(一)调节计算原理与方法
1.调节计算原理
调节计算原理为水库水量平衡方程,计算公式如下
ΔV=W引-W损+W雨-W蒸渗-W用水
式中:ΔV为水库蓄水变量,单位:万m3;
W引为引黄水量,单位:万m3;
W损为从取水口至水库的输水损失量,由W引乘以损耗系数求得,单位:万m3;
W雨为库区降水补给量,由各月平均降水量乘以水库库面面积求得,单位:万m3;
W蒸渗为库区蒸发渗漏损失量,单位:万m3;
W用水为用户用水量,单位:万m3。
2.调节计算方法
采用典型年法进行完全年调节计算,调算时段为月,调算时以供定需,水库蓄满为止,不产生弃水。从年末最低允许蓄水量开始逆时序逐月推算,根据实际可引黄水量和需水量,以供定需,推求水库逐月最低控制库容。如果逐月最低控制库容的最高值不大于水库最大允许库容,则说明水库可引黄水量能满足用水户的需求;反之,则不能满足用水户需求。
(二)黄河南供水区可供水量调节计算
1.黄河南调蓄水库可引进水量
在95%保证率条件下需调蓄的水库有纯化、耿井、辛安、民丰、广北5座,由于引黄取水口门多,且供水单位复杂,考虑到渠道输水损失和泥沙淤积等因素,有关单位决定将水库充库时间与灌区引黄灌溉期相结合,同时避开灌溉高峰,尽量安排在灌溉间隙期,使黄河流量较大时可以实现同时引水。灌区主要引黄灌溉期为每年春季3—5月和秋季的9—11月。根据以上原则,按照黄河南供水区在保证率95%条件下的可引水天数,结合灌区灌溉引水时间、油田用水特点,拟定充库时间为3—12月份,依此计算在保证率95%条件下,辛安水库、耿井水库、纯化水库、民丰水库和广北水库可引进水量,见表14-11。
表14-11 黄河南供水区95%保证率条件下各水库可引水天数、可引黄水量表
2.调蓄水库用水户取水量
黄河南供水区主要供水范围为黄河以南油田和地方的工业和生活用水。根据建设项目合理取用量计算表(含管网等损失),现将用水户取水量按平均月用水量进行月分配。各水库取水量见表14-12。
表14-12 黄河南供水区调蓄水库用水户取水量表
3.水库水面降水量与蒸发渗漏损失水量
(1)水库水面降水量与水面蒸发损失量
根据《平原水库资料汇编》中的数据可知东营市的多年平均年降水量为548.0 mm,水面蒸发量为1 126.0 mm。
水库降水增加水量与水面蒸发损失量等于各月水库降水量和水面蒸发量分别乘以相应水库水面面积,辛安水库设计水面面积为6.41 km2,耿井水库设计水面面积为3.4 km2,纯化水库设计水面面积为3.6 km2,民丰水库设计水面面积为2.86 km2,广北水库设计水面面积为8.74 km2,各水库多年平均降水量、蒸发损失见表14-13。
表14-13 水库多年平均降水量、蒸发损失水量计算表 (单位:万m3)
(2)水库渗漏损失量
水库渗漏损失包括水库坝体及坝基渗漏损失水量之和,根据胜利油田提供的资料,并综合考虑各水库多年平均渗漏损失,见表14-14。
表14-14 水库多年平均渗漏损失统计表 (单位:万m3)
4.水库控制条件
(1)纯化水库
根据纯化水库实际运行情况,考虑到水库水质情况以及安全运行水位的限制,水库调算的起调库容为363万m3,水库调算的最大允许库容为3 341万m3。
(2)辛安水库
根据辛安水库实际运行情况,考虑到水库水质情况以及安全运行水位的限制,水库调算的起调库容为600万m3,水库调算时以现在实际有效库容1 528万m3作为水库调算的最大允许库容。
(3)民丰水库
根据民丰水库实际运行情况,考虑到水库水质情况以及安全运行水位的限制,水库调算的起调库容为120万m3,水库调算的最大允许库容为543万m3。
(4)广北水库
