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摘 要:本文在分析水资源供需平衡的基础上确定水库规模,希望对同行们有所帮助。
关键词:水库;规模;分析;计算
1 项目缘由
寿光市用水主要依靠开采地下水,造成地下水连年超采,年均超采0.5亿m?左右,导致地下水位持续下降,地下漏斗区不断扩大,全市地下漏斗区面积已达1403km2,占全市总面积的64%,导致海水南侵,生态环境恶化,淡水资源匮乏,已成为寿光市经济和社会事业发展的瓶颈。为解决用水矛盾,寿光市决定兴建弥河临港水库。
2水资源供需平衡分析
2.1可供水量分析
寿光市地表水资源可利用量为1.36亿m?(一次性新水量),可利用率72.5%;地下水资源可开采量为1.70亿m?,水资源可利用总量为2.89亿m?,水资源可利用率为73.4%。2004-2010年供水设施多年平均实际总供水量为2.40亿m?,其中当地地表水供水0.48亿m?,占总供水量的19.9%;跨流域调水(黄河水)0.06亿m?,占总供水量的2.7%;当地地下水供水1.76亿m?,占73.2%;其他水源(包括污水回用、集雨工程及海水淡化等)供水0.1亿m?,占4.2%。
根据统计资料,寿光市2004-2010年地表水、地下水供水分别占总供水量的19.9%、73.2%,地下水是本区域主要水源。
2.2需水量预测
需水预测用户分为生活、生产、生态环境三大类(“三生用水”),并按城镇和农村分别统计和汇总。根据《南水北调东线一期工程-山东省寿光市续建配套工程可行性研究报告》有关成果,水平年(50%频率)2010年、2015年、2020年全市总需水量分别为30817万m?、33098万m?、33594万m?;枯水年(75%频率)、特枯水年(95%频率)2010年、2015年、2020年全市总需水量分别为34572万m?、36719万m?、36787万m?。
2.3供需平衡分析
根据需水预测、可供水量分析成果进行水资源供需平衡计算,分析不同水平年寿光市50%、75%、95%频率缺水状况。
1、现状年成果分析
根据水资源供需平衡成果,现状年(2010年)50%频率全市缺水量为4693万m?,缺水率为15.2%;75%频率全市缺水量为10387万m?,缺水率为30.0%;95%频率存在严重缺水状况,全市缺水量为13455万m?,缺水率为38.9%。
2、规划水平年供需平衡成果分析
规划水平年寿光市增加800万m?的弥河临港水库,2020年平水年份(50%频率)可达到供需平衡,一般枯水年份(75%频率)缺水率为7.7%,全市2020年在平水年和一般枯水年份基本达到供需平衡,特枯水由于地表水供水工程可供水量较小,导致总的可供水量急剧减少,因此规划年缺水率较大。2015、2020年特枯水年缺水率分别为21.3%、17.3%,缺水率略有下降。
3弥河临港水库规模的确定
3.1死库容及死水位的确定
寿光市弥河临港水库为城区及附近居民生活用水,水库死水位及死库容的确定应考虑水库水质对水深的要求,并结合库区地形条件、建库挖方、大坝填筑等情况综合分析,确定临港水库库底高程为-1.5m。根据弥河实测资料,估算临港水库引水口处年平均含沙量为1.5kg/m3。根据水库调算,年入库水量3533.15萬m3,按照水库50年使用年限计算,经计算,泥沙淤积量为189.28万m3。考虑使用年限内泥沙淤积、供水区需水情况、水库供水引水条件、库区地形条件及水质对水深的要求等因素,确定水库死水位0.15m,死库容为200万m3。
3.2水库蓄水位的确定
根据工程地质条件、大坝及库底防渗型式、周边环境状况,经方案必选,确定临港水库最大蓄水位4.04m,死水位以上蓄水深度3.89m。
3.3水库蒸发、渗漏损失计算
1、蒸发损失
