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      六股河青山水庫工程規(guī)模的合理性分析

      2017-08-17 10:58:50鄒俏俏
      東北水利水電 2017年8期
      關(guān)鍵詞:葫蘆島市需水青山

      鄒俏俏

      (遼寧省水利水電勘測設(shè)計研究院,遼寧沈陽110006)

      六股河青山水庫工程規(guī)模的合理性分析

      鄒俏俏

      (遼寧省水利水電勘測設(shè)計研究院,遼寧沈陽110006)

      水庫工程規(guī)模的確定除與用戶需水量和工程布置有關(guān)外,還與工程所在地徑流條件和經(jīng)濟指標(biāo)有關(guān)。文中通過對青山水庫工程的流域氣候特點、徑流特性、需水要求進(jìn)行分析,并根據(jù)當(dāng)?shù)氐匦螚l件擬定不同正常蓄水位進(jìn)行經(jīng)濟比較,最終確定合理的工程規(guī)模。

      六股河;青山水庫;工程規(guī)模;合理分析

      青山水庫位于六股河干流中游葫蘆島市綏中縣西臺村,壩址以上控制面積1 650 km2。工程的主要任務(wù)是以城市供水、防洪為主,兼顧改善流域下游農(nóng)業(yè)供水條件以及生態(tài)環(huán)境等綜合利用。青山水庫總庫容約為6.63億m3,為大(2)型水庫。水庫正常蓄水位85.7 m,死水位68 m,興利庫容3.06億m3;攔河壩為粘土心墻砂礫石壩,水庫設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為500年一遇,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為5 000年一遇。工程建成后可保證葫蘆島市近期的供水需求,供水規(guī)模17.1萬t/d。

      1 流域概況

      六股河發(fā)源于建昌縣谷杖子鄉(xiāng)雙廟村之北簍子山,源頭海拔高程1 092 m,河流全長為158 km,向東南流經(jīng)興城市與綏中縣之間,至綏中縣小莊子鄉(xiāng)大漁廠村附近注入渤海。六股河流域面積為3 045 km2,全流域南北長,東西窄,形似牽牛花。流域東與小凌河、煙臺河為鄰,西北由大凌河環(huán)繞,西南與狗河為界。六股河主要支流有黑水河、王寶河、云山洞河、八家子河等。

      六股河流域?qū)僦芯暥葴貛Ъ撅L(fēng)性氣候,冬季嚴(yán)寒干燥,以西北季風(fēng)為主;夏季炎熱多雨,以東南季風(fēng)為主;四季冷暖、干濕分明。從多年平均年降水量等值線圖上看,其分布趨勢自西南700 mm向北550 mm遞減,降水量年內(nèi)分配極不均勻,多集中于夏季,6—9月的降水量約占全年降水量的70%,且又多集中于幾場較大暴雨。六股河流域多年平均蒸發(fā)量在1 480~1 870 mm(20 cm口徑蒸發(fā)皿)。多年平均月最大蒸發(fā)量發(fā)生在五月,為340 mm;最小發(fā)生在1月,為35 mm。流域多年平均氣溫在8~9℃;多年平均相對濕度為53~62℃;多年平均風(fēng)速為3 m/s;最大凍土深度1.30 m。

      2 徑流特性

      六股河流域有綏中、前白水、藥王廟、山咀四處水文測站。其中綏中水文站觀測年限最長,1934年11月設(shè)站開始觀測水位,1954年6月改為水文站,一直到現(xiàn)在;前白水水文站1964年6月設(shè)站,其中1971年6月至1994年改為水位站,1995年至今又恢復(fù)為水文站。

      六股河流域年徑流年際間變化較大。根據(jù)1954—2007年54年資料的統(tǒng)計,綏中站最大年徑流量為1 668.03×106m3(1969年),最小年徑流量為94.61×106m3(1992年),最大是最小徑流的17.63倍,變差系數(shù)Cv值為0.72。前白水站最大年徑流量為592.87×106m3(1969年),最小年徑流量為37.84×106m3(1992年),最大是最小徑流的15.67倍,變差系數(shù)Cv值為0.69。

      六股河流域徑流量年內(nèi)分配極不均勻,7—9月徑流量占全年的75%左右。

      選擇綏中站進(jìn)行年徑流系列代表性分析,可以看出,年徑流豐、枯變化明顯,包含了1962—1977年的豐水期和1978—2007年的枯水期。這種豐枯變化大、枯水期長的徑流特性要求青山水庫必須是多年調(diào)節(jié)水庫,以滿足枯水年的需水要求。

