综合利用水库兴利调节计算的几种方法

熊 佳，彭扬平

(广东珠荣工程设计有限公司，广州 510610)

综合利用水库在实际运行当中，担负着较多类型兴利任务，在不同任务当中，在用水要求以及设计保证率方面具有着不同的要求。同水库所具有的单一任务特征相比，综合利用水利在兴利调节计算当中因不同设计保证率以及多种用水要求的存在，也将因此对兴利库容确定以及调节计算工作的开展带来了一定的难度[1]。在该种情况下，在实际水库兴利调节计算当中，则分别使用了保守库容挑大、主要任务选定库容以及简便化算保证率这几种方式进行兴利调节计算。在下文中，将以某水库实例为对象，根据该水库兴利调节计算对这几种不同方式在使用方面的差异进行比较分析，并对未来这部分方式实际应用当中需要注意的问题进行提出。

1 工程概述

我国南部某水库，该水库坝址以上的集水面积为60.6km2，多年平均降水量为1307mm。在计算水库径流方面，主要通过水文比拟方式的应用进行计算处理。多年来，该水库平均来水量为3600万m3，P=90%情况下枯水年来水量为2180万m3，P=95%枯水年来水量1880万m3，P=97%枯水年来水量1802万m3。

该水库是一种工业供水为主、城镇供水为辅的中型水库，其总库容为2007万m3。其中，城镇供水量为500万m3，保证率为95%。工业供水量为1560万m3，保证率为97%，下放环境水根据长时间该地区的平均来水量考虑为370万m3，保证率设计为90%。

2 兴利调节计算

在联系规范以及以往工作当中经常使用方式的基础上，以以下3种方式对该水库的进行兴利调节计算：

2.1 简便化算保证率法

为了对多级调节情况下所需的有效库容进行初步确定，在实际计算当中，将根据单级调节思路对一个经过化算的保证率进行拟定，在同多级用水量之和作为已知条件的基础上实现对应有效库容的确定。根据该水库供水任务，其具有3个不同的保证率以及不同保证率对应的需水量，将其分别设为P1、P2、P3以及q1、q2、q3。在此情况下，则可以将该水库的三级调节条件设定为：(P1，q1)、(P2，q2)、(P3，q3)。此时，化算保证率P化即为：

(1)

根据该式进行计算后，可以获得该水库多级用水总量为2430万m3，化算保证率为95.5%，根据该条件，在以单一任务兴利调节计算时，可以获得该水库所需兴利的库容为1560万m3。具体数据如表1所示。

表1 简便化算保证率法计算成果

2.2 保守库容挑大法

在不同的用水要求情况下，具有着不同的设计保证率。在实际运行中，当来水保证率同用水保证率相比较小时，即允许供水遭到破坏。在该思路下，则可以将不同用水情况根据其不同高低保证率进行排序处理，即先对低保证率情况下用水均满足情况下的库容进行计算，之后再以逐级的方式对高保证率情况进行计算。此时，对于低保证率用水，将以来水递减的原则对其所需的兴利库容进行计算。在该原则的基础上，即可以对多级保证率实际情况下所需的有效库容进行获得，将其中的大致作为实际设计当中的有效库容[2-4]。

在实际处理中，根据该水库三级不同的用水情况以及系列用水、来水情况对以下几种情况的兴利需求库容进行计算：

1)第一种方案，即在环境水保证率P=90%的情况下，城镇、环境以及工业方面的用水需求都能够得到满足，其中，各级用水量分别为500、360以及1560万m3。

2)第二种方案，在城镇用水保证率P=95情况下工业以及城镇在用水方面的需求能够得到满足，环境水方面，则将根据P=90%以及P=95%来水差异逐渐递减。此时，对其递减系数进行计算或为0.87，此时，工业以及城镇用水量保持不变，即依然为1560万m3以及500万m3，而环境用水则将减少为313万m3。

3)第三种方案，在工业用水保证率P=97%情况下，在这几种用水方式下，仅仅工业用水的需求能够得到满足，环境水方面，则将根据P=90%以及P=97%差异情况逐渐递减，其递减系数为0.79，此时，环境水则将减少为284万m3。城镇用水方面，根据P=95%以及P=97%差异情况逐渐递减，其递减系数为0.91，城镇用水因此减少为455万m3。在此过程当中，工业用水量值不变，依然为1560万m3。

