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结瓜水库水资源调节计算探析

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126 结瓜水库水资源调节计算探析 刘树锋1，2，黄健东1，2 （1. 广东省水利水电科学研究院，广州，510610； 2. 广东省水动力学应用重点实验室，广州，510610）

摘 要：本文结合大唐雷州发电厂水资源论证工作，对雷州市龙门灌区结瓜水库水资源调节计算进行了分析探讨，对干旱地区地表水挖潜开发利用，提高水资源开发利用率具有一定的生产意义。 关键词：雷州；结瓜水库；调节计算

前言 为满足广东国民经济发展对电力的需求，加快粤西经济发展，大唐国际发电股份有限公司拟在雷州市乌石港附近建设一个大型燃煤电厂。电厂规划先建设2×1000MW机组时年淡水用量为520万m3，建设4×1000MW机组时年淡水用量为950万m3，总规划装机容量6×1000MW时年

淡水用量为1381万m3。 根据初步规划，首2台1000MW机组淡水用水可由当地对龙门水库扩容、加固及龙门水库至平南水库输水渠道改造、加固等措施，对现有供水设施扩容、挖潜后供给。由于厂址处在水资源不丰富的雷州半岛西岸，因此需对厂址区域水资源开发利用现状和潜力进行系统调查和分析，确定雷州电厂从平南水库和龙门水库取水的可行性。

1 水源区概况 1.1 龙门水库 龙门水库位于雷州市龙门镇南侧龙门河中上游，坝址离龙门镇仅1km，广海公路（207国道）从主坝通过。水库始建于1958年，是一宗以农业灌溉为主，兼防洪、城市生活和工业供水、养鱼等综合效益的中型水库，灌溉雷州半岛西部沿海长期干旱的龙门、北河、乌石、覃斗、流沙5个乡镇，设计灌溉面积达12万亩，实际灌溉最大面积为1975年的10.9万亩。 龙门水库坝址以上干河长25.2km，河流平均坡降0.002，集雨面积140km，正常水位58.0m（珠基，下同），相应库容5931万m3，死水位49.0m，相应库容209万m3

根据龙门水库1962年至2006年历年降雨、放水、溢洪量及水位资料统计，45年中有23年达到或超过正常蓄水位58.0m，有13年溢洪，最大溢洪流量约为500m3/s，历史最高洪水位为

58.83m，历史最低水位为48.18m，其中有2年最低水位低于死水位49.0m。统计资料还表明，该地区往往连续多年出现丰水年，但同时连续多年集中出现枯水年，对水库调节极为不利。 1.2 龙门水库库灌区 龙门水库库灌区始建于1959年，灌区范围纵长约29km，横宽5～21km，由总干渠、分干渠、支渠及渠系建筑物组成。其中总干渠长20.1km，分干渠分为西分干渠、南分干渠，干渠总长65.55km，西分干渠长22.95km，南分干渠长22.5km。支渠总长171km，渠系建筑物共247宗，包括渡槽、泄洪闸、分水闸、渠底涵、排砂槽、桥梁等类型建筑物。 另外，灌区范围内还有讨泗、石门、覃边、平南、调和、河门、新兴等7宗小（一）型结瓜水库和2宗水陂与龙门水库相互调节灌溉水量。 根据龙门水库库灌区加固配套工程初设资料，加固配套工程实施后可以使渠道水利用率由30%～50%提高到65%～75%，灌溉面积由现状6.6万亩提高到12万亩。 127

1.3 平南水库 平南水库是乌石镇唯一的一宗小㈠型水库，负责灌溉乌石镇的平步、白党、塘东、潭朗、那毛、潭板等管区1.1万亩耕地， 是一宗以灌溉为主、结合防洪、养殖等综合利用的小㈠型水利工程。水库集雨面积16.6 km2，设计洪水位（P＝2％）23.67m，相应库容687.95万m3；正常蓄水位23.5m，相应库容664万m3；死水位为14m，相应垫底库容8.89万m3。水库属于四等水利工程，主要建筑物为4级，次要建筑物为5级。设计标准采用50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。

