水资源配置工程联合调度研究

　　摘要：天长市位于江淮丘陵区东部，是典型的易旱区域，现状灌溉保证率仅约60%、灌溉需求无法保证。为保障城乡供水安全、农业生产大局、抗御旱灾，研究完善天长市水资源配置工程布局尤为必要。本文结合“天长市大通、安乐水库补水工程”进行分析，论证了水库补水工程规模，同时阐述了水库泵站联合调度方案的研究方法、技术要点及成果，以供类似项目借鉴参考。

　　关键词:城乡供水安全;多水源配置;调度方案;天长市

　　1概述

　　2019年，安徽省天长市遭受严重干旱，截止11月底，全市水库总蓄水量3630万m3，不足总兴利库容的20%，9座大中型水库中大通、时湾、安乐、釜山等4座水库接近死水位，川桥、大涧口水库等低于死水位。全市仅高邮湖、白塔河、铜龙河等河湖水位相对稳定，能满足沿河湖泵站提水需求。为了保障城乡供水安全、农业生产大局，全力抗御旱灾，研究完善天长市水资源配置工程布局尤为必要。

　　2项目概况

　　大通、安乐水库补水工程位于天长市北部，拟通过新建大安泵站及输水管道从铜龙河调取高邮湖水量，分别补入大通水库及安乐水库。通过水库水调蓄解决大通镇、铜城镇城乡生活用水和大通水库、安乐水库灌区灌溉需水短缺问题。其中大通水库设计灌溉面积4333hm2、供水0.5万t/d；安乐水库设计灌溉面积3400hm2、供水1.5万t/d。安乐水库灌区干旱期，可通过现有三里桥泵站从铜龙河提水向北干渠补水，三里桥站是安乐水库灌区尾部的补给站，控制灌溉面积1933hm2。

　　3联合调度方案的研究

　　3.1水源工程及总体布局

　　大通水库灌区主要水源为大通水库，集水面积144.9km2（其中上游江苏省盱眙县境内的红旗水库拦蓄面积61.3km2，实际净来水面积83.6km2），兴利库容1540万m3。安乐水库灌区现状水源为安乐水库及三里桥泵站，安乐水库汇水面积72km2，兴利库容1270万m3；三里桥泵站可抽铜龙河（高邮湖支流）水量，设计提水流量2.9m3/s。大通、安乐水库补水工程是通过拟建大安补水泵站抽引铜龙河水量，实现对高邮湖水源的利用，从根本上解决区域城乡生活供水和抗旱灌溉缺水问题，同时满足生态补水等综合利用要求。大通、安乐水库补水工程布局示意见图1。

　　3.2兴利调度的原则及参数

　　（1）调节单元：设置大通水库、安乐水库2个主要调节计算单元，三里桥泵站、大安补水泵站2个次要调节单元。（2）调节时段：调节计算系列为1967~2019年，共53年，调节时段为旬。（3）灌溉破坏判断：根据灌溉试验成果、以及拟定的各时段灌溉定额，参考各时段作物缺水对减产的影响情况，按年缺水超过需水量的5%时视为破坏。（4）优先保障城乡生活用水，补充灌溉供水，兼顾河道内生态补水。（5）调节计算原则：优先利用当地水库的蓄水及当地径流，不足部分由泵站抽取河湖水量补充。（6）三里桥泵站现状启用条件：当安乐水库水位降至21.7m时启用，此时有效蓄水量约400万m3。

　　3.3技术要点

　　通过对大通水库、安乐水库灌区范围的来水、需水、供水进行供需平衡计算，充分考虑现有三里桥站的联合供水调度原则及供水能力，研究论证新建大安补水泵站工程的合理规模，并分别制定各水库具有可操作性的兴利调度规则。通过蓄水、调水、供水操作，使各水库基本做到均衡蓄水、供水，对受水水库设置调水充库控制水位，尽可能减少调水变弃水。要实现水库、泵站联合优化调度，需拟选调入水库的各种特征水位和调水流量，进行多轮次试算，以实现各库的综合兴利目标，同时选定新建泵站、输水管道设计流量、各库调配水资源量等。具体技术要点包括：（1）各库本身供水对象不同，其供水保证率也不同，例如城镇供水保证率高于灌溉供水保证率，需要优先保障城乡供水以满足城乡供水保证率。（2）对调入水库设置充库控制水位，水库水位降至充库水位时，开始充库，当库水位回升到停充水位时，停止充库，从而使各库调蓄能力均相对充分与均衡的利用，以利减少弃水，提高水资源利用率，提升泵站运行的经济性。（3）水库联合调度方案中，各库不同特征的水位和调水流量是重要变量，可组合出众多方案，需建立计算模型通过计算机进行多轮次试算，即可得到总体补水效果好、总体经济性好的工程方案。

　　3.4调度方案比选

　　现状三里桥泵站启用条件为安乐水库水位降至21.7m，安乐水库灌区需补水时优先利用三里桥站相对经济，故新建大安站补水控制条件要结合三里桥站控制要求，以不超过三里桥启用控制水位为宜，拟定安乐水库充库水位分别为20.5m、21.0m、21.5m；大通水库充库水位拟定为21.5m、21.75m及22.0m，结合2019年约相当于80%干旱年份，灌溉保证率按80%控制。若考虑充分挖掘三里桥站抽水潜力，其启动水位可从21.7调整至22.0m，安乐水库灌区灌溉保证率有所提高。在试算充库控制水位的同时，对补水流量也进行了试算，详见表1、表2。综合考虑工程规模经济性、泵站运行费用省、综合兴利任务梯次满足且调度规则可操作性强等多方面需求，推荐方案三，即拟建大安补水泵站设计总流量为5m3/s，至水库附近分为两支分别补入水库，其中安乐水库支设计流量1.0m3/s，大通水库支设计流量4.0m3/s。

　　4工程效益

　　大安补水泵站工程可根据需要相机补充大通水库、安乐水库，具有城乡供水、灌溉、生态补水等方面的综合利用效益。经兴利调节计算，大安泵站年均调入大通水库水量为1065万m3，调入安乐水库水量为550万m3，可切实保障工程区域城乡、灌溉、生态用水；大通水库、安乐水库最大年调水量分别为4205万m3和1840万m3，大安泵站对保障大通水库、安乐水库灌区特、大干旱年份的供水安全意义重大。随着经济的发展，城乡生产、生活用水水平的提高，对综合用水需求保障的要求必然提升，类似的引调水工程项目会越来越多，本项目的工程布局和综合兴利调度方案的研究成果对类似的项目具有重要的借鉴意义。

　　参考文献

　　[1]陈香朋.区域水资源配置中水库群联合调度方案研究[J].江淮水利科技，2018（3）.

　　[2]安徽省城乡供水水源及农业灌溉保障规划.安徽省水利水电勘测设计院.2020.

　　[3]天长市大通、安乐水库补水工程可行性研究报告.安徽省水利水电勘测设计院.2020.

　　作者：王志翔 单位：安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司