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辽宁省大伙房水库输水工程建设必要性浅析

发布时间:2019-12-02 16:16所属平台:学报论文发表浏览:

摘要:大伙房水库输水工程是利用输水隧洞把浑江多余的水量调剂到浑河的大伙房水库,然后经大伙房水库调节后供给辽宁中部缺水较多的六个城市。文章以大伙房水库输水工程为例,分析了工程建设的必要性,提出了优化调度方案,为类似工程施工提供参考。 关键词:大

  摘要:大伙房水库输水工程是利用输水隧洞把浑江多余的水量调剂到浑河的大伙房水库,然后经大伙房水库调节后供给辽宁中部缺水较多的六个城市。文章以大伙房水库输水工程为例,分析了工程建设的必要性,提出了优化调度方案,为类似工程施工提供参考。

  关键词:大伙房水库;输水工程;调度方案;必要性

水库

  0前言

  大伙房水库输水工程调入区涉及整个浑、太流域,包括本溪市、铁岭市的一部分地区,抚顺市、沈阳市、盘锦市、辽阳市、鞍山市、营口市大部分地区。大伙房水库输水工程调出区为整个浑江流域,包括吉林省白山市、通化市及江源县、八道江区、东昌区、二道江区、通化县、集安县、柳河县;辽宁省桓仁县、新宾县、宽甸县等两市10县区。

  目前本地区的水资源已得到充分的开发利用,根据数据分析和推测:在采取有效的节水保护措施前提下,现有系统不能满足2030年该地区的用水需求,资源性缺水仍然是该地区水资源短缺的主要原因。由于地区水资源短缺,城市生活和工业发展受到影响,水资源短缺已经成为制约该地区经济发展的重要因素[1]。

  1工程概况

  大伙房水库输水工程,地处辽宁省东部抚顺市新宾县、本溪市桓仁县境内,大伙房水库输水工程建设的任务是从辽宁省东部山区水量丰富的浑江流域桓仁水库的发电尾水,利用西江和凤鸣两座电站作为调节池,经输水隧洞自流引水至新宾县境内的苏子河汇入大伙房水库,通过大伙房水库调节,向辽宁中部地区缺水严重的抚顺、沈阳、营口、盘锦、辽阳、鞍山等六座城市提供生活、工业用水,化解该地区工农业用水短缺,实现辽宁省东、中部水资源的优化配置[2]。通过实施大伙房水库调水工程,除担负原有的城市供水、防洪及农业灌溉任务,还担负对调入水量的调节任务。工程设计引水流量70m3/s,多年平均调水量17.88亿m3。

  2工程建设的必要性

  2.1调入区水资源严重匮乏

  2000年我省出现了历史上罕见的、长时间的持续高温少雨天气,特别浑太地区发生了建国以来最为严重的特大干旱。各河流量明显偏少,中小河干涸、大河出现持续性间歇性断流。浑河、太子河径流量比多年均值偏少一半以上。水库蓄水量大幅度减少,大伙房、观音阁水库蓄水已达历史最底线,地下水位比多年同期均值下降2-3m,最大降幅达8m。部分城市居民生活供水都有不同程度地缺水,其中沈阳、鞍山、营口缺水问题比较突出。农业大面积绝收,而且2001年形势非常严峻,多数地区只能为工业及城市供水到5月,有85.6%的水田无泡插用水。

  目前,浑太河及大辽河的地表水资源开发利用程度已达81.9%,局部地下水已经超采,区域内水资源开发已无大的潜力可挖。在保护当地水资源,同时强化工农业节水措施,实现水资源优化配置,在大力节约用水的前提下,2030年缺水总量21.17亿m3。在地表水缺水20.84亿m3中,城市工业与生活缺水19.10亿m3,缺水程度为44%,属严重缺水城市。

  2.2缺水已严重制约了国民经济和社会可持续稳定发展

  目前,沈阳等六大城市严重缺水,给城市居民生活和国民经济的发展带来严重影响,而且2030年缺水更加严重,缺水已经成为制约该地区城市和国民经济发展的重要因素。2030年六大城市生活用水量12.67亿m3(取水总量14.07亿m3),比现状城市生活用水量6.41亿m3(取水量是7.65亿m3),增加供水量6.26亿m3,可使1299.5万人人均日生活综合用水量由现状的202升/人.

  日提高到267L/人·d,否则到2030年不增加供水量将使人均日生活综合用水量由现状的202.0L/人·d降为135.1L/人·d,将严重影响城市居民生活用水和城市的发展。2030年沈阳等六城市工业产值将由现状的1249.6亿元,提高到6104.0亿元,总取水量28.01亿m3,比现状增加供水量11.87亿m3,可使六城市增加工业产值4854.4亿元。否则到2030年不增加供水量,将影响工业产值2588.6亿元,严重影响国民经济的发展。

  2.3缺水已使水环境不断恶化

  由于大量工业和生活废水排入河道,河流水质污染十分严重。由于地表水体的污染,地表水补给地下水,造成地下水水源也严重污染。辽阳市首山水源是鞍钢、鞍山市、辽阳市的主要地下水源,从监测结果看,污染比较严重。因此,国务院已决定将辽河流域水污染防治列为全国重点治理的“三河”之一,而浑河、太子河及大辽河则是辽河中下游污染防治的重中之重。由于该地区水资源贫乏,工农业缺水严重,水污染防治除环保措施外,保持河道内一定的环境流量也是必要的,但是目前没有水量保证。