2 依据的资料及分析处理 2.1 降雨、水文站点基本情况 雷州市域内观测时间较长、资料质量较好的雨量站有客路、纪家、南渡、唐家、龙门等五站，实测径流量资料相对短缺，主要河流南渡河流域面积1444km2，干流无流量站控制，上游支流土塘水的后洋站仅有1958年～1967年共9年不完整的资料，公和水的杜陵站自设站至今有32年的较长系列，南渡水位站实际为潮位站，设在南渡河口以上9km处。降雨、水文站点分布见图2-1。由图2-1可知，龙门水库库灌区附近仅有龙门站雨量可采用。

图2-1 雷州市降雨、水文站点分布 2.2 分析方法 电厂地表水取自平南水库和龙门水库，取水口设置在平南水库。两水库属龙门灌区，其中龙门水库为骨干水库，平南水库为龙门水库的结瓜水库，龙门水库位于取水口东北面约20km。 由于龙门水库有1962年以来的水库降雨量、库容、水位、放水量、溢洪量等实际运行记录资 128

料，以还原水库历年入库来水量，再通过排频计算得水库设计频率（P=97%）的来水量。通过龙门水库来水系列推求径流深系列，然后排频计算得设计频率（P=97%）的径流深，再按此径流深根据龙门水库库灌区结瓜水库和引水工程的集雨面积推求得其设计频率来水量。 2.3龙门水库历年来水量计算 根据龙门水库1964年～2005年水库降雨量、库容、水位、放水量、溢洪量等实际运行记录资料，按（3-1）公式还原龙门水库历年入库来水量。

蒸发渗漏库蓄工耗农耗出库天然WWWWWWw+++++= （2-1）

式中：W天然——还原后的天然河川月径流量；W出库——出库实测月径流量；W农耗——农田

灌溉月耗水量；W工耗——工业用水月耗水量；W库蓄——水库月蓄水变量；W渗漏——水库月渗漏损失量；W库蒸——水库增加的月水面蒸发损失量。 蒸发损失采用雷州市多年平均逐月蒸发量过程，渗漏损失参考经验指标并结合龙门水库实际渗流观测数据确定，月渗漏量按占月蓄水量0.5%计算。 按上述公式和参数推算得龙门水库1964年5月～2005年4月逐月入库来水量。

3 库灌区水资源调节计算 3.1计算方法 （1）计算原理 库灌区水资源调节计算即通过水源区来水过程及用水过程在龙门水库和库灌区结瓜水库进行水量平衡计算，获得不同供水方案下的供水余、缺水量，余缺水时间及供水保证率结果。采用长系列法和典型年法对龙门水库库灌区“长藤结瓜”系统进行包括灌溉、生活用水、工业用水的调节计算，以确定水源区的可供水量，特别是在满足现有用水要求的情况下雷州电厂取水的可行性。 根据水量平衡原理，水库某一时段t的蓄存水量Vt为：

Vt=Vt-1+Qt-Yt-St-qt （3-1） 式中，Vt-1为t-1时段的水库蓄水，Qt为t时段水库来水量，Yt为t时段水库总供水量，St为t时段水库损失水量，qt为t时段水库弃水量。 当水库来水超过正常库容时，进行弃水；当水库来水与前时段水库存水小于水库水量消耗时，供水破坏，水库蓄水保持死库容。水库水量损失主要为蒸发和渗漏损失。 （2）调节原则 1）以龙门水库为主干调节水库，按分片计算、总体平衡的原则对整个龙门水库库灌区进行水量调节；先用引水、再用结瓜水库蓄水，最后用龙门水库水；引水工程、结瓜水库不足水量作为需要龙门水库供给的水量，再与龙门水库设计保证率相应的典型年来水进行调节计算。 2）灌区工业、生活用水以及本工程取水按从龙门水库取水进行调节计算。 3）从供水安全角度考虑，结瓜水库初调库容为死库容，龙门水库的初调库容为实际初始月库容。 4）考虑到水面蒸发主要受气象因素的影响，而气象条件的差异性在一个不大的区域内是不明显的，因此，龙门水库蒸发量计算采用雷州市多年平均蒸发量值。因结瓜水库缺乏水库特征曲线资料，且同处一个不大的区域，通过求取龙门水库月蒸发损失占库容的比例并按相应时段库容来估算结瓜水库蒸发损失。经计算，龙门水库月蒸发损失占库容比例约2.03%-4.03%，结瓜水库蒸发损失按3.0%库容考虑。 5）渗漏损失根据库区、坝址地质等情况确定，月渗漏量占水库蓄水量之比取值为龙门水库0.5%、结瓜水库1.5%。 由于现状龙门水库实际灌溉面积与设计灌溉面积相差较大，农业用水量采用设计灌溉用水量 129