水库水面蒸发损失等于水库水面蒸发深与当地降水量的差值,时段水面蒸发损失水量为时段平均水面面积与水库水面蒸发损失深的乘积。本次计算采用寿光市1959~1999年实测逐月蒸发资料,并换算为大水体蒸发成果,降水量采用寿光市1956~1999年实测逐月降雨量资料。降雨强度、蒸发强度按照多年平均就算,当蒸发与降雨差值为负值时,计算中取值为0。临港水库月蒸发损失平均为47.5mm。
2、渗漏损失
本工程渗漏损失量按照水库蓄水量的1%计算。
3.4水库充库过程及充库流量计算
根据计算95%保证率的全年引水天数为116天,其中1月份7天,2月份15天,3月份20天,4月份13天,5月份9天,7月份11天,8月份10天,9月份10天,11月份11天,12月份10天。
根据充库次数,每次充库时间及充库水量,入库设计流量的制约,要求充库流量不大于5m3/s。
3.5水库供水
临港水库主要为寿光市城区及附近居民生活供水,供水方式为全年均匀直供,日均供水8.4万m3/d,按此确定用水过程。年可供水量为3381.8万m3,供水时间为365天。
3.6水库兴利调节计算
根据谭坊站来水过程及用水过程,按照完全年调节进行兴利调节计算,从死库容起调,以月为计算单位,从7月份起调。通过不同方案调算,确定调算成果见表3.6-1。
根据水库调算成果,临港水库每年充库水量3533.2万m3,年供水量3381.8万m3,供水能力8.4万m3/d,损失水量146.2万m3,其中蒸发损失水量79.4万m3,渗漏损失水量66.8万m3,水库总库容724.9万m3,死库容200万m3,调节库容524.9万m3。临港水库的主要技术指标见表3.6-2。
4结论
经水库兴利调节计算可知,弥河临港水库总库容724.9万m3,死库容200万m3,调节库容524.9万m3。兴建寿光市弥河临港水库以调蓄利用弥河分流道水,可以有效缓解居民生活用水压力,解决企业用水困难,改善区域环境状况,促进地方经济快速发展。
参考资料:
[1]《寿光市弥河临港水库初步设计报告》,山东黄河勘测设计研究院,2016;
[2]《南水北调东线一期工程-山东省寿光市续建配套工程可行性研究报告》,山东省水利勘测设计院,2008。
关键词:水库;规模;分析;计算
1 项目缘由
寿光市用水主要依靠开采地下水,造成地下水连年超采,年均超采0.5亿m?左右,导致地下水位持续下降,地下漏斗区不断扩大,全市地下漏斗区面积已达1403km2,占全市总面积的64%,导致海水南侵,生态环境恶化,淡水资源匮乏,已成为寿光市经济和社会事业发展的瓶颈。为解决用水矛盾,寿光市决定兴建弥河临港水库。
2水资源供需平衡分析
2.1可供水量分析
寿光市地表水资源可利用量为1.36亿m?(一次性新水量),可利用率72.5%;地下水资源可开采量为1.70亿m?,水资源可利用总量为2.89亿m?,水资源可利用率为73.4%。2004-2010年供水设施多年平均实际总供水量为2.40亿m?,其中当地地表水供水0.48亿m?,占总供水量的19.9%;跨流域调水(黄河水)0.06亿m?,占总供水量的2.7%;当地地下水供水1.76亿m?,占73.2%;其他水源(包括污水回用、集雨工程及海水淡化等)供水0.1亿m?,占4.2%。
根据统计资料,寿光市2004-2010年地表水、地下水供水分别占总供水量的19.9%、73.2%,地下水是本区域主要水源。
2.2需水量预测
需水预测用户分为生活、生产、生态环境三大类(“三生用水”),并按城镇和农村分别统计和汇总。根据《南水北调东线一期工程-山东省寿光市续建配套工程可行性研究报告》有关成果,水平年(50%频率)2010年、2015年、2020年全市总需水量分别为30817万m?、33098万m?、33594万m?;枯水年(75%频率)、特枯水年(95%频率)2010年、2015年、2020年全市总需水量分别为34572万m?、36719万m?、36787万m?。
2.3供需平衡分析
根据需水预测、可供水量分析成果进行水资源供需平衡计算,分析不同水平年寿光市50%、75%、95%频率缺水状况。
