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上庙水库工程多水库联合调度方案研究

2023-11-09 210 上传者：管理员

摘要：随着现代化技术的发展，配合智慧化监控、监测手段，制定科学合理的供水联合调度方案，实现联合调度用水，可以优化水资源配置，提高水资源的利用率，使水利工程发挥更大的效益。为保障上庙水灌区灌溉保障率，合理利用水资源，本文以翁源县新建的上庙水库工程为对象，分析三座水库联合调度对翁城镇灌溉和水资源利用的提升。根据拟定的上庙水库建设任务，在测算上庙水灌区需水量的基础上，根据水量平衡原理，结合已经建设的泉坑水库、翁城水库，提出联合调度方案，对提高水资源利用率，提高灌溉保障率和缓解大宝山污染对翁城镇的影响具有重要意义。

关键词：
上庙水库
保障率
智慧化
灌溉
联合调度
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1、工程概况

1.1 上庙水库概况

上庙水库位于广东省翁源县翁城镇，主要任务为灌溉和供水。水库直接灌溉面积0.67万亩，同时向左岸的翁城水库和右岸的泉坑水库补水，三水库共同灌溉面积2.85万亩，供水人口1.57万人。水库于2019年10月开工，2022年12月下闸蓄水，坝址以上集雨面积19.1 km2,最大坝高58.3 m, 坝长265 m, 水库总库容为908.66万 m3,其中兴利库容730.96万 m3。

1.2 泉坑水库概况

泉坑水库位于上庙水右岸的支流泉坑河上，距上庙水库坝址4.5 km, 为多年调节的中型水库，主要任务以灌溉为主，兼顾发电。1959年11月动工兴建，1965年12月建成投产。坝址以上集雨面积12.18 km2,水库总库容为1 629万 m3,其中兴利库容1 228.5万 m3。

1.3 翁城水库概况

翁城水库位于上庙水左岸的支流上，距上庙水库坝址4 km, 为多年调节的小(1)型水库，主要任务为灌溉，建成于1957年，坝址以上集雨面积1.46 km2,水库总库容为240万 m3,其中兴利库容189.45万 m3。

2、水库联合调度的必要性

翁城镇上庙水灌区现有灌溉面积为1.95万亩，主要灌溉水源以泉坑水库、翁城水库及横石水径流为主，上庙水径流灌溉为辅，泉坑水库及翁城水库由于集雨面积小，来水除自身集雨面积内径流外，还依靠上庙水径流补充，灌区现状农田灌溉保证率低。因横石水上游大宝山采矿的原因造成水源被严重污染，翁城镇急需替代水源保证上庙水灌区农田灌溉用水及农村饮水安全。为替代大宝山污染的横石水水源，提高上庙水灌区灌溉及翁城镇供水保证率，新建翁源县上庙水库工程。

翁城水库集雨面积较小，考虑从上庙水引水入库补充来水，取水口位于上庙水库坝址下游1 km。泉坑水库库容较大，下游灌溉面积大，但是集雨面积较小，来水量不足，P=90%年径流量仅为748.0万 m3,考虑在上庙水修建引水陂及引洪渠引洪水入库，引水陂位于上庙水库坝址下游约2.0 km处，引洪渠设计引洪流量21.5 m3/s。上庙水库建成后，为保障泉坑水库和翁城水库的正常运行，仍需要从上庙水库调水补充，通过3水库联合调水，可提高灌溉保证率，同时增加灌溉面积0.9万亩。

表1 三座水库独立运行多年平均水量平衡表

3、联合调度水量平衡分析

上庙水附近无流量测站，选取翁城雨量站1959～2017年共58年的降雨量资料进行径流分析计算，上庙水库控制集雨面积19.10 km2,多年平均径流量为2 213.79万 m3;泉坑水库控制集雨面积12.18 km2,多年平均径流量为1 411.59万 m3;翁城水库控制集雨面积1.46 km2,多年平均径流量为169.21万 m3;区间控制集雨面积4.47 km2,多年平均径流量为518.06万 m3。三水库独立调度运行，可灌溉农田面积1.95万亩，供水人口1.57万人。多年平均毛灌溉需水量为1 674.62万 m3,三座水库年弃水量为2 083.74万 m3,见表1。