和现状实际用水量两种方案考虑。 3.2长系列法水资源兴利调节计算 选用了龙门水库和库灌区结瓜水库1964年～2006年各月径流资料进行了长系列时历法水量月调节计算，其中龙门水库采用所还原的历年入库来水量，结瓜水库因实测径流资料的缺乏，以龙门水库系列资料采用“水文比拟法”求得径流系列。 结瓜水库本身集雨面积的产水量全部计入水库，渠道引水的集雨面积的产水量50%计入水库，水陂引水（引水工程）通过比较集雨面积产水量和工程引水能力考虑可利用水量。长系列时历法计算结果见表3-1。 表3-1 龙门水库库灌区长系列月调节计算结果 水平年 现状水平年 规划水平年 灌溉用水方案 设计用水方案 实际用水方案 设计用水方案 实际用水方案 生活、工业（万m3/年） 580.35 580.35 1805.84 1805.84 拟建电厂（万m3/d） 1.66 1.66 1.66 1.66 计算月数 504 504 504 504 供水不足月数 20 0 26 0 月供水保证率（%） 95.84 100 94.65 100 供水不足年数 5 0 6 0 年供水保证率（%） 86.05 100 83.72 100 最大月缺水（万m3) 1332.8 0 1533.47 0 最小月缺水(万m3) 89.02 0 64.27 0 弃水月数 251 374 190 297 最大月弃水(万m3) 5482.49 5659.35 5380.34 5557.2 由表3-1可知，灌溉用水系列采用实际灌溉面积用水的情况下，各水平年龙门水库及灌区结瓜水库满足灌溉、生活、工业及电厂用水需求，现状水平年弃水月数374个月，最大月弃水量5659.35万m3，规划水平年弃水月数297个月，最大月弃水量5557.2万m3。

灌溉用水系列采用设计灌溉面积用水的情况下，供电厂520万m3/年后，现状水平年龙门水库供水不足月数为20个月，供水不足年数5年，月供水保证率95.84%，年供水保证率86.05%，最大月缺水量1332.8万m3；规划水平年龙门水库供水不足月数为26个月，供水不足年数6年，

月供水保证率94.65%，年供水保证率83.72%，最大月缺水量1533.47万m3。

3.3 典型年法水资源兴利调节计算 （1）典型年选择 为分析电厂地表水取水源（龙门水库库灌区）可供水保证程度，本次按照“水量相近、分配不利”的原则选择P=97%典型年进行兴利调节计算。 通过对龙门水库来水系列资料统计分析，与P=97%的年来水量3497.67万m3接近的年份有

1969.5～1970.4、1977.5～1978.4、1987.5～1988.4三个水文年，通过各年份年内径流分配比较，其中以1969.5～1970.4水文年年内分配枯水期长、枯季流量小，年内分配偏于不利，故选其作为P=97%典型年进行设计径流分配。 （2）设计年来水逐月分配过程 龙门水库设计年的月径流过程，依据典型年的月径流过程，按设计年径流量与典型年径流量的比值，进行同倍比缩放而得。 对于龙门水库灌区结瓜水库和引水工程径流的年内分配，在计算中，按年总径流量的10%平均分配到各月作为基流，扣除基流后的年径流量按典型年龙门水库年内各月降雨分配比例分配到月。 （3）典型年灌区用水年内分配 龙门水库库灌区现状灌溉面积约6.6万亩，占设计灌溉面积55%左右，年灌溉需水量约4808.76

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多年调节的大型水库

多年调节的大型水库

多年调节的大型水库由年调整水库的兴利调整计算可知，当设计年用水量小于设计年来水量时，只要将当年汛期的局部多余水量蓄起来，就能满意枯水期所缺的水量，即水库只需进展年内调整。