根据上述几种情况计算后，可以获得兴利调节成果如表2所示。

表2 库容挑大法计算成果

从上表当中数据的研究与分析可以了解到，在将最大保证率为计算保证率、将保证率用水考虑来水差异进行扣减处理后，即能够获得最大的兴利库容成果，此时调节库容为1510万m3。

2.3 主要任务选定库容法

在该方式实际应用当中，不会对次要用水部门的设计保证率问题进行考虑。具体用水要求方面，在实际调节计算环节将根据全部满足进行处理。此时，则可以直接在来水当中扣除次要用水部门用水，而其余用水保证率则可以通过库容挑大或简便化算保证率法进行计算调节处理[5]。

同工业以及城镇用水相比，环境水不仅用水量小，其保证率低，可以将其视为次要用水部门在来水当中扣除。在实际计算当中，可以将其分为以下两种情况：第一种方案，即工业用水量为1560万m3、城镇用水为500万m3，以简便化算保证率法对两者的保证率进行计算，获得保障率值为95.4%。第二种方案，即工业用水为1560万m3，城镇用水以P=95%、P=97%来水差异逐渐递减，其递减系数为0.88，城镇用水方面，按照P=97%计算，获得成果如表3所示。

表3 主要任务选定库容法计算成果

3 水库兴利调节计算成果

在以上述几种方式进行计算后，获得的成果如表4所示。

表4 不同方法兴利库容成果

从上述结果可以了解到，在3种不同的方式当中，在使用保守库容挑大法进行计算后获得的库容最小，主要任务选定库容法最大，而简便化算保证率法居中。从简便化算保证率法过程看来，其在实际计算当中所具有的理论依据存在着一定的不足，从直观层面看来是一种折中的效果，并能够应用在分析当中。而在主要任务选定库容方式中，其在来水中扣除的情况下即能够实现环境水保证率的提升，将以此存在加大调节库容的情况[6-8]。在经过综合分析之后，确定以保守库容挑大法作为最终结果。

4 结 语

1)从简便化算保证率多级保证率化算为单一保证率过程看来，其是一种根据流量为权重的加权平均保证率，在理论依据方面存在着不充分情况，在实际应用当中，需要根据任务实际供水量设计保证率以及比例对结果进行判定，从直观层面看来其是一种相对折中的方案，所获的成果可以应用在分析当中。

2)在主要任务选定库容法计算当中，不会对次要用水部门的设计保证率进行考虑，在将其用水从来水中扣除的情况下，即以人为的方式对次要用水的保证率进行加大，并因此获得了偏大的成果。该方式并不适合应用在实际计算当中，如果确实使用，则可以使用在次要用水量比例非常小、且具有较高保障率的情况下。

3)保守库容跳大法在实际计算当中具有着较为清晰的概念，在取用折减系数方面也具有着一定的理论基础，可以将其应用为综合利用水库兴利调节计算的主要方式。

[1]刘建军,高金燕,张秀梅.桃林口水库汛限水位调整与蓄水关系[J].水科学与工程技术，2015(01)：67-68.

[2]杨爱平.水库兴利设计保证率的设计分析[J].水利科技与经济，2012(04)：54-56.

[3]朱凤林,罗海龙.白石水库兴利调节计算分析[J].现代农业科技，2011(11)：22-25.

[4]张民,谭涛,冯庆刚.安丘市下株梧水库兴利调节计算[J].山东水利，2010(08)：102-106.

[5]贾志峰,富飞.水库兴利调节及调洪计算的程序设计与应用[J].水利科技与经济，2010(12)：21-24.

[6]杨菊香.高红水库工程旁引库与拦河库联合兴利调节计算与研究[J].水资源与水工程学报，2009(02)：30-32.

[7]苗利芳,石政华,徐琼.兴利调节计算自动化模型的建立与实践[J].治淮，2011(12)：19-22.

[8]贺新春,李杰,庞立新.多水库联合兴利调节计算方法与模型研究[J].广东水利水电，2008(02)：69-70.