规划年将启用广北水库,根据水库加固改造情况,水库调算的起调库容为890万m3,水库调算的最大允许库容按规划库容为5 540万m3。
5.黄河南供水区水库可供水量调算
根据95%保证率下的典型年充库过程及水库用水量和蒸发渗漏损失水量,按完全年调节的方法,进行水量平衡计算,可求得水库的可供水量。
(1)纯化水库调算结果
根据调节计算成果,纯化水库在保证率95%的来水条件下,现状年及规划年均可以满足水库各用户用水5 722万m3、5 616万m3的需求,水库入库水量分别为5 938万m3、5 833万m3,充库天数分别为45.8天、45.0天。调节计算成果见表14-15、表14-16。
表14-15 纯化水库现状年95%保证率条件下调节计算表
表14-16 纯化水库规划年95%保证率条件下调节计算表
(续表)
(2)辛安水库调算结果
根据调节计算成果,辛安水库在保证率95%的来水条件下,现状年及规划2020年均可以满足水库各用户用水2 062万m3、5 002万m3的需求,水库入库水量分别为2 450万m3、5 389万m3,充库天数分别为14.2天、31.2天。调节计算成果见表14-17、表14-18。
表14-17 辛安水库现状年95%保证率条件下调节计算表
表14-18 辛安水库规划年95%保证率条件下调节计算表
(3)民丰水库调算结果
根据调节计算成果,民丰水库在保证率95%的来水条件下,现状年及规划年均可以满足水库各用户用水436万m3、508万m3的需求,水库入库水量分别为602万m3、678万m3,充库天数分别为17.0天、19.1天。调节计算成果见表14-19、表14-20。
表14-19 民丰水库现状年95%保证率条件下调节计算表
表14-20 民丰水库规划年95%保证率条件下调节计算表
(4)广北水库调算结果
根据调节计算成果,广北水库在保证率95%的来水条件下,现状年及规划年均可以满足水库各用户用水718万m3、1 543万m3的需求,水库入库水量分别为1 422万m3、2 061万m3,充库天数分别为4.7天、6.8天。调节计算成果见表14-21、表14-22。
表14-21 广北水库现状年95%保证率条件下调节计算表
表14-22 广北水库规划年95%保证率条件下调节计算表
6.黄河南供水区需引黄水量
根据东营市水利局灌溉处和胜利供水公司提供的资料,纯化、辛安、民丰、广北水库输水利用系数均按0.90计算水库的入库水量除以输水利用系数即为其引黄水量。经计算,上述4座水库现状年、规划年的总引黄水量分别为11 569万m3、15 512万m3,见表14-23。
表14-23 黄河南供水区需引黄水量计算表 (单位:万m3)
(三)滨南供水区可供水量调节计算
1.滨南供水区利津水库可引黄水量计算
滨南供水区利津水库在保证率95%条件下最大可引黄水量见表14-24。
表14-24 保证率95%条件下滨南供水区利津水库可引黄水量表
注:(1)宫家引黄闸黄河段可引黄水量=利津站可引黄水量+滨南供水区实际引黄水量。
(2)利津水库最大引黄水量=10.0×8.64×可引水天数。
(3)利津水库可引黄水量=10.0×8.64×引水天数。
2.调蓄水库用水户取水量(www.daowen.com)
利津水库是滨南供水区的唯一引黄调蓄水库,水库主要供水范围为油田和地方的工业和生活用水。根据建设项目合理取用量计算表(含管网等损失),利津水库用水户取水量见表14-25。
表14-25 滨南供水区调蓄水库用水户取水量表
3.水库水面降水量与蒸发渗漏损失水量
(1)水库水面降水量与水面蒸发损失量