      3 需水要求

      青山水庫工程除滿足生態(tài)環(huán)境需水及補償下游農(nóng)業(yè)用水外,主要供水對象為葫蘆島市城市需水。葫蘆島市地處遼寧省西南端,東鄰錦州市,西接山海關(guān),北靠朝陽市,素有“關(guān)外第一市”的美稱。葫蘆島市是1989年晉升為省轄市,晉升為地級市以后,城區(qū)規(guī)模不斷擴大,隨著城市人口的增加和社會經(jīng)濟發(fā)展,供水緊張矛盾日益突出?,F(xiàn)狀葫蘆島市城區(qū)總供水量為9 339萬m3,地下水供水水源所占比重較大,年利用地下水量4 374萬m3,地下水超采水量共1 612萬m3。地下水超采嚴(yán)重,局部地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)海水入侵現(xiàn)象,青山水庫工程可以滿足葫蘆島市近期的需水要求。

      青山水庫供水首先是滿足壩下生態(tài)環(huán)境用水,然后是六股河下游農(nóng)業(yè)的補償水量,最后是葫蘆島市城市生活與工業(yè)用水。生態(tài)環(huán)境用水供水保證率為100%,六股河下游農(nóng)業(yè)供水保證率為不低于75%,葫蘆島市城市生活與工業(yè)供水保證率為不低于95%。

      4 工程規(guī)模確定

      青山水庫位于六股河干流上,是六股河流域的控制性骨干工程,水庫擔(dān)負(fù)著葫蘆島市城市工業(yè)與生活供水、六股河流域的防洪任務(wù)、提高流域下游地區(qū)用水保證率及改善河道生態(tài)環(huán)境水量。水庫規(guī)模的選擇,應(yīng)從各方面進(jìn)行綜合分析比較,并滿足以下原則:一是為充分利用水資源,應(yīng)盡可能增加興利庫容,提高其調(diào)節(jié)程度,并盡量滿足供水要求;二是滿足下游河道的各級防洪要求;三是充分考慮水庫淹沒、浸沒問題,盡可能減少工程淹沒;四是考慮地形、地質(zhì)條件,便于工程施工;五是水庫工程應(yīng)在技術(shù)上安全可靠,經(jīng)濟上合理可行。

      這次擬定了三個方案進(jìn)行規(guī)模比較分析,分別是正常蓄水位83.0 m、85.7 m和87.0 m。三方案均能滿足流域內(nèi)下游防洪、各業(yè)需水及生態(tài)流量的要求,只是向葫蘆島市供水量不同。這次經(jīng)濟比較,采用差額投資內(nèi)部收益率法,方案比較成果見表1。

      通過對青山水庫不同正常蓄水位方案的比較,方案一工程總投資194 643萬元;方案二工程總投資213 144萬元;方案三工程總投資231 047萬元。方案二比方案一投資多18 502萬元,方案三比方案二投資多17 903萬元。三個方案的單方供水投資分別為39.79元/m3、34.49元/m3、34.84元/m3,增加單方水量投資分別為14.37元/m3、39.54元/m3,單方供水投資方案二最少;從增加水量的單方水投資看,從方案一增加到方案二時投資最少。方案一和方案二比較,差額投資內(nèi)部收益率為8.48%,大于5.94%,方案二優(yōu)于方案一;方案二和方案三比較,差額投資內(nèi)部收益率為3.76%,小于5.94%,方案二優(yōu)于方案三。綜合上述分析,最終選定方案二為推薦方案,即水庫正常蓄水位85.7 m方案。

      表1 不同方案經(jīng)濟比較表

      5 結(jié)語

      青山水庫工程規(guī)模是由水庫所在流域的氣候、徑流條件、用戶需水要求及地形條件決定的,除考慮水庫的淹沒等問題外,在經(jīng)濟合理可行的情況下,還要考慮充分利用水資源,盡可能加大興利庫容,提高水庫調(diào)節(jié)程度,并盡可能滿足葫蘆島市供水要求。

      通過對青山水庫不同規(guī)模的比較可見,各方案均可滿足青山水庫以下的全區(qū)防洪要求、工農(nóng)業(yè)供水要求及環(huán)境用水要求,僅是供給葫蘆島市城市生活與工業(yè)水量不同。經(jīng)單方供水投資、增加單方水量投資及差額內(nèi)部收益率等綜合分析比較,正常蓄水位85.7 m方案優(yōu)于其他方案,這次推薦的工程規(guī)模是合理的。

      [1]遼寧省葫蘆島市青山水庫工程可行性研究報告[R].遼寧省水利水電勘測設(shè)計研究院,2009,7.

      [2]黃為.猴山水庫工程規(guī)模的合理性分析[J].東北水利水電,2013(06):59-60.

      TV22

      B

      1002—0624(2017)08—0014—02

      2017-02-24

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