水库联合调度在水库供水计算分析中比较常见的，为提高水资源的利用率，充分发挥水库的功能，最有效的方法是对于多水库的联合调度，找出最优的调度方案，常见的水库群调度有并联、串联或混合水库群联合调度，本文分析的三座水库均为多年调节水库，库容系数分别为上庙水库0.33,泉坑水库0.91,翁城水库1.12,属于混合水库群联合调度。

常见的水库调度方案有先上游后下游、先下游后上游、等比例蓄水等，联合调节选择调节性能较好且位于上游的上庙水库作为补偿调节水库，采用先上游后下游的联合调度方案，上庙水库根据下游需水区及其他2座水库的综合用水需求放水。根据水库调度原则，泉坑水库主要以引区间径流为主，丰水年和平水年上庙水库补水以翁城水库引水为主，枯水年泉坑水库引水占上庙水库补水的1/3,翁城水库引水占2/3。区间可引水量取总来水量的80%,根据引水渠引水流量，确定泉坑水库区间引水量占70%,翁城水库区间引水量占10%。上庙水库、泉坑水库、翁城水库联合调度，可共同承担下游2.85万亩农田的灌溉任务，见表2。

表2 三座水库联合调水多年平均水量平衡表

根据以上计算成果，三座水库独立运行，总可灌溉面积1.95万亩，灌溉需水量为 1 674.62万 m3,多年平均总弃水量为2 083.74万 m3。联合调度运行后，总可灌溉面积2.85万亩，灌溉需水量为2 318.18万 m3,多年平均总弃水量为1 365.78万 m3,水资源利用率提高16.6%。

上庙水库多年平均来水量为2 213.79万 m3,向泉坑水库和翁城水库补水781.91 万 m3。占多年平均来水量35.3%。泉坑水库多年平均区间引洪量为362.64万 m3,上庙水库补水74.75万 m3,补水总量437.39万 m3,翁城水库多年平均区间引洪量为51.81万 m3,需上庙水库补水量707.16万 m3,补水总量758.97万 m3。

通过以上庙水库补偿调节为主的联合调度，上庙水灌区增加灌溉面积0.9万亩，上庙水库可利用水量增加781.91万 m3,提高了水资源的利用率和农田灌溉保证率。

4、联合调度运行方案

(1)上庙水库、泉坑水库、翁城水库均不承担防洪任务，三座水库溢洪道均为无闸门控制自由泄流，洪水期调度运行规则为：上庙水库坝址以上来水以上庙水库蓄水为主，泉坑水库、翁城水库为辅，优先考虑上庙水库蓄水，多余水量排入下游泉坑水库和翁城水库。泉坑水库引水渠设计流量远大于翁城水库引水渠设计流量，且泉坑水库有足够的兴利库容，因此洪水期上庙水库多余水量及区间水量以引入泉坑水库为主占70%,翁城水库占10%。

(2)非洪水期调度规则为：上庙水库优先考虑供水，在满足供水和自身灌溉需水的情况下，向泉坑水库和翁城水库补水，由于泉坑水库兴利库容较大，调节能力强，洪水期可通过引洪渠引水保障水库水量充足，翁城水库调节库容小，非洪水期放水流量以引入翁城水库为主占90%,泉坑水库占10%。

(3)上庙水库主要满足生态、灌溉用水及供水用水要求，当翁城水库和泉坑水库需水不足时，启用上庙水库补水。上庙水库调度优先顺序为生态用水—供水—灌溉用水—下放补水，由于水库联合调节为单向调节，只能上庙水库补充泉坑水库和翁城水库，来水量充足时则三座水库同时蓄水；当来水量不足时，优先满足上庙水库蓄水，以便泉坑水库和翁城水库需水不足时能灵活补充调度。

5、结语

(1)为提高灌溉保障率和替换大宝山污染的横石水水源，在上庙水上新建上庙水库工程，并与泉坑水库和翁城水库联合灌溉供水，通过三座水库联合调度，对节约翁源县水资源、提高用水效率具有重要意义。

(2)三座水库的调度运行由上庙水库管理所负责，并制定年初调度用水计划和联合调度方案，运行中的联合调度方案要根据运行条件调整优化，当水库调度任务、运行条件、调度计划等改变时，应及时调整联合调度方案。

参考文献:

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文章来源:张杏伟.上庙水库工程多水库联合调度方案研究[j].地下水,2023,45(06):128-129.