但当设计年来水量小于设计年用水量时，说明设计年来水量不够用，须要将丰水年的余水蓄存在水库中，跨年度补给枯水年运用，这种跨年度的径流调整称为多年调整。

多年调整与年调整的不同之处，在于它不仅能重新安排年内来水量，而且同时能重新安排年与年之间的来水量。

因此，多年调整所需的调整库容也大，调整程度高，对来水的利用也较充分。

多年调整计算，要考虑年径流系列中各种连续枯水年组成的总缺水状况，其兴利库容的大小将确定于连续枯水年组的总亏水量，故对年径流系列要求更长些。

兴利调整计算的根本原理与方法，那么与年调整计算相类似。

本节仅对长系列时历列表法与数理统计法作扼要的介绍。

1．长系列时历列表法当实测年径流系列较长，包含一个或几个枯水年组时，可依据多数年份的来、用水状况，划分水利年度，列表计算各年余缺水期的余缺水量，判定各年所需的调整库容，然后绘出库容保证率曲线，由设计保证率在库容保证率曲线上查得多年调整的兴利库容。

此法即为长系列时历列表法。

这种方法与年调整水库的长系列法根本一样。

须要留意的是，多年调整时有些年份的调整库容不能只以本年度缺水期的缺水量来定，而必需与前一年或前几年的余缺水量统一考虑。

【实例6-5】长系列时历列表法兴利调整计算某水库坝址处有30年实测年径流资料，经分析能代表多年的改变状况。

各年的用水量过程也确定。

依据大多数年份的来、用水状况确定水利年度为当年的6月1日至次年的5月31日。

各年的余缺水期的余缺水量经统计计算，成果如表所示。

当设计保证率年调整的兴利库容。

第九章径流量调节计算

第九章径流量调节计算


渗漏损失 结冰损失
⑴蒸发损失 ——指水库建成后，原有陆地变成水 面，原来的陆面蒸发变成了水面蒸发，由此而 增加的蒸发量构成水库蒸发损失。
W蒸 （E水 E陆）（F库 f）
E水—计算时段内库区水面蒸发深度 (mm)； E陆—计算时段内库区陆面蒸发深度 (mm)； F —计算时段内平均水库水面面积（m2） f—原天然河道水面面积（m2）
设计洪水位是正常运行情况下允许达到的最高库 水位，是挡水建筑物稳定计算的主要依据
⑹校核洪水位(Z校核 )和调洪库容(V设洪)
校核洪水位——水库遇大坝校核洪水时，水库 坝前所达到的最高水位。 调洪库容——校核洪水位与防洪限制水位之间 的库容。
校核洪水位是水库非常运行情况下允许达到的临 时性最高洪水位，是确定坝顶高程及进行大坝安全 校核的主要依据。
⑵库区周围地区的浸没 浸没危害：库水位抬高引起地下水水位上升， 地下水位升高到一定的高程以上时，将引起森林 死亡，旱田作物受涝，盐碱化，沼泽化，地下水 位积聚升降变化，影响岸坡稳定发生塌岸，损坏 农田，减少库容，土壤失去稳定，建筑物基础不 均匀沉陷，发生裂缝，倒塌。 浸没范围：可采用正常蓄水位或一年内持续两 个月以上的运行水位为测算依据，通过回水计算 求得沿程水位，查库区地形，进行实地调查，统 计计算造成的损失，多沙河流应计及淤积影响 。
⑵正常蓄水位Z蓄和兴利库容V蓄
正常蓄水位——水库在正常运行情况下，为 了满足设计兴利要求而在开始供水时应蓄到的高 水位，称为正常蓄水位（正常高水位或兴利水 位）。水库在年内(丰水期末)允许蓄到的最高库 位。 兴利库容（调蓄库容或有效库容）——正常 蓄水位到死水位之间的部分库容，是水库实际可 用于径流调节蓄泄的库容。 消落深度（工作深度）：正常蓄水位与死水 位的高程差。
长渠 “长藤结瓜”式灌溉工程典范

