(昆明市水利水电勘测设计研究院)
摘要:近年来,许多新建工程常出现需要从附近河流引水进入水库,以使水库的入库水量满足设计供水要求的情况。由于引水断面来水变化较大,一日内各时段来水的变化比较明显,必须对引水量作综合计算分析。本次以龙泉水库为例,采用常遇洪水“削平头法”、日平均流量法分别论述引水工程可引水量。
关键词:无资料地区;引水流量;引水量
1工程概况
龙泉水库位于昆明市寻甸县六哨乡龙泉村委会发嘎村,水库所在河流属长江流域金沙江水系普渡河右岸三级支流。龙泉水库本区径流面积9.3km2,引流区泡麻箐取水坝径流面积2.4km2。龙泉水库工程修建的主要任务是解决农田灌溉用水和农村生活用水,水库正常蓄水位2378.00m,死水位2341.80m,兴利库容505.7万m3,死库容17.3万m3,总库容595.0万m3,设计供水量652.3万m3,其中生活供水量67.5万m3,农业灌溉供水量584.8万m3,设计灌溉面积1.7910万亩。
2引水量分析计算
龙泉水库属于引蓄水工程,为满足龙泉水库设计供水要求,设计从外流域引水,引流区位于水库西边的泡麻箐内,为一闭合型小流域,与水库本区由阿梳麓山隔开,流域内植被茂密,水质较好、水量较丰富。本次将在泡麻箐修建一取水坝,并用管道将泡麻箐的水引至龙泉水库。龙泉水库本区及引流区均无实测资料,设计径流主要以邻近流域板桥河上的板桥河专用站为参证站,用水文比拟法推求得到。
龙泉水库本区多年平均径流量为773万m3,泡麻箐取水坝多年平均径流量178万m3,两个小流域年径流Cv值均为0.46,Cs取2Cv,水库本区及引流区设计年径流量成果见表1。
表1 龙泉水库及引流区径流成果表
断面 | 统计参数 | 设计值(万m3) |
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均值(万m3) | Cv | Cs/Cv | P=5% | P=25% | P=50% | P=75% | P=95% |
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龙泉水库本区 | 773 | 0.46 | 2.0 | 1435 | 974 | 719 | 513 | 294 |
泡麻箐取水坝 | 178 | 0.46 | 2.0 | 330 | 224 | 166 | 118 | 67.8 |
2.1设计引水流量
为合理确定引水流量,本次分别采用常遇洪水“削平头法”和日平均流量法两种方法,最后通过比选,选择其中较为合理的成果。
方法一:常遇洪水“削平头法”
由于引流区泡麻箐取水坝无调节库容,因此,取水坝引水量以汛期洪水为主,为最大限度地利用泡麻箐的水资源,在保证下游生态需水的前提下,尽可能地将水引入龙泉水库。结合泡麻箐取水口断面常遇洪水(P=50%)的设计洪水过程,通过对0.5~2.0m3/s不同设计引水流量分析,引水管道不同设计引水流量引水率分析成果见表2,不同设计引水流量与引水率关系曲线图见图1。
表2 引水管道不同设计引水流量引水率分析计算
项目及 | P=50% | 引水流量(m3/s) |
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Q引=0.5m3/s | Q引=1.0m3/s | Q引=1.5m3/s | Q引=2.0m3/s |
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24h洪量(万m3) | 6.94 | 3.96 | 5.21 | 5.85 | 6.29 |
引水率(%) |
| 57.1 | 75.1 | 84.3 | 90.7 |

图1 引水管道不同设计引水流量与引水率关系图
当设计引水流量从0.5m3/s增加到1.0m3/s时,引水率增加18.0%,当设计引水流量从1.0m3/s增加到1.5m3/s时,引水率增加9.2%,当设计引水流量从1.5m3/s增加到2.0m3/s时,引水率增加6.4%,由此可确定最优引水流量为1.5m3/s,且引水设计流量为1.5m3/s时,除第二、第三、第四时段外,其余时段洪水均小于设计引水流量,引水量满足要求,因此确定引水管道设计引水流量为1.5m3/s。
方法二:日平均流量法
根据水文分析成果,将引流区泡麻箐各月日径流成果扣除10%的多年平均径流量(生态流量)作为净来水量,选择一定的引流量,点绘引流区分级引水流量与引流率的关系,见图2。
由图2可以看出,当引水流量增大至0.8m3/s时,引流区的径流除去下游生态需水外其余径流量已经完全引入水库库区,此时增大引流区的引流流量,对于引流区的引水率没有太明显的变化。

图2 引流区引水流量与引水率关系图
为充分利用龙泉水库所属流域周围的水资源,扣除生态流量后,确定引流区的引流流量为0.8m3/s。考虑引水区径流面积小,日内流量的不均匀性,结合省内同类工程,日流量过程不均匀比系数在2倍左右,则本次龙泉水库引流区的引流管道设计流量采用1.6m3/s。
方法一计算得到的设计引水流量为1.5m3/s,方法二计算得到的设计引水流量为1.6m3/s,二者相差仅0.1m3/s,成果比较接近,为确保龙泉水库引水量的可靠,本次设计引水流量取较大值,即设计引水流量取1.6m3/s。
2.2引水量
用计算得到的引水流量与扣除生态用水后的逐日净来水量进行比较,若净来水量大于引水流量,则按引水流量引水,若净来水量小于引水流量,则按净来水量引水,计算可得到泡麻箐取水坝多年平均引水量161万m3。
3结论
(1)常遇洪水“削平头法”通过假定不同引水流量计算两年一遇洪水的引水率,最终选取最优引水流量作为设计引水流量,由于该流量是通过洪水计算,与实际引水主要是引洪水情况比较相符,其计算得到的流量相对合理。
(2)日平均流量通过假定不同引水流量计算逐日平均流量除去生态用水后的引水量,由于日平均流量的均化,计算得到的流量偏小,因此还应考虑一个日平均流量不均匀系数方可作为设计引水流量,由于不同地方的洪峰大小不同,因此不均匀系数也不同相同,一般在2倍左右。
(3)常遇洪水“削平头法”是无资料地区引水工程计算引水量的主要方法,在引区断面有逐日平均流量的地区应补充日平均流量法进行比较,方可得到较为可靠的引水设计流量,为引水工程设计断面尺寸的选择提供依据,确保引水量满足设计要求。
参考文献
[1] 叶守泽、詹道江 《工程水文学》 中国水利水电出版社
[2] 陈惠源、万俊 《水资源开发利用》 武汉大学出版社