（一）Q水库概况

Q水库为大型引黄平原水库。水库大坝呈近三角形，库区占地面积6.168 km2，堤顶高程32.24 m，防浪墙顶高程33.44 m，最大坝高9.6 m。水库总库容4 600万m3，兴利库容3 930万m3。

1.Q水库设计指标

（1）水库取水口处河道及取水口情况

Q水库引黄取水口位于大王庙引黄闸，建于1995年，设计引水流量为15 m3/s，设计引水位为26.66 m，为水工I级建筑物。

（2）设计日供水量和供水保证率

Q水库围坝轴线所围面积为6.168 km2，水库总库容4 600万m3，其中，有效库容3 930万m3，设计供水能力44万m3/d。考虑到输水损失，出库水量为44.4万m3/d，折合出库流量为5.14 m3/s，供水保证率为97%。

2.Q水库主要建筑物指标

Q水库主要建筑物包括大王庙引黄闸、1号取水泵站、沉沙池、2号入库泵站、3号出库泵站及输水管线。

（1）大王庙引黄闸

大王庙引黄闸建于1995年，为两孔箱型钢筋砼涵洞结构。在黄河流量100 m3/s时，设计引水能力15.0 m3/s。

（2）1号取水泵站

1号泵站为取水泵站，位于黄河北岸的大王庙，主要由前池、泵室、出口控制闸、高压控制室、低压配电室及集中控制室等组成。其主要功能是将大王庙引黄闸引取的黄河水提升输送到沉沙池。泵站共安装6台 900ZLB3.18-6.2型立式轴流泵组，配套YL280-12型三相异步电动机，其中，4台设备正常运行，2台备用。设备单机设计流量3.18 m3/s，总设计取水流量15 m3/s，设计扬程6.2 m，2台S9-1250/10变压器，泵站总装机容量1 680 kW。

（3）沉沙池

沉沙池工程西起1号取水泵站，东至沉沙池出口闸，南北介于临黄大堤与南范庄之间，占地面积1.946 km2。按工程运行要求，沉沙池采用以挖代沉方式，从投入运行后的第六年开始挖沙淤背加固围堤，每年处理泥沙38.5万m3。

（4）2号入库泵站

设计取水流量12.1 m3/s，加大流量为14.5 m3/s，共有900ZLB-4A型轴流泵5台。考虑运行管理、设备维修等需要，可满足水库取水要求。

（5）3号出库泵站及输水管线

3号出库泵站设计取水流量5.14 m3/s、扬程28.5 m，共有32SA-19EA卧式离心泵6台，输水管线为Φ1 800 mm的钢管和预应力钢套筒砼管，日供水量为44.4万m3。

3.Q水库实际运行情况

Q水库于1999年12月建成蓄水，翌年4月24日正式供水，其主要用水户为B水厂、JB净水厂和东联供水工程。

通过分析Q水库提供的2010—2016年引供水量统计数据可知，近7年Q水库年均引水量为12 506.2万m3，年均供水量为11 784.1万m3，日供水量为32.3万m3；水库近几年引供水量之差为722.1万m3，其中，2011年Q水库剩余水量最大，为2 106.5万m3。2016年，Q水库年引水量为12 743.7 万m3，年供水量为12 824.6万m3，日引水量为34.9万m3，年供水量超出引水量81 万m3 。Q水库设计供水能力44.4万m3/d，由此可见，Q水库目前还未达到设计供水能力，仍具有一定的引黄供水潜力。

（二）Q水库可引水天数分析

1.黄河可引水条件拟定

黄河可引水天数主要受黄河水位、流量、含沙量及冰凌等自然因素影响，同时还受灌溉用水等人为因素的影响。根据泺口站水文资料和现有工程运行情况，拟定以下可引水控制条件：

（1）根据多年引黄经验，为减少引沙量，减轻渠道淤积和泥沙处理负担，黄河水流含沙量大于30 kg/m3时不引水。

（2）根据黄河河务局2002年5月编制的《黄河下游水量调度工作责任制（试行）》，为保证黄河不断流，“确保利津站断面流量不低于50 m3/s”的要求，利津站最小可引水流量定为50 m3/s，泺口、艾山、孙口和高村站的最小可引水流量分别定为180 m3/s、260 m3/s、330 m3/s、400 m3/s。Q水库引水口处于泺口水文站上游，距泺口水文站2.5 km，因而按泺口水文站流量低于180 m3/s不引水作为限制条件。

（3）根据防汛规定，为确保防洪安全，黄河流量大于5 000 m3/s时不引水。

（4）冰凌期一般发生在12月、1月、2月3个月内，冰凌期从冰凌开始至结束可分为岸冰、淌凌流冰、封冻、开河4个阶段。根据引黄经验，在冰凌期可引水，当发生冰塞、冰坝、冰滑动时容易对引水建筑物造成损坏，不宜引水。因此，拟定黄河流冰期（含冰塞、冰坝、冰滑动）不引水，封冻期可引天数按封冻期的50%考虑。

