中部引黄工程汾阳供水区调蓄库容计算

张 敏

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

中部引黄工程汾阳供水区调蓄库容计算

张 敏

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

根据中部引黄工程的分水口、配水量以及汾阳市的经济发展和缺水情况，确定供水区为汾阳市的倾斜平原区和平原区，并根据地形条件布置3座调蓄水库，经过径流调节和洪水调节计算，确定调蓄水库的总库容为1421万m3。

大水网；配水量；调蓄库；调节计算；汾阳供水区

汾阳市位于山西省腹地偏西，吕梁山东麓，太原盆地西缘。水资源时空分布不均，地下水位持续下降，水资源供需矛盾日益突出，已成为制约全市发展的瓶颈。

中部引黄工程是山西大水网规划“两纵十横”中第四横“吕梁线”的骨干工程，供水范围为山西省的4市16个县（市、区），规划供水6.02亿m3，中部引黄工程在孝义市的下堡镇设置汾孝介支线分水口，向汾阳市的总分配水量为3 550万m3，其中工业1 320万m3，农业2 170万m3，生活60万m3。

汾阳市社会经济较为发达的区域为文峪河以西、峪道河以南的倾斜平原区和平原区，该区域内新兴工业园区较多，农田分布较广，现有的供水工程已无法满足该区域的需水要求。中部引黄工程汾阳市供水区，分为三泉焦化工业园区、文峰工业园区、中小型企业园区和废旧轮胎综合加工利用产业园区4个园区，以及虢义河灌区、阳城河灌区、董寺河灌区和禹门河灌区4个灌区。

1 规划指导原则

1.1 指导原则

要与中部引黄工程有效衔接，严格按照中部引黄工程确定的分水口和分配水量，结合当地社会经济发展和缺水状况，合理确定供水区范围，做好配套工程规划。取水方式为全年不引水期68 d，引水期297 d均匀引水，引水流量1.38 m3/s。

优先满足城乡居民生活用水，兼顾工业和农业用水，充分发挥中部引黄工程的综合效益。

供水线路全部采用管道输水，最大程度避免水量的渗漏损失，并采用《山西省用水定额》对园区企业用水进行复核计算。

工程线路布置时尽量自流，减少供水成本，调蓄库位置选择时避开煤田采空区。

供水覆盖区，严格控制地下水的开采。

1.2 水平年

现状年为2010年，近期水平年为2020年，远期水平年为2030年。城镇生活和工业供水保证率为95%，灌溉用水保证率为50%。

2 供水区水资源供需平衡分析

2.1 城镇生活

城镇生活用水户为阳城商贸物流经济开发区，该产业园区规划城镇人口15万人，取水定额为90L/人·d，年用水量为493万m3，考虑10%损失后，城镇生活需水量为548万m3。中部引黄工程向城镇生活的配水量为60万m3，不能满足该经济开发区的生活需水要求，不足部分由其他工程解决。

2.2 城镇工业

工业需水为4个工业园区的需水量，三泉工业园区需水量650万m3，文峰工业园区需水量350万m3，中小型企业园区需水量111万m3，废旧轮胎综合加工利用产业园区需水量200万m3，总需水量1 311万m3。中部引黄工程向城镇工业的配水量为1 320万m3，可以满足工业园区1 311万m3的需水量要求。

2.3 农业灌溉

由于中部引黄工程分配的水量有限，将中部引黄工程作为灌区的补充灌溉水源。灌区主要种植蔬菜、核桃、玉米和高粱等作物，根据各个灌区的作物种类、种植比例和灌水习惯计算补充灌溉需水量。4个灌区灌溉面积21.1万亩，灌溉需水量为1.41万hm2。

中部引黄工程向农业灌溉的配水量为2 170万m3，可以满足灌区补充灌溉2 054.8万m3的需水要求。

3 调蓄库规模确定

3.1 调蓄库确定

由于中部引黄工程为不均匀供水，部分时段来水不能满足需水要求，需兴建调蓄水库对来水调蓄后向供水区供水。

中部引黄工程汾阳市的供水区位于汾阳市经济较发达的平原区，宜将调蓄库兴建于边山地区，并承担汾阳市的一部分防洪任务。根据汾阳市的地形条件，避开煤矿采空区，拟新建北榆苑水库、河北水库和花枝水库3个调蓄水库。