  另外,由于缺水,地下水严重超采,形成地下漏斗,造成生态环境问题。为使地下漏斗不再恶化,使其采补形成良性循环,应压缩地下水开采量是十分必要的。总之,由于严重缺水,水环境不断恶化,不但影响人群健康,也使水资源不能持续利用,使本来用水紧张的局面更加紧张。由于本地区没有水量来保证环境用水量,如果不调水,水环境还将进一步恶化,不但水资源不能持续利用,还将严重影响城市居民生活用水和国民经济持续稳定发展。

  2.4缺水造成工农业争水日益严重

  浑、太地区目前不但工农业用水紧张,而且工农业争水日益严重。太子河上的汤河水库,原设计以农业供水为主,只供鞍钢弓长岭矿用水0.39亿m3,目前供给辽阳市鞍山市和鞍钢用水为1.81亿m3,完全变为以城市工业与生活供水为主;浑河上的大伙房水库,目前供给抚顺、沈阳、辽阳三市的工农业用水已很紧张,但是沈阳市又从大伙房水库引水1.46亿m3的城市生活及工业用水,对农业用水造成极大影响。一段时间内工农业争水将越来越严重,为了避免国民经济受到拖累,解决城市工业和生活用水水源成为迫切需要。

  2.5加速浑江流域水资源的开发利用

  目前浑江流域以水能资源开发利用为主,对已修梯级水电站应视作水资源系统和电力系统的一个组成部分,以总体效益最好为准则。当前辽河中下游地区沈阳等六座城市缺水,而且到2030年缺水更加严重。制约中国国民经济和社会发展的瓶颈之一就是水资源的短缺。

  为尽早解决沈阳等六城市水资源短缺问题,浑江流域除目前水能开发外,尚应贯彻综合利用原则,加速浑江流域水资源综合开发利用,变单一水能开发利用为水能和供水综合开发利用,不然一方面沈阳等六城市严重缺水,另一方面浑江大量的地表水仅用于发电后就白白流入鸭绿江,考虑到未来电能可以替代、而水资源不可替代的情况,因此应统筹兼顾国民经济各业用水,协调调水与发电矛盾,综合开发利用水资源,实现水资源优化配置,以取得总体效益最好。

  3大伙房水库优化调度方案

  大伙房水库输水工程是一个水库群联合调度的系统,该系统的特点是兴利调度研究系统大、目标多、随机性大、保证率各不相同。结合大伙房输水工程的实际情况,大系统应遵循分解-协调原理,将大伙房水库输水工程兴利调度研究分解为调入区大伙房水库的兴利调度研究和调出区西江、凤鸣的兴利调度研究两个部分,而后进行协调。

  大伙房水库优化调度方案采用多目标动态规划模型,用这个模型确定大伙房水库初始调度图,采用坐标轮换法进行初始调度图的调整。根据动态规划的基本理论,建立大伙房水库兴利调度多目标动态规划模型,并采用约束法和权重法将部分目标转化为决策约束和运行规则,将一个多目标问题转化为单目标问题进行求解。经过供水控制与调水限制线的调整后。

  大伙房水库输水工程的调度,①通过供水对调度线进行控制,供水的控制是图中的工业加大供水线、农业加大供水线以及农业限制供水线,通过供水线来控制。②对水库的入库进行控制,通过限制调水线对大伙房水库的入库进行控制,限制调水线把调度图划分为2个区:限制调水以下,浑江按可调水量及调水能力进行调水。限制调水线以上,浑江不调水[3]。

  4结语

  调水工程规模的确定受可调水量的影响,还要考虑设计水平年调入区的缺水情况,调节水库大伙房水库调节能力。调水流量的选择影响到大伙房水库的调蓄能力、调水保证率和经济合理性和增大调蓄难度等。调水工程调水过程要均匀,考虑到调水保证率和经济合理性,调水规模应控制在在55m3/s-70m3/s。从大伙房水库调节能力、调水保证率、调入区需水情况及工程投资等因素综合考虑,确定调水工程规模为70m3/s,大伙房水库多年平均入库水量17.47亿m3,多年平均调水量17.86亿m3。

  经大伙房水库调节后,可以解决辽宁中部六大城市工业与生活缺水19.10亿m3。因此,在保护水资源和强化推行工农业节水措施的同时,只有采取积极的跨流域调水措施,才能保证本地区经济平稳快速发展,才能解决浑江太子河地区严重缺水的问题[4]。

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  摘要:我国西南水资源丰富,总体开发利用程度较低。为构建清洁低碳、安全高效的能源体系,最大限度地利用全流域水能资源和发电能力,修建调节能力强的控制性水库是重要的工程措施。由于龙头水库建设条件复杂,工程技术问题突出,工程造价高,自身发电效益较差,导致控制性水库工程技术质量不易控制、经济评价受到影响、建设进程滞后。

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《辽宁省大伙房水库输水工程建设必要性浅析》

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