（5）2002年黄河开始第一次调水调沙试验，时间为2002年7月4日至7月15日；第二次调水调沙试验于2003年9月6日至9月18日进行；第三次调水调沙试验于2004年6月19日至7月13日，分两阶段进行，总历时19天；第四次调水调沙试验于2005年6月16开始，历时28天。分析时将在以上可引水条件的基础上，扣除调水调沙时段。

（6）黄河自2002年开始进行调水调沙，至2016年共进行14次调水调沙。分析时将在以上可引水条件的基础上，扣除调水调沙时段。(www.daowen.com)

2.可引水天数分析

（1）历年可引水天数

根据以上可引水条件分析，对泺口站1980—2016年实测水文系列进行统计，得出××水库1980—2016年历年各月可引水天数。

（2）不同保证率可引水天数

对历年可引水天数从多到少排序，计算历年可引水天数经验频率，点绘各可引水天数经验频率点据，利用“多项式”对经验频率点据进行拟合，得到拟合曲线。根据拟合曲线求出各保证率的可引水天数，50%的保证率时，可引水天数为289天；75%的保证率时，可引水天数为217天；95%的保证率时，可引水天数为152天。多年平均可引水天数为266天。

（3）典型年引水过程

根据不同保证率可引水天数，选取典型年，对不同保证率可引水天数进行月分配。1999年，小浪底水库投入使用后，黄河下游基本实现了统一调度，因此，本次论证从1999年以后的年份中选取典型年对可引水天数进行月分配。

小浪底水库投入使用后，在选取不同保证率可引水天数典型年时，已综合考虑引水最不利因素、小浪底水库的正式运行和调水调沙的影响等因素。小浪底水库于1999年正式投入使用，在1999—2005年期间，泺口站最枯年份为2002年，可引水天数为162天，故选择该年份作为典型年是最合适的。2002年黄河流域各水文站径流量普遍偏少，自上游至下游，偏少幅度逐渐增大，流至利津站时已偏少87.6%。2002年，海河流域旱情严重，天津市供水水源严重不足。对天津市面临的缺水问题，党中央、国务院高度重视，决定实施引黄济津工程。2002年10月31日10时，山东黄河位山闸开闸向天津放水，此次调水至2003年1月23日结束，历时85天，累计放水6.03亿m3，平均放水流量为82 m3/s。由于引黄济津工程的实施一定程度上影响了泺口站的来水量，使得泺口站2002年11月至2003年1月流量减少，为体现小浪底水库投入使用后的优越性，在可引水天数典型年分配时，对11月、12月可引水天数适当增加。

（三）Q水库兴利调节计算

1.兴利调节计算原理

根据水量平衡原理，调节计算公式为：

ΔW=W入-W供-W蒸-W渗

式中：ΔW为水库蓄变水量，单位：万m3；

W入为入库水量，单位：万m3；

W供为水库供水量，单位：万m3；

W蒸为水库水面蒸发损失量，单位：万m3；

W渗为水库渗漏量，单位：万m3。

2.水库蒸发、渗漏损失水量

（1）蒸发损失水量

水库水面蒸发损失水量等于水库水面蒸发损失深与水库月平均水面面积的乘积，水库水面蒸发损失深等于水库水面蒸发深减去降雨量。水面蒸发深采用××气象站20 cm蒸发皿的多年平均观测值，逐月折算为水库水面蒸发深，降雨量采用××气象站多年平均观测值。

（2）水库渗漏损失水量

水库渗漏损失水量包括坝基、坝体、库底及大坝上各种建筑物的渗漏损失。为减少水库的渗漏损失，水库已采取防渗、截渗措施。根据有关资料，水库按中等地质条件渗漏损失水量，即按月平均蓄水量的1.5%估算。

3.Q水库现状用水户用水量分析

Q水库主要为生活和企业供水，目前用水户有B水厂、JB净水厂和东联供水工程。其中，JB净水厂取水许可年取水量为1 095万m3；东联供水工程取水许可年取水量为3 000万m3；B水厂正在申请办理取水许可，其中，2017年的取水量为9 316万m3，供水量为8 466万m3。

根据Q水库提供资料统计各用水户2010—2016年供水量，Q水库年均供水总量为11 837.1万m3，其中，B水厂年均供水量为8 607万m3，JB净水厂年均供水量为762.7万m3，东联供水工程年均供水量为2 467.4万m3。

经本次Q水库调算，在重点分析95%保证率情况下，分析Q水库的最大供水能力，研究能否满足现状用水户的用水需求。

4.Q水库调算结果

根据调引水量、用水量和控制条件以及水库来水、用水过程和控制条件，采用“计入水量损失的时历列表法”完全年调节进行调节计算，不允许出现弃水和缺水，从死库容起调，以月为单位进行水库调算。

根据Q水库调算成果，在95%保证率条件下，Q水库最大可供水量为17 994.5万m3，平均日供水量为49.3万m3。2015年，大王庙引黄闸取水许可总量为14 578万m3。因此，在95%保证率条件下，Q水库最大可供水量为14 578万m3。