调蓄水库在舟山市大陆引水工程中的作用与规模探讨

魏 婧，郑雄伟，马海波，陈跃青

（浙江省水利水电勘测设计院，浙江 杭州 310002）

调蓄水库在舟山市大陆引水工程中的作用与规模探讨

魏 婧，郑雄伟，马海波，陈跃青

（浙江省水利水电勘测设计院，浙江 杭州 310002）

浙江舟山群岛新区的建设具有重要的战略意义，而水资源供给不足是影响未来群岛新区经济社会可持续发展的主要问题之一。大陆引水工程为舟山群岛的建设和发展提供了可靠的水资源保障。根据舟山大陆引水工程的引水条件和本地水资源状况，分析设置调蓄水库的必要性，并通过大陆引水与本地水资源联合调度计算，从调蓄库容对供水保证率影响、应急备用作用、本地水资源合理利用等方面进行定性和定量分析，认为大沙调蓄水库调蓄库容定为800万m3是合适的。

舟山群岛新区；调蓄水库；舟山大陆引水；联合调度；调水工程

舟山市位于浙江省东部的舟山群岛，地处我国东南沿海的长江口南侧、杭州湾外缘的东海洋面上，是我国南北沿海航线与长江水道交汇枢纽，东南沿海的重要门户，战略地位十分重要。2011年6月30日，国务院正式批准设立浙江舟山群岛新区，舟山成为我国首个以海洋经济为主题的国家级新区。随着群岛新区建设和海防建设对水资源需求的不断增加，淡水资源匮乏已成为严重制约舟山群岛可持续发展的瓶颈。舟山群岛呈低山丘陵地貌，汇流分散，淡水资源主要为河川径流及少量的降水补给的浅层地下水，水资源总量为6.92亿m3，人均水资源量618 m3，不到全国人均水平的1/3，属资源性缺水地区[1]。

1 引调水工程中的调蓄水库设置研究

为充分发挥工程效益，应对跨流域调水水源地的丰枯不均问题，提高供水保证率，长距离调水工程需要建设调蓄水库。刘长余[2]等以南水北调胶东输水干线为实例，通过定性及定量分析，从输水时间、沿线分水口分水量、工程调度运用、提高供水保证率、节省投资等方面，论证了建设东湖和双王城2座调蓄水库的必要性。李保国[3]等根据南水北调中线分配给天津的分水过程、引滦天津市分水过程，通过引滦与引江联合调节计算，分析确定合理的引江调蓄水库规模。赵世新[4]对南水北调典型调蓄工程南四湖、北大港水库、王庆坨水库的水力调配问题进行了比较研究，提出了影响调蓄工程水量水质的主要因素是进出湖（库）水体水质特性及纳污能力、水力特性及流场分布、水体（包含水量和水质）更新周期等。

2 舟山市大陆引水工程设置调蓄水库的必要性

为摆脱海岛用水的窘境，按照水资源科学、合理配置原则，浙江省提出从大陆引水至舟山群岛的战略布置，将浙东引水工程延伸至舟山，取水口位于姚江李溪渡，规划引水流量5.0 m3/ s，年引水量1.07亿m3。根据舟山社会经济发展对水资源的需求，同时考虑到跨海引水工程技术和管径的限制，工程分3期实施。一期工程于2003年建成通水，引水规模为1.0 m3/ s，年平均引水量2 160万m3；二期工程于2015年实现试通水，引水规模为2.8 m3/s，年平均引水量6 000万m3，并建设黄金湾调蓄水库；拟建的舟山市大陆引水三期工程引水规模为1.2 m3/ s，年平均引水量2 590万m3，同时拟建大沙调蓄水库。

