水库供水工程水量分析论文

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新化县位于湖南中部，娄底市的西端，居资江的中游。县城现有水厂两座，地表水厂及地下水厂各一座。龙王池水厂始建于1979年，是个天然溶洞，深约26m，日产水量原为5000m3，由于过去过量开采，曾发生大面积塌陷，目前只能控制在3000m3/d，在夏、秋两季，常处于受淹状态，水质受到严重污染，现只能作为急供水使用。月光潭水厂位于资江河段，始建于1983年，日产水量4万m3/d，担负着全县城区生产、生活用水。作为县城的唯一供水水源—资江的水质已受到严重污染，尤其在枯水期汞离子、砷离子和亚硝酸类等多项指标时有超标，很难达到饮用水水源标准，已严重影响到人民群众的正常生产和生活、身体健康，同时预测到2010年城市需水量将达到6.38万m3/d，综上所述，新化县目前的供水工程存在供水水源单一、水量不够、水质不理想等问题。梅花洞水库有着优质、安全的水源，能满足人民群众健康生产和生活的需求，同时缺水时由车田江补水，水量上能满足供水发展的趋势。

1水库基本概况

梅花洞水库系车田江水库的“结瓜”工程，原设计从车田江年引水596.6万m3，梅花洞水库若在特殊年无法满足供水和灌溉要求时，可从车田江水库引水，缺多少引多少。

梅花洞水库位于新化县曹家镇，资江一级支流小洋溪中游，始建于1965年，大坝实际控制集雨面积33.8km2，正常蓄水位309.5m，正常库容1556m3，原设计灌溉面积4.61万亩，现核实为4.29万亩（其中双季稻为2.18万亩，中稻0.39万亩，旱作物为1.72万亩），是一座以灌溉为主，结合养殖、供水、防洪等综合效益的年调节中型水利工程。梅花洞灌区现有小型水利设施可供有效水量1080万m3。

车田江水库位于新化县车田江乡，资水一级支流油溪河上游，大坝实际控制集雨面积85km2，正常库容11220m3，设计灌溉面积10.21万亩，其中“结瓜”工程梅花洞水库灌溉4.29万亩，直灌5.92万亩（其中双季稻为2.34万亩，中稻为2.19万亩，旱作物为1.39万亩），是一座以灌溉为主，结合发电、防洪、养殖等综合效益的具有多年调节功能的大（二）型水利工程。车田江灌区现有小型水利设施可供有效水量2060万m3。

2来水量计算

新化气象站自1957年建站以来的历年降雨量、蒸发等实测资料具有较好的代表性与一致性，车田江、梅花洞水库引用了其1971-2000年共30年的长系列降雨资料，并采用降雨径流系数计算了梅花洞、车田江水库的各年产水量见附表。

3需水量分析

3.1城镇供水需水量分析

城镇总用水量包括生活用水、工业用水、公共建筑用水、消防用水、浇洒道路和绿地用水等几个部分。预测到2010年新化县城人口将达到15.0万人，自来水使用率为90%，城镇需水量为6.6万m3/d，则日缺水2.6万m3,年缺水950万m3，即为梅花洞水库供水水工程的供水量。

3.2农业灌溉用水量计算

车田江、梅花洞灌区根据新化县气象站1971-2000年共30年历年每日降水和蒸发资料，通过对历年水稻生育期每日降水、灌水、排水和耗水水量平衡计算，得出水稻历年设计灌溉定额，从而计算出作物生长期每月的灌溉需水量，年需水量见附表。

3.3发电用水量分析

车田江水库在满足自身灌溉和向梅花洞水库补水的需求后多余的水用来发电。

4水量平衡分析计算

通过对梅花洞水库典型年水量平衡计算分析，可知梅花洞水库产水量满足不了灌溉和供水要求，必须向车田江引水。按照“高水高灌、低水低灌、先基础水、后骨干水”的灌溉制度，先保证农业灌溉用水和城镇供水，再充分利用来水发电，尽可能减少弃水的原则,对两水库从1971-2000年共30年进行多年调节水量平衡分析计算如下：

方案一：尽可能利用其自身产水，充分利用水库的调蓄功能。梅花洞水库高涵对应的库容为380万m3，确定为起始年1971年的起调库容，同时作为月末控制下限库容、年末库容，当库容小于380万m3时，即从车田江水库引水，缺多少调多少，当库容大于正常库容时，则弃水。通过计算可知，为满足灌溉和供水，梅花洞30年中有12十二年必须向车田江引水。

车田江水库的死库容为6429万m3，为最大可能利用来水，实现最大可能地发电，死库容为起始年1971年的起调库容，月末库容控制在死库容以上，正常库容以下，通过计算可知车田江水库尽管发电效益可观，但不能满足梅花洞水库的补水要求，即梅花洞水库供水遭到破坏。

方案二：尽可能考虑产水的不利因素，确保供水的安全和可靠性，梅花洞在枯水期上月末库容都预留下个月的供水额，即死库容加上月供水量为460万m3，作为起始年的起调库容、月末控制下限库容、年末库容，当库容小于460万m3时，即从车田江水库引水，缺多少引多少。车田江水库预留梅花洞水库最大缺水年的缺水量，即死库容加上最大缺水量为7150万m3，作为年末库容，同时为起始年起调库容，月末控制下限库容。通过计算可知，能充分保证供水和灌溉需求，但丰水期弃水大大增多，发电效益受到影响，雨洪资源没有得到充分的利用。

方案三：充分利用雨洪资源，在满足灌溉和供水的前提下，最大可能实现发电效益。梅花洞水库的调度方案同方案一中的。通过梅花洞水库的水量计算，可知第二大缺水年净缺水量478万m3，为了确保梅花洞水库供水达95%的保证率，随时满足向梅花洞水库补水，则车田江水库年末库容需预留库容563万m3，即年末库容为死库容加上预留库容7000万m3，同时作为起始年1971年的起调库容。由于车田江水库兼顾防洪发电，在保证灌溉用水和向梅花洞水库补水的前提下，尽可能用来水发电，减少弃水，同时，因枯水期电价比丰水期高，故每年对车田江水库分三个时段进行调度：枯水期上年末11月~来年3月份，为保证向梅花洞补水，月末库容不小于7000万m3；丰水期4~8月份，为保证灌溉用水和补水，月末库容不小于9000万m3；9~10月份，为腾空库容，尽可能利用来水发电，同时保证补水，月末库容不小于7000万m3。当向梅花洞水库补水时，可容许月末库容小于7000万m3，但必须大于死库容6429万m3。通过水量平衡计算成果表（见附表）可知，在30年中，梅花洞水库为满足灌溉和城镇供水，有12年须从车田江引水，车田江水库在满足本灌区的灌溉用水前提下，完全能满足向梅花洞水库补水需求，且电站的多年平均发电用水为4201.85万m3，多年平均发电子表4139h，大于其设计年利用小时4019h。

5结论与建议

由此可知，通过对水库的优化调度，车田江水库的“结瓜”工程—梅花洞水库向新化县供水是切实可行的。但是仍加强以下方面的工作：由于降雨的时空分布性不均，同时具有不可预测性，要特别加强水库的优化调度，做到科学合理，在确保防洪的安全前提下，充分利用雨洪资源；加强水资源的统一管理和运用；加强库水周边环境的污染防治；推行节约用水。