长渠 “长藤结瓜”式灌溉工程典范

长渠“长藤结瓜”式灌溉工程典范长渠：“长藤结瓜”式灌溉工程典范 20XX 年 8 月 16 日，湖北省襄阳市，有着 2297 年长渠蜿蜒流淌在田野中。

“武伐勒秦兵，疏凿功将夏禹并，谁谓长渠千载后，水流犹入故宜城。

”这是唐代诗人胡曾的诗，写的是刚刚列入世界灌溉工程遗产名录的长渠。

长渠，又名白起渠、荩忱渠，坐落在素有“华夏第一城池”美誉的襄阳古城南部，全长49.3 公里。

长渠始建于公元前 279 年，相传前身为秦国名将白起水攻楚鄢所开渠道，是一座始为军事工事，后为灌渠的水利工程。

长渠历时近 2300 年而不废弃，经勘探考证，古时干渠的路线与现在的干渠路线大体一致。

长渠引汉江下游最大的支流——蛮河，灌区纵贯南漳、宜城两县市，整个灌区形似“橄榄”。

古人在长渠创造了“陂渠相连，长藤结瓜”的灌溉模式，解决了水资源缺乏、不均衡的桎梏。

同时还开挖了许多支渠，相当于现在的干、支、斗、农渠互相并联成网，互相补充水源。

如果把渠首拦河坝比作“瓜根”，渠道就是“瓜藤”，而沿渠连结的陂塘就是瓜藤上结出的“瓜”。

在非灌溉季节，拦河坝使河水入渠，渠水入塘，农田需水时，随时输水灌溉。

做到常流水、地表水全面利用，常年蓄水，不让水源白白流走浪费，扩大了水源。

在灌溉季节，长渠供水给塘，多者三四次，少者一两次，循环蓄水，实现了以丰补歉、以大补小、互通有无、平衡水量，最大发挥了工程潜力。

1949 年之后，又修建了三道河大型水库 1 座为长渠主水源，中小型结瓜水库 15 座，整修堰塘 2671 口，灌区水源更加得到保证。

正是沿渠水库、堰塘的有效利用，灌溉保证率达 85%以上，灌区成为中国南方长藤结瓜灌溉工程的典型。

在 11 世纪末，长渠就有了行之有效的用水管理技术和制度保障，唐宋八大家之一的曾巩曾在《襄州宜城县长渠记》中记述“时其蓄泄而止侵争，民皆以为宜也”。

北宋时实施“分时轮灌”技术，供水时通过水门抬高水位可直接灌溉，这一创新之举一直沿用至今并得到了革新开展。

探究水库运行管理及调度的有效方法

探究水库运行管理及调度的有效方法

探究水库运行管理及调度的有效方法发布时间：2022-11-03T08:03:48.389Z 来源：《建筑创作》2022年13期作者：李光恩[导读] 我国水资源丰富，水库数量众多。

水库不仅具有防洪排涝的作用，对于保护环境、提升地方经济水平也有着比较大的帮助李光恩绥阳县水务局563300摘要：我国水资源丰富，水库数量众多。

水库不仅具有防洪排涝的作用，对于保护环境、提升地方经济水平也有着比较大的帮助。

而要想充分发挥水库的功能与作用，就必须做好运行管理与调度工作。

在本文中，就将针对水库运行管理及调度的有效方法进行探讨。

关键词：水库；运行管理；调度；有效方法众所周知，水库是我国基础建设中重要的一部分。

水库的建设不仅关系到各个地方经济的发展，同时也与国民的人身财产安全有着十分密切的关系。

当前，水库的作用主要包括了发电、水力资源、防洪、灌溉等多个功能。

对于相关政府以及地方部门来说，除了要加强水库的施工建设质量以外，更重要的是要做好水库的运行管理以及调度工作，这样才能为国民的生活生产提供更多的便利。

然而，从当前水库运行管理以及调度的实际情况来看，水资源并没有得到充分的利用，水库的各项功能也没有完全发挥出来。

因此，在未来的工作中，应当要进一步提升水库的运行管理以及调度工作，这样才能真正发挥水库的作用，为国民经济的增长提供帮助。

而要做到这一点，首先需要了解的就是水库的运行管理究竟包含哪些内容。

1 水库运行管理的主要工作内容1.1 大坝大坝，对于水库的运行管理以及调度工作来说，是最重要的一部分。

大坝的管理与调度，会直接关系到整个水库的运行，如果出现问题，就有可能造成极大的安全事故。

为了保障水库运行的安全性与稳定性，相关部门应当要派遣专业人员抵达大坝的运行现场，仔细探查其运行情况，并且根据发现的问题来开展相关的维护和保养工作。

需要注意的是，在探查过程中一旦发现任何问题，那么一定要做好记录，并且在第一时间通知上级主管部门，以便相关部门制定相应的维修方案[1]。