水库水面降水量与水面蒸发损失量计算方法同黄河南供水区计算方法。利津水库设计水面面积为6.10 km2,经计算,利津水库的年降水增加水量为334.3万m3,年蒸发损失量为686.9万m3,计算见表14-26。
表14-26 利津水库多年平均降水量、蒸发损失水量 (单位:万m3)
(2)水库渗漏损失量
利津水库在建设时采用坝体垂直铺塑形成截渗墙,该技术整体性好、工效高、防渗效果好,根据利津水库的观测数据,水库年渗漏损失量为5万m3。
4.水库控制条件
根据利津水库实际运行情况,考虑水库水质情况以及安全运行水位的限制,水库调算的起调库容为360万m3,水库调算的最大允许库容为2 000万m3。
5.水库调算结果
根据调节计算成果,利津水库在保证率95%的来水条件下,现状年及规划年均可以满足利津水库各用户用水1 801万m3、1 747万m3的需求,水库入库水量分别为2 155万m3、2 105万m3,充库天数分别为24.9天、24.4天。调节计算成果见表14-27、表14-28。
表14-27 利津水库现状年95%保证率条件下调节计算表
(续表)
表14-28 利津水库规划年95%保证率条件下调节计算表
6.滨南供水区需引黄水量
据东营市水利局灌溉处和胜利供水公司提供资料,滨南供水区引水的宫家干渠的输水利用系数为0.90,水库的入库水量除以输水利用系数即为其引黄水量。经计算,滨南供水区现状年、规划年引黄水量分别为2 394万m3、2 339万m3,见表14-29。
表14-29 滨南供水区需引黄水量计算表
(四)滨河供水区可供水量调节计算
1.调蓄水库可引进水量
由于引黄口与水库间的输水线路较长,且输水渠设计流量较大,考虑渠道输水损失和泥沙淤积等因素,有关单位决定将水库充库时间与灌区引黄灌溉期相结合,同时避开灌溉高峰,尽量安排在灌溉间隙期,使黄河流量较大时可以实现同时引水。规划年孤河水库和五号水库联合供水,以此计算保证率95%条件下,不同水平年孤河和五号水库、孤东水库、孤北水库可引进水量,见表14-30。
表14-30 滨河供水区各水库95%保证率条件下可引黄水量计算表
2.水库用水户取水量
孤河水库主要供水范围为河口采油厂、孤岛采油厂;孤东水库主要用水户为孤东采油厂和桩西采油厂;孤北水库规划年主要为东营港经济开发区供水。根据建设项目合理取用量计算表(含管网等损失),现将用水户取水量按平均月用水量进行月分配,各水库取水量见表14-31。
表14-31 滨河供水区调蓄水库用水户取水量表
3.水库水面降水量与蒸发渗漏损失水量
(1)水库水面降水量与水面蒸发损失量
水库水面降水量与水面蒸发损失量计算方法同黄河南供水区计算方法,孤河水库设计水面面积为8.0 km2,五号水库设计水面面积为1.4 km2,孤东水库设计水面面积为3.22 km2,孤北水库设计水面面积为12.16 km2。经计算,各水库多年平均降水量、蒸发损失见表14-32。
表14-32 水库多年平均降水量、蒸发损失水量计算表 (单位:万m3)
(2)水库渗漏损失量
水库渗漏损失包括水库坝体及坝基渗漏损失水量之和。孤河水库在建设时7.0 m以下坝体为水力充填,渗流较大,1988年为消除隐患,确保水库安全,水库采取了盖土压渗法对坝体进行处理;1996年水库利用垂直铺塑截渗处理彻底解决了水库的安全隐患,根据水库处理后的观测数据可知,孤河水库年渗流量为25.0万m3,五号水库年渗流量为18万m3。
孤东水库采用坝体垂直铺塑形成截渗墙,该技术整体性好、工效高、防渗效果好,根据孤东水库的观测数据,水库年渗流量为31.0万m3。
孤北水库采用坝体垂直铺塑形成截渗墙,该技术整体性好、工效高、防渗效果好,根据孤北水库的观测数据,水库年渗流量为25万m3。
4.水库控制条件
(1)孤河、五号水库
