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user: 4. 工程实践 工程类型主要介绍新建综合利用水库和引水调蓄工程。例1为淮河干流上游新建的出山店水库工程，其他还有淮河支流北汝河上游新建的前坪水库等；例2为淮河南岸支流小潢河与竹竿河上游的“引九济石”工程。 4.1. 出山店水库工程 出山店水库是淮河上游规划建设的以防洪为主，结合供水、灌溉，兼顾发电等综合利用的大(Ι)型枢纽工程。 1) 河道基流 采用三种方法计算：① 90%保证率最枯月平均流量估算；② 根据10约~3月多年平均径流的20%估算；③ 按多年平均径流的10%估算。可研阶段方法① 计算基流流量为0.78 m 3 /s；方法② 计算基流流量为1.53 m 3 /s；方法③ 计算基流流量为3.5 m 3 /s。初设阶段系列进一步延长后，出山店水库1951~2012年水文年共61年，多年平均入库年径流量为9.86亿m 3 。其中：多年平均枯水期11~次年4月径流量为2.036亿m 3 ，多年平均丰水期5~10月径流量为7.914亿m 3 ，三种方法计算值较可研阶段有所减小，最后采用河道基流量为3.5 m 3 /s。 2) 兴利调节边界条件 供水任务：综合分析水库兴利基本任务为信阳市年供水量8000万m 3 ，与当地水利设施联合调度满足出山店灌区50.6万亩农田灌溉供水。 死水位确定：根据预留正常运行50年淤积库容、取水口高程综合分析确定死水位84.00 m。出山店水库兴利调节采用1951~2012年长系列时历法进行多年调节，计算中计及蒸发渗漏损失。 兴利调节计算原则： ① 当入库流量大于3.5 m 3 /s时，河道基流按3.5 m 3 /s均匀下泄；当入库流量小于3.5 m 3 /s时，河道基流按入库流量下泄。 ② 水库主汛期6月15日~8月20日，当库水位超过汛期限制水位时，水库弃水。 ③ 其它时间库水位超过正常蓄水位时，水库弃水。 ④ 当库水位低于死水位时，停止城市供水。 ⑤ 城市生活工业供水保证率不低于95%，农业灌溉保证率达到70%。 3) 正常蓄水位及汛限水位方案比选 初步拟定正常蓄水位87.00~89.00 m，汛限水位85.00~87.00 m，范围内按0.2 m差值生成多方案组合，采用多目标长系列动态调节模型进行各方案调节计算，统计满足要求方案，再综合分析优选方案。以下列出正常蓄水位87.50 m、88.00 m、88.50 m，汛限水位85.50 m、86.00 m、86.50 m组合方案及经济指标比较如表1。 Table 1 The different scheme comparisons of normal pool level and limiting water leve 项目\方案 方案1 方案2 方案3 方案4 方案5 方案6 正常蓄水位(m) 87.5 87.5 88 88 88 88.5 汛限水位(m) 85.5 86 85.5 86 86.5 86.0 城市年供水量(万m 3 ) 5200 7560 5290 8000 8000 8000 灌区面积(万亩) 50.6 50.6 50.6 50.6 66.6 50.6 多年平均灌溉供水量(万m 3 ) 8684 8593 8680 8586 11，245 8606 多年平均弃水量(万m 3 ) 73，506 71，271 73，368 70，833 68，108 70，785 水资源利用系数 0.24 0.26 0.24 0.27 0.30 0.27 库容系数 0.12 0.12 0.15 0.15 0.15 0.18 移民投资(万元) 746，703 750，203 747，870 750，203 793，922 786，789 工程投资(万元) 145，668 145，970 145，732 146，002 158，342 146，236 总投资(万元) 897，210 901，012 898，441 901，045 957，103 937，864 效益合计(万元) 58，393 67，130 58，726 68，760 70，996 68，760 内部收益率(%) 7.78 8.55 7.80 8.70 8.45 8.42 净现值(万元) −20，080 50，383 −18，123 63，971 43，094 39，428 效益费用比 0.968 1.079 0.972 1.10 1.063 1.059 表1. 不同正常蓄水位及汛限水位方案比选成果表 从表1可知，满足供水任务的有方案4、方案5和方案6。 方案5灌溉面积可达66.6万亩，比方案4增加灌溉面积16万亩，但是方案5比方案4移民投资增加43，719万元，总投资增加56，058万元；从综合效益指标分析，方案4较优。 方案6比方案4移民投资增加36，586万元，总投资增加36，819万元，方案4效益指标较优。 从工程投资、水库淹没、征地与移民、水利经济指标、工程效益等综合分析，推荐方案4，即正常蓄水位88.00 m，死水位84.00 m，农限水位84.75 m，汛限水位86.00 m。选定方案可以满足信阳市城区8000万m 3 供水和出山店灌区50.6万亩农田灌溉用水要求，多目标长系列调节成果见表2。 4.2. “引九济石”工程 “引九济石”是从淮河南岸支流竹竿河上游的支流九龙河上引水，补给小潢河上的石山口水库。石山口水库主要供城镇、灌区用水，由于当地径流不足，通过九龙河至石山口水库建引水工程，向石山口水库补水解决石山口水库供水能力不足的问题。在九龙河上建坝取水应考虑下游河道基流，取水量以不影响本河道下游用水为前提。初选坝址下游约6 km处建有九龙水库，是以防洪、灌溉为主，结合水产养殖等综合利用，设计灌溉面积8500亩，多年平均引水量为250万m 3 。 根据九龙河径流情况，初选坝址与九龙水库区间流域面积为108.5 km 2 ，区间径流量为4882万m 3 ，基本可满足九龙水库调节供水需要。九龙水库不依赖初选坝址以上径流，因此，主要考虑下游河道基流需求。