舟山市大陆引水工程受海底管道环境及姚江丰枯变化等影响，不确定因素多，科学调配大陆引水与本地水是今后舟山水资源保障的关键，因此，建设必要的调蓄水库是水资源合理调度的前提。大陆引水二期虽然建有黄金湾调蓄水库，但调蓄库容仅700万m3，调蓄能力偏弱，在2030年水平年工况下，虽然考虑了大陆引水和本地水的补偿作用，供水保证率也无法满足城市供水保证率95%的要求，在连续干旱年份易出现供水破坏的情况。因此，有必要在建设舟山大陆引水三期工程时新建调蓄水库与二期的黄金湾水库一起调节大陆引水的不均匀性，提高城市供水保证率。另外，调蓄水库还有应急备用、提高本地水资源利用率的作用[5]。

3 调蓄库容分析

黄金湾调蓄水库已建成蓄水，因此主要分析论证拟建的大沙调蓄水库库容。

3.1 大陆引水与本地水联合调度原则

大陆引水进入黄金湾调蓄水库及大沙调蓄水库，并与本岛其他联网水库的本地来水进行联合供水调度，调度原则如下：

（1）可引水条件：根据姚江水位的实际情况、周边取水要求及通航要求等综合考虑，舟山市与宁波市签订了取水协议，协议确定的取水最低水位为0.73 m，即当姚江水位低于0.73 m时，停止从姚江取水。调蓄水库产生弃水时，停止从姚江引水。

（2）本地水库一般作为调峰补偿，枯水期（10月至次年5月）本地联网水库库容低于90%的调蓄库容时，优先使用大陆引水水量，高于90%的调蓄库容时，优先使用本地水库水，大陆引水入调蓄水库存蓄；由于本地水库水水质较优，为合理利用本地水资源，丰水期（6 — 9月）本地联网水库库容低于40%的调蓄库容时，优先使用大陆引水水量，高于40%的调蓄库容时，优先使用本地水库水，大陆引水入调蓄水库存蓄[6]。

（3）考虑大陆引水工程距离较长，并有较长距离的跨海段管道，为确保供水的安全性，考虑每年每根管子1个月的停引检修期。按照水上作业的习惯以及姚江水位的高低，尽量选择停水影响较小的月份。

3.2 联合调度计算基本参数

（1）选用水文长系列（1961 — 2009年）49 a作为计算序列，以日为计算时段。

（2）城镇供水月不均匀系数：根据舟山市历年城镇用水年内变化趋势，统计分析舟山市城镇供水月不均匀系数，结果见表1。

表1 舟山市城镇供水各月不均匀系数表

表2 姚江各级水位出现频率统计表（1961 — 2009年逐日统计）

（3）取水口水位过程：以姚江取水口处的49 a逐日水位过程（1961 — 2009年）作为统计序列，各级水位出现频率统计见表2。

3.3 调蓄库容计算分析

3.3.1 供水保证率影响分析

根据需水预测，2030水平年供水区需水量共计21 614万m3。对本地水与大陆引水联合调度进行供需平衡计算。供水区缺水情况见表3。由表3可知，共有8个水文年缺水，年供水保证率为84.00%，月保证率为93.00%。可知在浙东引水工程水量分配三期流量1.2 m3/s情况下，不能满足供水保证率要求。考虑到舟山大陆引水总规模5.0 m3/s的限制，不宜进一步增加引水规模，因此考虑增加调蓄水库以提高供水保证率，并分析不同调蓄库容对供水保证率的影响。拟定大沙调蓄水库调蓄库容分别为400万，600万，800万，1 000万m3。各调蓄库容方案舟山大陆引水供水保证率结果见表3。

表3 各方案舟山大陆引水供水保证率比较表

由表3可知：

（1）大沙调蓄水库正常蓄水位800万，1 000万m3方案月供水保证率均能达到95.00%，供水调蓄库容满足保证率要求，而400万，600万m3方案月供水保证率仅能达到94.00%，不能满足供水保证率要求。

（2）与不设新增调蓄水库方案相比，大沙调蓄水库800万 m3时，可以解决 1964 — 1965、2006 — 2007年 2个缺水年，并且1967 — 1968年缺水量减少1 156万m3，1979 — 1980年缺水量减少788万m3。其余缺水年份破坏程度也有一定缓解。

