%～30%计算生态基流（分别为10.8 m3/s、21.6 m3/s、32.4 m3/s），拟定三套方案，分别计算引嘉济汉不同引水流量下黄三段及越岭段流量范围及不均匀系数。

方案一：引水断面下泄10.8 m3/s生态流量，引嘉入汉引水流量分别为20 m3/s、30 m3/s、35 m3/s情况下，引汉济渭工程调水15亿m3水量的联合调节计算。

方案二：引水断面下泄21.6 m3/s生态流量，引嘉入汉引水流量分别为25 m3/s、30 m3/s、35 m3/s情况下，引汉济渭工程调水15亿m3水量的联合调节计算。

方案三：引水断面下泄32.4 m3/s生态流量，引嘉入汉引水流量分别为55 m3/s、60 m3/s、65 m3/s情况下，引汉济渭工程调水15亿m3水量的联合调节计算。

通过调节结算得出，引嘉入汉无调节引水进入汉江向引汉济渭工程补水后，通过黄金峡、三河口两座水库调节，可满足调水15亿m3的需要，越岭段隧洞最大流量与最小流量差值在22～26 m3/s之间，流量不均匀系数约为1.12；黄三段隧洞最大流量为70 m3/s，最小流量为0（不运行），最小运行流量为不足2 m3/s，流量不均匀系数约为1.45～1.75，引嘉入汉无调节向引汉济渭补水后不同方案计算结果详见表1。

由表1结果及本文第2部分引汉济渭工程单独运行结果相比，分析得出：引嘉入汉无调节向引汉济渭工程补水，满足了引汉济渭工程调水15亿m3的需要。同时，通过补水，对引汉济渭工程黄三段、越岭段隧洞极不均匀的流量过程有改善作用，其中对越岭段隧洞极不均匀的流量过程改善有较为明显作用（不均匀系数由2.28降到1.45～1.75），对黄三段隧洞极不均匀的流量过程改善程度很有限（不均匀系数由1.47降到1.12），引汉济渭工程黄三段隧洞流量过程仍然极不均匀，这使得引汉济渭两个水源工程的调度运行不方便。

3.2 支线双庙崖水库+低坝引水方案

在引嘉入汉无调节向引汉济渭补水不均匀过程分析后，考虑在西汉水陕甘边界上建补偿调蓄的双庙崖水库一座，对引嘉入汉水量进行适当调蓄，改善引嘉入汉补水过程，从而坦化引汉济渭工程各隧洞流量过程，方便引汉济渭工程的运行管理[4]。在引嘉入汉引水断面下泄生态流量21.6 m3/s、引嘉入汉引水流量30 m3/s、引汉济渭工程调水15亿m3水量的前提下拟定三套方案，分别计算双庙崖水库不同库容情况下黄三段及越岭段流量范围及不均匀系数。

方案一：双庙崖水库调节库容1.2亿m3、引嘉入汉引水断面下泄生态流量21.6m3/s、引嘉入汉引水流量30m3/s、引汉济渭工程调水15亿m3水量的联合调节计算。

方案二：双庙崖水库调节库容1.0亿m3、引嘉入汉引水断面下泄生态流量21.6 m3/s、引嘉入汉流量引水30 m3/s、引汉济渭工程调水15亿m3水量的联合调节计算。

方案三：双庙崖水库调节库容0.9亿m3、引嘉入汉引水断面下泄生态流量21.6 m3/s、引嘉入汉引水流量30 m3/s、引汉济渭工程调水15亿m3水量的联合调节计算。

引嘉入汉利用双庙崖水库调节后向引汉济渭工程补水不同方案计算结果详见表2。

表2 引嘉入汉有调节向引汉济渭补水后流量变化及不均匀系数统计

通过表2分析得出：

（1）引嘉入汉利用双庙崖水库调节后向引汉济渭工程补水，与引嘉入汉无调节补水相比较，可减小黄三段隧洞流量变差（黄三段隧洞流量由0～70 m3/s降到0～50 m3/s），坦化了流量过程（不均匀系数由1.71降到1.21～1.22），提高其流量均匀性（三河口坝后连接洞流量变差、流量不均匀系数也相应改善）。

有调节补水情况下，黄三段隧洞最大流量由70 m3/s减小到50 m3/s，在调节计算的2016个旬中，以黄金峡泵站单台水泵运行流量11.67 m3/s为衡量标准统计，有调节补水情况下，方案一小于11.67 m3/s流量的时段有124旬，方案二小于11.67 m3/s流量的时段有127个旬，方案三小于11.67 m3/s流量的时段有138个旬，无调节补水情况下，小于11.67 m3/s流量的时段有155个旬。

（2）引嘉入汉有调节向引汉济渭工程补水，同无调节向引汉济渭工程补水相比较，对改善越岭段隧洞流量变差及流量均匀性作用很小（不均匀系数均为1.12，流量范围均为31～53）。

（3）随着调节库容由0.9亿m3增加到1.2亿m3，双庙崖水库对坦化黄三段隧洞流量过程，提高其流量均匀性的作用增加（不均匀系数由1.22降到1.21）。

4 结语

在引汉济渭工程调水过程受限制，以及黄金峡、三河口水库库容已确定无法增加条件下，通过引嘉入汉工程向引汉济渭工程补水后，在调水保证率不小于95%、调水破坏深度不大于30%情况下，引汉济渭工程可以满足年调水15亿m3的需要。同时，通过补水，对引汉济渭工程黄三段、越岭段隧洞极不均匀的流量过程有改善作用，其中对越岭段隧洞极不均匀的流量过程改善有较为明显作用，对黄三段隧洞极不均匀的流量过程改善程度有限，引汉济渭工程黄三段隧洞流量过程仍然不均匀。

[1]王健.从水资源的优化配置浅谈焦岩水库开发建设的新思路[J].陕西水利，2015（3）:49-50

[2]刘家宏等.浅议引汉济渭配水工程调蓄研究的关键问题[J].中国水利水电科学研究学报，2014（3）:244-248

[3]陕西省引汉济渭工程可行性研究报告[R].西安.陕西省水利电力勘测设计研究院，2014.9.

[4]陕西省引嘉济汉工程规划研究[R].西安.陕西省水利电力勘测设计研究院,2016.9.

Study on Improvement of Uneven Water Supply Process between Jialingjiang to Han and Hanjiang-to-Weihe River project

Gao Xiaofang,Liu Zhe
（Shaanxi Province Water Conservancyand Power Surveyand Design Institute Xi’an 710001,Shaanxi）

Hanjiang-to-Weihe River project is the Key Water Conservancy Project in Shaanxi Province,fromthe largest tributary ofthe HanjiangRiver for Changjiangtransferred tothe largest branch ofHuangriver,it will change the pattern of water resources allocation in Shaanxifundamentally and promote the interconnection and interconnection of water resources between southern Shaanxi and Guanzhong.The process of uneven water supply has always been one of the key technical problems of engineering.On the basis of analyzing the uneven water supply process,the results show that the non-uniform water supply process afterJialingjiangtoHan Rechargingwater toHanjiangtoWei river has been improved remarkably.

JialingjiangtoHan project,HanjiangtoWei project and eveness

TV213.4

B

1673-9000（2017）04-0060-03

2017-04-15

高小芳（1985-），女，山西吕梁人，工程师主要从事水利规划工作。