老虎潭水库供水能力及动态调度浅析

老虎潭水库供水能力及动态调度浅析

【摘要】文章以老虎潭水库年来水量和供水量等资料为依据，对水库的供水能力进行复核，并根据供水现状，优化调度方案，分析可挖掘的供水潜力，预测水库的远期供水效益。

【关键词】供水能力；动态调度；浅析

老虎潭水库原设计承担湖州中心城区供水任务，但随着城市发展和城乡供水一体化进程的推进，供水规模和范围不断扩大，能否扩大老虎潭水库供水能力，尽可能提高水库兴利功能，成为水库面临的新问题。

1 水库概况

老虎潭水库坝址以上集雨面积110km2，水库正常蓄水位为49m，相应库容为7207万m3（水面面积5.267km2）；台汛期限制水位47m，防洪库容3503万m3；水库灌溉死水位为38.0m，相应库容为2629万m3；供水死水位28m，相应死库容为394万m3；水库总库容9966万m3。水库设计年供水能力6342万m3，供水保证率95%。

水库原初步设计采用的水文系列年份从1962～2002年共41年，分析的多年平均流量2.733m3/s，多年平均径流量8622万m3。本次按照最新水文资料系列延长至2012年，共51年，分析的多年平均流量2.708m3/s，多年平均径流量8557万m3，与初步设计成果相当。水库1962～2012年长系列年径流量过程线见下图：

2 增加供水能力分析

2.1 汛限水位动态控制方案

2.1.1 方案拟订

预泄调度可以通过短期的气象预报的不同量级暴雨的降水情况和流域洪水预报，有针对性地对水库实行预泄水量。老虎潭水库规模主要受台风洪水控制，通过预泄手段，可以在台汛期抬高蓄水位，在台风洪水来临前将库水位预降至汛限水位或以下的某一水位，以满足水库防洪要求。待洪峰过后，将库水位拦蓄至一定的水位，已便获得更大供水能力。

初步拟老虎潭水库非汛期及梅汛前期（4月15日～5月31日）抬高蓄水位至50m，主梅汛期（6月1日～7月15日）为49m，台汛期（7月16日～10月15日）抬高蓄水位至49m的汛限水位动态控制方案，台汛期起调水位仍为47m。

2.1.2 控制条件

（1）水库最高水位控制

水库最高水位控制以小于等于原设计的洪水位为原则，原设计5年、20年、100年和2000年一遇洪水分别为51.52m、53.39m、53.56m和53.78m。

（2）预泄时间

有效预泄时间指开闸预泄到洪水入库后接近预泄流量的时间，根据对以往气象预报的经验，目前本地区台风暴雨预见期基本可以达到24小时，因此，本次预泄调度计算以24小时为预见期。

（3）预泄流量

预见期内允许最大预泄流量按下游安全泄量130m3/s控制。

（4）预泄后的控制水位

预泄后的控制水位不超过水库设计台汛期汛限水位47m。

2.1.3 方案研究

当抬高蓄水位和预降水位确定，预泄水量也就基本确定了，抬高蓄水位越高，需预泄水量越大，预泄时间也越长。同时，预泄时间与预泄流量成反比关系，最佳的预泄时间是预泄结束时入库流量与预泄流量基本接近。较长的洪水预见期，在入库流量较小的时候抓紧时间预泄对于保护水库安全和减轻下游防洪压力是非常有利的。

水库已经建成，各种设计水位不宜变动，要考虑扩大水库供水能力受到了一定的限制。若采取有效的预泄手段，则可以适当抬高蓄水位利用更多的雨洪资源，进一步扩大水库供水能力。

由水库预泄时间与预泄流量分析可知，台汛期水位从蓄水位49m预泄至47m，流量130m3/s，需预泄时间21.6h，满足预见期24小时的要求。

2.1.4 方案控制措施及效益

（1）汛限水位动态控制效益分析

台汛期抬高蓄水位至49m可增加蓄水量1011万m3，根据长系列逐日水量平衡计算，可增加95%保证率日供水量1.18万m3/d，增加年可供水量430万m3。

（2）汛限水位动态控制的调度运行

汛限水位动态控制要综合权衡蓄水效益及洪灾风险，超蓄水量越多，效益越好，但因气象预报受许多不确定因素的影响，有时预报误差较大，在一定程度上加大了洪灾风险性。为了保证水库及下游的安全，密切关注气象预报和流域洪水预报，洪水来临前需有足够的时间预降水位至47m，待洪峰过后，利用闸门控制库水位最高维持在49m，并密切关注气象预报，做好随时紧急弃水的准备。

2.1.5 方案分析结论

汛限水位动态控制能有效提高水库供水能力，但其对气象预报和洪水预报精度要求较高，存在较大防洪风险，因此对汛限水位动态控制方案仍需进一步深入研究，并在实施前需报防汛主管部门审批。

2.2 水库河网联合供水方案

随着湖州城市规模不断扩大和城乡供水一体化进程的推进，2012年湖州年用水量已超过9000万m3，远超老虎潭水库供水规模，湖州市人民政府启动了“双源供水”方案，即水库河网联合供水。根据水质监测结果表明，老虎潭水库水除总氮外，水质基本符合《地表水环境质量标准》中的Ⅱ类标准，水质情况优于河网水。因此，可降低老虎潭水库供水保证率扩大供水量，水库水与河网水按一定的比例混合，在水库水不足时由河网供水，以解决近期湖州市供水问题。

2.2.1 保证率与供水量关系

由以上表可知，随着供水保证率的降低供水量逐渐变大。

通过综合分析，拟订老虎潭水库75%保证率的供水量7230万m3作为供水量上限，为坝址处多年平均径流量的85%，日均供水量不超过19.8万m3/d。

2.2.2 运行调度规则

采用水库河网联合供水方案并降低供水保证率后，水库防洪调度仍按现状控制运行计划执行，水位控制：正常蓄水位49m，梅汛期汛限水位49m，台汛期汛限水位47m。

水库供水调度按日均供水量19.8万m3/d控制，并考虑季节需求不同按月不均匀系数进行供水。供水调度图如下：

双水源供水方案老虎潭水库供水调度图

具体规则如下：

当库水位位于（一）弃水区时，服从防洪调度；

当库水位位于（二）加大供水区时，水库可适当加大供水量；