1、现状年成果分析
根据水资源供需平衡成果,现状年(2010年)50%频率全市缺水量为4693万m?,缺水率为15.2%;75%频率全市缺水量为10387万m?,缺水率为30.0%;95%频率存在严重缺水状况,全市缺水量为13455万m?,缺水率为38.9%。
2、规划水平年供需平衡成果分析
规划水平年寿光市增加800万m?的弥河临港水库,2020年平水年份(50%频率)可达到供需平衡,一般枯水年份(75%频率)缺水率为7.7%,全市2020年在平水年和一般枯水年份基本达到供需平衡,特枯水由于地表水供水工程可供水量较小,导致总的可供水量急剧减少,因此规划年缺水率较大。2015、2020年特枯水年缺水率分别为21.3%、17.3%,缺水率略有下降。
3弥河临港水库规模的确定
3.1死库容及死水位的确定
寿光市弥河临港水库为城区及附近居民生活用水,水库死水位及死库容的确定应考虑水库水质对水深的要求,并结合库区地形条件、建库挖方、大坝填筑等情况综合分析,确定临港水库库底高程为-1.5m。根据弥河实测资料,估算临港水库引水口处年平均含沙量为1.5kg/m3。根据水库调算,年入库水量3533.15萬m3,按照水库50年使用年限计算,经计算,泥沙淤积量为189.28万m3。考虑使用年限内泥沙淤积、供水区需水情况、水库供水引水条件、库区地形条件及水质对水深的要求等因素,确定水库死水位0.15m,死库容为200万m3。
3.2水库蓄水位的确定
根据工程地质条件、大坝及库底防渗型式、周边环境状况,经方案必选,确定临港水库最大蓄水位4.04m,死水位以上蓄水深度3.89m。
3.3水库蒸发、渗漏损失计算
1、蒸发损失
水库水面蒸发损失等于水库水面蒸发深与当地降水量的差值,时段水面蒸发损失水量为时段平均水面面积与水库水面蒸发损失深的乘积。本次计算采用寿光市1959~1999年实测逐月蒸发资料,并换算为大水体蒸发成果,降水量采用寿光市1956~1999年实测逐月降雨量资料。降雨强度、蒸发强度按照多年平均就算,当蒸发与降雨差值为负值时,计算中取值为0。临港水库月蒸发损失平均为47.5mm。
2、渗漏损失
本工程渗漏损失量按照水库蓄水量的1%计算。
3.4水库充库过程及充库流量计算
根据计算95%保证率的全年引水天数为116天,其中1月份7天,2月份15天,3月份20天,4月份13天,5月份9天,7月份11天,8月份10天,9月份10天,11月份11天,12月份10天。
根据充库次数,每次充库时间及充库水量,入库设计流量的制约,要求充库流量不大于5m3/s。
3.5水库供水
临港水库主要为寿光市城区及附近居民生活供水,供水方式为全年均匀直供,日均供水8.4万m3/d,按此确定用水过程。年可供水量为3381.8万m3,供水时间为365天。
3.6水库兴利调节计算
根据谭坊站来水过程及用水过程,按照完全年调节进行兴利调节计算,从死库容起调,以月为计算单位,从7月份起调。通过不同方案调算,确定调算成果见表3.6-1。
根据水库调算成果,临港水库每年充库水量3533.2万m3,年供水量3381.8万m3,供水能力8.4万m3/d,损失水量146.2万m3,其中蒸发损失水量79.4万m3,渗漏损失水量66.8万m3,水库总库容724.9万m3,死库容200万m3,调节库容524.9万m3。临港水库的主要技术指标见表3.6-2。
4结论
经水库兴利调节计算可知,弥河临港水库总库容724.9万m3,死库容200万m3,调节库容524.9万m3。兴建寿光市弥河临港水库以调蓄利用弥河分流道水,可以有效缓解居民生活用水压力,解决企业用水困难,改善区域环境状况,促进地方经济快速发展。
参考资料:
[1]《寿光市弥河临港水库初步设计报告》,山东黄河勘测设计研究院,2016;
[2]《南水北调东线一期工程-山东省寿光市续建配套工程可行性研究报告》,山东省水利勘测设计院,2008。