根据孤河水库实际运行情况,考虑到水库水质情况以及安全运行水位的限制,水库调算的起调库容为死库容300万m3,水库调算的最大允许库容为2 780万m3。五号水库设计死库容为0,考虑到水库生态用水,起调库容定为死库容100万m3,最大允许库容为780万m3。联合调算起调库容为死库容400万m3,最大允许库容为3 560万m3。
(2)孤东水库
根据孤东水库实际运行情况,考虑到水库水质情况以及安全运行水位的限制,水库调算的起调库容为85万m3,水库调算的最大允许库容为1 785万m3。
(3)孤北水库
根据孤北水库设计资料,考虑到水库水质情况以及安全运行水位的限制,水库调算的起调库容为583万m3,水库调算的最大允许库容为5 000万m3。
5.水库可供水量调算
根据95%保证率条件下的典型年充库过程及水库用水量和蒸渗损失水量,按完全年调节方法进行水量平衡计算,求得水库的可供水量。
(1)孤河、五号水库调算结果
根据调节计算成果,孤河、五号水库在保证率95%的来水条件下,现状年及规划年均可以满足水库各用户用水3 489万m3、3 907万m3的需求,水库入库水量分别为3 975万m3、5 101万m3,充库天数分别为46.0天、45.0天。调节计算成果见表14-33、表14-34。
表14-33 孤河水库现状年95%保证率条件下调节计算表
表14-34 孤河、五号水库规划年95%保证率条件下调节计算表
(2)孤东水库调算结果
根据调节计算成果,孤东水库在保证率95%的来水条件下,现状年及规划年均可以满足水库各用户用水3 458万m3、3 260万m3的需求,水库入库水量分别为3 675万m3、3 477万m3,充库天数分别为66.9天、63.3天。调节计算成果见表14-35、表14-36。
表14-35 孤东水库现状年95%保证率条件下调节计算表
表14-36 孤东水库规划年95%保证率条件下调节计算表
(3)孤北水库调算结果
根据胜利油田供水规划,根据经济发展和供水的需要,规划年将启用孤北水库作为供水水源调节供水。经调节计算,孤北水库在保证率95%的来水条件下,规划年可以满足用户用水1 570万m3的需求,水库入库水量为2 298万m3,充库天数为34.5天。调节计算成果见表14-37。
表14-37 孤北水库规划年95%保证率条件下调节计算表
6.滨河供水区需引黄水量
(1)滨河供水区在用水库需引黄水量
根据东营市水利局灌溉处和胜利供水公司提供的资料,孤东干渠输水利用系数为0.90;规划年增加孤北水库供水,孤北干渠输水利用系数为0.85,各水库的引黄水量见表14-38。
(2)备用水库需引黄水量
备用水库引水方式同孤河、孤东水库,干渠输水利用系数为0.90,现状年和规划年备用水库的年引黄水量见表14-38。
(3)滨河供水区需引黄水量
滨河供水区需引黄水量为孤河水库、孤东水库和备用水库引黄水量之和,滨河供水区现状年、规划年的引黄水量分别为9 752万m3、12 518万m3,见表14-38。
表14-38 滨河供水区需引黄水量计算表
(五)供水公司供水区需引黄水量
根据95%保证率条件下的典型年充库过程及水库用水量和蒸渗损失水量,按完全年调节的方法,对黄河南、滨南、滨河3个供水区各调蓄水库进行水量调节计算,求得各水库的入库水量;根据近几年各渠道实际引输水量统计数据、水库沉沙池现状利用情况和渠道配套工程规划工程,确定各干渠损失系数,计算各水库的引水量。经计算可知,现状年供水区总引水量为26 146万m3,规划年供水区总引水量为32 800万m3。
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