3.2 供水流程

根据调蓄水库和用水户的地理位置和调蓄水库可能形成的库容，合理配置调蓄水库和用水户。

供水流程，引黄水自分水口首先进入北榆苑水库，经水库调蓄后向三泉工业园区、中小型企业园区、虢义河灌区、阳城河灌区和禹门河灌区供水；再进入河北水库调蓄后，向文峰工业园区、废旧轮胎综合加工利用产业园区和阳城商贸物流经济开发区供水；最后引黄水进入花枝水库，向董寺河灌区供水。

3.3 调蓄库库容

3.3.1 调蓄库水文基本资料

拟建的3座调蓄水库均为小型水库，洪水设计标准为30年一遇设计，300年一遇校核。3座水库控制流域均属于无资料地区，入库径流、洪水和泥沙均采用《山西省水文计算手册》中提供的方法进行计算。

北榆苑水库位于南马庄水库坝下，接受南马庄水库的下泄洪水和出库泥沙。将报废后的南马庄水库改建为南马庄淤地坝，拦截上游河道内泥沙，用来减小下游北榆苑水库的规模。南马庄水库控制流域面积86.4 km2，多年平均径流量57万m3，95%年份径流量2万m3。30年一遇洪水洪峰流量184 m3/s，24 h洪量199万m3；300年一遇洪水洪峰流量432 m3/s，24 h洪量423万m3。多年平均来沙量14万m3。

河北水库为旁引水库，不考虑洪水和泥沙入库。

花枝水库控制流域面积15 km2，多年平均径流量6万m3，95%年份径流量0.1万m3；30年一遇洪水洪峰流量60 m3/s，24 h洪量48万m3；300年一遇洪水洪峰流量124 m3/s，24 h洪量100万m3；多年平均入库沙量2万m3。

3.3.2 死库容

根据规划的调蓄水库的库容曲线、来沙和排沙情况以及取水条件确定水库的死库容。

规划的调蓄水库设有溢洪道和排沙洞，泥沙淤积年限为20年，排沙比20%。将入库泥沙全部堆积于坝前，确定泥沙库容，预留一定的取水高程后确定水库的死库容。

北榆苑水库的泥沙库容为南马庄水库的排沙量，共56万m3，考虑取水预留后确定死库容为70万m3。

河北水库没有泥沙入库，只考虑取水因素，死库容3万m3。

花枝水库泥沙库容28.2万m3，考虑取水预留，相应的死库容为37万m3。

3.3.3 调节库容

水库的调节库容由径流调节确定。由于3个调蓄水库当地径流很小，调节库容只考虑中部引黄工程水量所需要的库容。

采用日调节径流调节计算，确定调蓄水库的调节库容。将每个调蓄水库的来水过程系列和工农业用水户的用水过程系列，按时历列表法进行逐日的水量平衡计算，同时考虑蒸发和渗漏损失；当来水大于用水时，向用水户供水的同时水库蓄水，当来水小于用水时，从水库向用水户供水。

经计算，北榆苑水库的调节库容为700万m3，供水量2 709.1万m3；河北水库调节库容为340万m3，供水量610万m3；花枝水库调节库容为120万m3，供水量115.7万m3。调蓄库的调节库容和供水量见表1。

表1 各调蓄水库调蓄库容及供水量表

3.3.4 调洪库容

根据调蓄水库的洪水过程线和水位-库容-泄量曲线，按静库容曲线进行洪水调节计算，确定水库的调洪库容。调蓄水库的溢洪道未布设闸门，堰顶高程与水库的正常蓄水位齐平，洪水调节的起调水位为正常蓄水位。

经过洪水调节，得出北榆苑水库的调洪库容为140万m3，花枝水库的调洪库容为11万m3。河北水库没有洪水入库。

3.3.5 调蓄库规模

调蓄水库的总库容为死库容、调节库容和调洪库容之和。3座调蓄库总库容1 421万m3，其中，北榆苑水库总库容910万m3，河北水库总库容为343万m3，花枝水库总库容为168万m3，调蓄库库容特征详见表2。

表2 调蓄库库容特征表

4 小结

根据中部引黄工程向汾阳市的供水量和供水区用水户的需水量分析，拟在汾阳市新建3座调蓄水库；通过进行3座调蓄水库的泥沙淤积分析、中部引黄工程水量的径流调节计算和水库的洪水调节计算，确定调蓄水库的规模和水库的供水量，最终确定3座水库的总库容为1 421万m3。

TU991.34+1

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1004-7042（2017）10-0039-02

张敏（1980-），女，2006年毕业于太原理工大学水文及水资源专业，工程师。

2017-08-17；

2017-09-25