在坝址流量较小时，限制引水或不引水，初拟了引水原则：河道径流小于1 m 3 /s时不引水；河道径流大于1 m 3 /s时为下游留0.5 m 3 /s基流流量。 1) 引水能力方案比选 根据九龙河取水坝址径流情况初步拟定了3 m 3 /s、5 m 3 /s、10 m 3 /s和15 m 3 /s不同引水能力方案。按照拟定的引水调度原则，逐日进行调节计算，得到取水工程可引水量成果，见表3。 Table 2 The multi-objective long series adjustment result of Chushandian reservoi 年份 入库径流 城市需水 农业需水 基流供水 城市供水 农业供水 蒸发渗漏 城市缺水 农业缺水 弃水 年初水位 库容 1951 69，222 8000 10，301 10，872 8000 10，301 1274 0 0 33，771 86.88 13，373 1952 177，298 8000 6115 11，059 8000 6115 1338 0 0 151，061 88 18，380 1953 54，383 8000 5269 9374 8000 5269 1151 0 0 32，493 87.94 18，104 1954 165，694 8000 8572 10，991 8000 8572 1274 0 0 135，756 87.51 16，199 1955 114，850 8000 12，353 9019 8000 12，353 1275 0 0 83，109 87.76 17，292 ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... 2000 192，345 8000 7809 10，188 7491 7809 1330 509 0 151，798 84.07 4075 2001 12，671 8000 14，676 7386 5690 9115 969 2310 5561 2615 87.87 17，794 2002 99，971 8000 13，184 10，951 8000 12，593 992 0 591 58，280 84.29 4691 ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... 2009 62，597 8000 8254 11，038 8000 8254 1217 0 0 34，079 88 18，380 2010 80，686 8000 13，072 10，487 8000 13，072 1122 0 0 51，820 88 18，380 2011 29，516 8000 9787 9914 8000 9787 1049 0 0 1961 87.15 14，572 多年平均 98，631 8000 10，048 10，277 7728 8591 1197 272 1457 70，837 表2. 出山店水库多目标长系列调节成果表 注：表中水量、库容单位：万m 3 ；水位单位：m。 Table 3 The calculation results of water diversio 引水工程引水能力 (m 3 /s) 引水工程可引水量 (亿m 3 ) 石山口水库灌溉面积 (万亩) 石山口水库增加灌溉面积 (万亩) 石山口水库城市供水 (亿m 3 ) 15 0.378 26 6 0.41 10 0.331 26 6 0.41 5 0.254 26 6 0.41 3 0.201 25 5 0.41 表3. 引水量计算成果表 经石山口水库调节，引水能力不同、效益差别很小。引水能力为3 m 3 /s时，同样的城市供水，增加灌溉面积5万亩；引水能力大于5 m 3 /s时，效益都一样，灌溉面积增加6万亩。经过分析，一方面有无效引水，就是石山口水库水位达到上限时段的引水量有一部分是多余的，按照水库调度原则是不该引的。另一方面受可引流量制约，可引量有限，引水能力再大，作用却不大。从用水需求、投资效益及供水安全综合考虑，选择引水能力5 m 3 /s方案。 2) 实际引水量计算 由于引水经石山口水库调蓄再向城市和灌区水，石山口水库在汛期库水位达到汛限水位、非汛期达到兴利水位时应停止引水，否则，引水又作为弃水下泄，不该引的部分多余引水量在可引水量计算时暂未考虑。多余引水量可由石山口水库加入引水后调节的弃水量与未加入引水量时调节的弃水量之差求得，可引水量减去多余引水量为实际应引水量，成果见表4。 Table 4 The result of actual water diversio 年份 可引水量(万m 3 ) 实引水量(万m 3 ) 年份 可引水量(万m 3 ) 实引水量(万m 3 ) 年份 可引水量(万m 3 ) 实引水量(万m 3 ) 1976 1489 1489 1989 5180 2171 2002 4838 4282 1977 3964 3964 1990 4765 1050 2003 6909 3096 1978 796 796 1991 6353 3011 2004 4040 2835 1979 2978 2978 1992 2100 2100 2005 5849 0 1980 6346 919 1993 3966 3494 2006 1721 1373 1981 2728 2369 1994 3268 3268 2007 4868 3616 1982 4737 1290 1995 3184 3184 2008 4837 965 1983 4930 2037 1996 5558 1858 2009 745 393 1984 4044 1806 1997 2546 1689 2010 4084 3215 1985 5086 2317 1998 7197 3134 2011 154 154 1986 2769 2769 1999 626 626 2012 576 576 1987 9541 1861 2000 6755 1902 平均 3863 2011 1988 2196 1833 2001 1201 0 表4. 实际引水量成果表