（3）若继续增加大沙调蓄库容至1 000万m3，由于1967 — 1970年、1978 — 1980年2个特枯段的存在，对系统供水保证率无法进一步提高，仅可减轻破坏程度。因此从满足供水保证率的角度分析，调蓄库容选800万m3较为合适。

3.3.2 应急备用分析

大陆引水三期工程总体布局中，针对大陆引水量占舟山市水资源供给总量比例较大的特点，在本岛设置应急备用水源是保障水资源供应的有效途径。目前本岛南线区本地水联网供水水库群调蓄库容共2 300万m3，且包含1座中型水库虹桥水库，调蓄库容1 015万m3。小型水库岑港水库作为大陆引水的南线供水区调蓄水库，调蓄库容也超过600万m3，有较好的抗风险能力。北线区水库调蓄库容均在400万m3以下，调蓄库容总量仅1 500万m3，而本岛北线区是舟山市经济及产业发展最为迅速的片区，是整个大陆引水供水区的重要部分，同时也是普陀山引水、秀山岛引水的起始点。因此在北线区建设一定规模的备用水源水库十分迫切[7]。

根据需水预测，设计水平年2030年北线区年需水量约9 000万m3，大沙调蓄水库调蓄库容800万m3方案调蓄库容可以满足北线区约1个月备用要求。从满足应急备用考虑，调蓄库容800万m3方案较为合适。

3.3.3 合理利用本地水资源分析

从大沙调蓄水库所处的位置分析可知，大沙调蓄水库下游河网集雨面积约为15.18 km2，扣除水库山塘集雨面积2.64 km2，尚有12.54 km2的集雨区有较好的翻水条件，可以用来翻水入库，提高本地水的利用。这对本地水资源严重缺乏的舟山市是极为宝贵的。经分析计算，大沙调蓄水库调蓄库容800万m3，设计翻水流量取1.6 m3/s，每年供水量可达到475万m3。单方调蓄库容投资约80元，对水资源贫乏的海岛地区，其开发成本是可以接受的。

根据以上分析，从提高供水保证率以及应急备用，并结合提高本地水资源利用考虑，大沙调蓄水库调蓄库容800万m3是合适的。

4 结 语

舟山大陆引水工程实施后，科学调配大陆引水与本地水是今后舟山水资源保障的关键。大陆引水受海底管道环境及姚江丰枯变化等影响，不确定因素多。本地水资源总量有限，丰枯差别大。因此，建设必要的调蓄水库是水资源合理调度的前提，是大陆引水工程的重要组成部分。本文从调蓄库容对供水保证率影响、应急备用作用、本地水资源合理利用等方面进行定性和定量分析，认为大沙调蓄水库调蓄库容800万m3是合适的。对其他调水工程合理确定调蓄工程规模亦有一定的参考意义。

[1] 浙江省水利水电勘测设计院.浙江省舟山市大陆引水三期工程水资源论证报告书[R].杭州：浙江省水利水电勘测设计院，2015.

[2] 刘长余，韩凤来，张贵民.南水北调东线胶东输水干线兴建调蓄水库的必要性[J].南水北调与水利科技，2005，3(2)：15 - 17.

[3] 李保国,薄永占,王建卉.南水北调中线天津市备用及调蓄水库规模研究[J].海河水利，2006(4)：63 - 65.

[4] 赵世新.调蓄水库水力调配对长距离调水工程调度的影响研究[D].天津∶天津大学，2011.

[5] 齐子超.南水北调来水条件下北京市多水源联合调度研究[D].北京∶清华大学，2013.

[6] 陈柯明,韩义超,李波.跨流域调水工程中调蓄工程的调度研究[J].中国农村水利水电,2003(4)：64 - 67.

[7] 王海潮,蒋云钟,鲁帆,等.国外跨流域调水工程对南水北调中线运行调度的启示[J].水利水电科技进展,2008(2)：79 - 83.

（责任编辑 黄 超）

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2016-06-12

魏 婧(1985 - )，女，工程师，硕士，主要从事水利规划设计工作。E - mail：weijing_whu@163.com