基于优水优用的水库可供水量研究

第01期（总第464期）吉林水利2021年1月［文章编号］1009-2846（2021）01-0048-03
基于优水优用的水库可供水量研究
梁昭云
（广东省水利电力勘测设计研究院，广东广州510635）
［摘要］以长江水库为研究对象，采用长系列法供需平衡分析计算进行了基于优水优用的水库可供水量分析。

结果表明，考虑优水优用后，水库的可供水量在不影响现状功能的基础上可适当增加，不仅能实现水资源优化配置，也能适当缓解汛期下游防洪压力。

［关键词］水库；优水优用；供水量
［中图分类号］TV697.11［文献标识码］B
1长江水厂基本情况
中山公用水务有限公司长江水厂位于中山市东区长江村,分一期、二期建设，每期设计供水能力均为10万m3/d,—期于2004年建成投产，二期于2012年建成投产，现状供水能力可达20万m3/ do2017年已办理取水许可证，批准取水量为2300万m3/a。

长江水厂取水水源为长江水库,长江水库集水面积36.4km2，总库容5040万m3,死水位为14.75m,相应死库容为331万m3。

正常蓄水位26m,相应兴利库容3132万m3。

4月至8月的防洪限制水位为25.5m,相应库容为3254万m3,9月至10月的防洪限制水位为26m,相应库容为3 463万m3。

长江水库有两大供水取水口,一个位于高程17m处;另一个位于14.75m处（即死水位），连接长江水厂等取水用户。

水库无灌溉用水与发电用水，现共有7家公司从长江水库取水,其中长江水厂是长江水库的最主要用水户。

随着经济社会的发展，水资源供需矛盾日益突出，根据需水预测分析,2020年长江水厂供水范围需水量将达到3650万m3/a,超过许可取水量。

而根据水库现状调度规则,供水保证率仅能达到80%,远达不到长江水厂97%的保证率要求。

因此,需要考虑长江水库汛期弃水利用，优化水库与水厂的调度方式,进一步研究长江水库增加可供水量的可能性［1-2］。

2研究方法
长江水库为多年调节水库，本研究基于1964-2015年逐月降雨与来水量资料，并采用长系列法［3］，在扣除水库库损、生态流量后,进行水库调节计算,供水保证率为97%。

由于长江水库1964-1966为连续丰水年，根据长江水库调度规程,汛期时防洪调度时段主要分为:前汛期4月至6月，后汛期7月至10月；其中,6月至8月为龙舟水及台风高发期,为主汛期；非汛期时防洪调度时段主要为11月至次年3月。

因此，长系列法起调时刻选在连续丰水年最后一年的10月末,起调库容为汛限水位（26m）,从1966年11月一2015年10月进行长系列法水库调节计算。

正常来水或丰水年份，在确保大坝安全的前提下，水库调度任务的主次关系是防洪、供水、灌溉、发电、生态（目前水库没有灌溉和发电功能）。

枯水年份,按照区分主次、保证重点、兼顾其他、减少损失、公益优先的原则进行调度,水库调度重点保证水库周边和城区备用饮用水，兼顾生态等主次关系,降低因供水减少而造成的损失［4］。

长江水厂承担抗咸应急供水任务，实际运行中年内分配不稳定，既受咸潮影响，又受到水库蓄水量影响。

为预留咸潮期间供水量,每年的3月-
［收稿日期］2020-12-10
［作者简介］梁昭云（1990-）,女，汉，甘肃景泰人，硕士研究生，工程师，现主要从事水资源节约与保护工作。

11月的长江水库水位尽量保证不低于21.14m（1 686万m3）,若低于该水位,长江水厂停止取水,当长江水库水位位于21.14—21.44m（1686—1774万m3）之间,长江水厂按3万m3/d取水,若水库水位高于21.44m,长江水厂按生产需求正常取水;12月初-次年2月底（咸潮期）,长江水库可按其最大取水能力取水。

根据长江水厂实际运行咸潮期的供水需求，并参照现状取水许可量（2300万m3/ a）,拟定本次调节计算年内分配的初始条件，见表1o本次调节计算在初始条件一次平衡保证率分析基础上，考虑弃水利用,进行二次平衡。

鉴于长江水库为优质水源，本次论证过程中遵循优水优用原则,在满足97%水库供水保证率的前提下,对长系列调节过程中发生弃水的月份进行优化调度，长江水厂根据取水能力尽可能扩大取水,以达到优水优用的目的,进而论证长江水厂在优水优用原则下的年最大取水量。

表1调节计算年内分配的初始条件（万m3）月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月小计取水量2502502502202102109090902102102202300
3结果与分析
（1）一次平衡计算（不考虑弃水利用）
在扣除水库库损与生态流量后，长江水库在97%供水保证率下,进行一次平衡分析计算,结果表明,长江水库最大可供水量为2770.3万m3/a （日均7.59万m3）o对于长江水厂，在水库其他用水户取水量不变的情况下，取水量不超过2240万m3/a（6.14万m3/d）才能满足供水保证率97%的要求。

该保证率下水库逐月弃缺水量、水库月末库容计算成果见图1、2。

结果显示,弃水主要发生在7—9月份;缺水主要发生在3—4月份。

（2）二次平衡计算（弃水利用）
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1
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中
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)
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(中氏) *養*
-200.0
-400.0--------------------------------------------------------------------------------------------------------------1965年9月1973年12月1982年2月1990年5月1998年7月2006年10月2014年12月
时间
图1长江水库多年调节弃缺水量变化过程图
根据97%保证率下长系列法调节计算结果, 1966年11月到2015年10月（共49年）之间，长江水库弃水总量约为35812万m3,平均年弃水量达到689万m3o鉴于长江水库的优质水源,为达到 对长江水库优水优用的目的，优化水库与水厂的调度方式，长江水厂可根据其取水能力尽可能地利用长江水库的弃水:来水量较大的汛期月份，在保证汛限水位与生态水量的同时，在不超过水厂供水能力情况下,尽量增大长江水厂取水量,将第
500.0
0.0--------------n----------1---------u---------»---------b----------*—
1965年9月1973年12月1982年2月1990年5月1998年7月2006年10月2014年12月
时间
图2长江库容月变化过程图
一次试算的弃水量尽可能地用于长江水厂供水;来水量较小、水库水位低的枯水期月份,减小或者停止长江水厂取水,尽可能地保证水库水位不低于21.14m（非咸潮期）或者死水位（咸潮期），尽量保障抗咸水量。

弃水利用计算过程中（1966年11月一2015年10月）长江水库所有用户月取水量、生态需水量、长江水厂月取水量以及其他用户月取水量过程见图3。

结果表明在1966年11月一2015年10月（49
所有用户取水量
长江水厂取水量
其它用户取水量
年）中：长江水库总供水量最大达到4 035.3万
m 3/a ，对应长江水厂的最大取水量为3 505万m 3/
a （1993年），年内分配见表2,典型枯水年（2011
年,P=97%）水库调节计算过程见表3o 可见，基于 优水优用原则, 若是优化长江水库与长江水厂的
调度方式,充分利用水库弃水,根据长江水库的 供水能力,长江水厂从长江水库的取水量最大可
以达到3 505万m 3/a （9.60万m 3/d ）,相比一次平
衡最大允许取水量2 240万m 3/a,可增加1 265 万 m 3/a 。

图3长江水库各用户逐月取水量过程图
注:⑧=②-③-④-⑤-⑥-⑦;若①+⑧〉汛限库容,则⑩=汛限库容，⑨=淤+⑧-汛限库容；若①+余＜汛限库容,则⑩=淤+⑧,⑨=0。

表2
长系列法弃水优用后的长江水厂年内各月取水量
（万 m 3）
月份1月
2月
3月
4月5月6月 7月8月9月10月
11月
12月
小计
取水量
243 243243214
205410 410
295395335 298214
3 505
表3
典型枯水年（P =97%）水库调节计算过程表（2011年，考虑生态）
①
②
③
④⑤⑥⑦⑧⑨⑩
月份月初库容
（万 m 3）
来水量
（万 m 3）
库损量
（万 m 3）
其他用水户 取水量
（万 m 3）下放生态 水量
（万 m 3）
本项目正常
需水量
（万 m 3）
二次平衡
来水-用水
（万 m 3）
弃水量
（万 m 3）
月末库容
（万 m 3）12 847.598.036.145.036.1243.50.0-262.60.02 584.922 584.968.032.640.732.6
243.50.0-281.30.02 303.6
3
2 303.6
52.036.1
45.0
36.1243.50.0-308.60.01 995.041 995.067.0
34.943.634.9
214.3
0.0-260.6
0.01 734.35
1 734.3162.036.1
45.0
36.190.00.0-45.20.01 689.261 689.2765.034.943.634.9
90.00.0561.6
0.02 250.872 250.8364.0
36.145.036.187.70.0159.20.02 410.082 410.0194.036.1
45.0
36.187.70.0-10.8
0.02 399.292 399.2127.034.943.634.9
87.7
0.0-74.00.02 325.110
2 325.1190.036.1
45.0
36.1204.50.0-131.70.02 193.5
112 193.5180.034.943.634.9
204.50.0-137.9
0.02 055.6
12
2 055.6
53.0
36.145.0
36.1214.3
0.0-278.40.01 777.1
总计/2 320.0424.6
530.3424.6
2 011.00.0
-1 070.40.0
/
4结论与建议
长江水厂既是中山市中心城区主力供水水
厂，又是抗咸备用水厂，水库水属于水质优良的优
质水源，适当增加汛期长江水厂取水量能够更好
地利用汛期雨洪（弃水）,实现优水优用,满足区域
供水增长需求，同时也能适当缓解汛期下游防洪
压力。

建议同类工程在可供水量分析计算时，充分
考虑优水优用。

□
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（英文摘要下转第58页）
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Study on the Evaluation model of Regional River Chief System Based
on Entropy Weight Cloud Model
Liu Chao
Abstract:In order to establish a scientific and logical assessment mechanism of river chief system,the evalua­tion index system of river chief system is established based on6criterion layers(including water resource pro­tection,water shoreline protection, ecological restoration,law-enforcing supervision and river chief system)and 18index layers is established.By introducing the cloud model theory,an evaluation model of regional river chief system based on entropy weight cloud model is obtained.When the river chief system of Fenhe River in Jinzhong City is evaluated,the evaluation results are reasonable and basically consistent with the implementa­tion of river chief system of that area.It indicates that the evaluation model is applicable to the assessment of river chief system in this area and the research results have certain guiding significance for the assessment and evaluation of river chief system in other areas.
Keywords:entropy weight cloud model；river chief system；Fenhe River；assessment and evaluation；index sys­tem
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Research on Water Supply of Reservoirs Based on Optimal Water Use
Liang Zhaoyun
Abstract:Taking the Yangtze River Reservoir as the research object,the analysis of the available water supply of the reservoir based on the optimal water use is carried out by using the long-term runoff serials method to calculate the balance of supply and demand.The results show that,taking the optimal water use into considera­tion,the available water supply of the reservoir can be appropriately increased without affecting the current function,which can not only realize the optimal allocation of water resources,but also alleviate the pressure of flood control in the lower reaches during flood season.
Keywords:reservoir；optimal water use；water supply。