日照水库兴利调度方案探讨

王莹莹，公绪英,丁照平,王成民

(1.山东省水利勘测设计院，山东 济南 250000； 2.日照市日照水库管理中心，山东 日照 276800)

0 引言

日照水库为日照市三座大型水库之一，距离日照市区较近，承担着城市工业、城市居民生活供水以及农田灌溉任务，对日照市区的生活生产用水发挥着重要作用。水库兴利调度根据对历年来水、蓄水实况的分析，有计划地对入库径流进行调蓄，充分利用水库调蓄能力，尽可能满足各用水部门的需水要求[1]。

1 工程概况

日照水库位于日照市城西16 km傅疃河中上游，水库控制流域面积548 km2，是一座以防洪、城镇居民生活供水和工业供水为主，结合灌溉、发电、养鱼等综合利用的大(2)型水库。

日照水库工程始建于1958年，2000年被鉴定为三类险库，2005年对大坝安全鉴定存在的问题进行加固处理，2010年通过竣工验收。2015年水库增容工程批复实施，2018年印发了投入使用鉴定书。水库工程级别为Ⅱ等，设计标准为100年一遇，校核标准为5000年一遇。水库校核洪水位为46.95 m，设计总库容3.356 9亿m3，兴利水位为43.30 m，兴利库容2.070 7亿m3，死水位为46.95 m，死库容0.075 1亿m3。

2 兴利调算计算

2.1 兴利调度原则

根据日照水库来水特征、沭水东调、三库连通调水情况及城市供水、下游河道生态补水用水要求，结合水库及受水区内其他蓄水工程的调蓄能力，拟定水库的供水调度方式。合理调配入库水量和受水区当地径流，满足城镇居民生活供水、工业供水、下游河道生态补水、灌溉供水的用水需求。优先保证供水保证率高的用水户，即优先保障城镇居民生活用水、工业用水，其次为下游河道生态补水、灌溉用水。

2.2 兴利调度工况

考虑到三库连通工程的实施，本次兴利调度考虑现状及规划两种工况。不同工况下跨流域调水示意图如图1，图2所示。

现状工况沭水东调工程从青峰岭水库、仕阳水库取水经河道取水，在沭河庄科坝上汇合后通过沭水东调工程隧洞调水至傅疃河流域的日照水库，经日照水库调蓄后向日照市城镇居民生活及工业供水。

规划工况非汛期三库连通工程从青峰岭水库、仕阳水库取水经管道输水，在大徐家庄村东汇合后通过沭水东调工程隧洞调水至傅疃河流域的日照水库，经日照水库调蓄后向日照市城镇居民生活及工业供水；汛期沭水东调工程利用河道输水，将青峰岭水库、仕阳水库、峤山水库弃水以及沭河区间来水在沭河庄科坝上汇合后通过已建沭水东调工程隧洞调水至傅疃河流域的日照水库，经日照水库调蓄后向日照市城镇居民生活及工业供水，其中峤山水库作为莒县城市供水水源地，只考虑峤山水库汛期弃水汇入沭河作为可调水量。

2.3 日照水库自身流域径流量

1)日照天然径流量还原计算。日照水库设有水文站，具有长系列流量、水位及蓄水量观测记录，采用水文站实测资料根据水量平衡原理进行还原计算，经分析计算，日照水库多年平均天然径流量为16 951万m3。日照水库多年平均逐月天然来水量见表1。

表1 日照水库多年平均逐月天然径流量 万m3

2)日照水库自身流域现状工程下径流分析计算。现状工程条件下的来水量，是在天然径流量的基础上，扣除现状上游蓄水工程的蓄水量和用水量后的水量。日照水库现状工程条件下来水量由两部分组成：一是上游水库现状来水经调蓄后的下泄水量，另一部分是上游水库—日照水库区间现状工程条件下的来水量。

经计算，日照水库现状工程条件下的多年平均入库年径流量为15 400万m3。日照水库现状工程条件下多年平均逐月入库净流量见表2。

表2 现状条件下多年平均逐月入库径流成果表 万m3

2.4 跨流域调入水量

在确保调出水流域下游河道基本生态用水以及灌区灌溉用水量的前提下，在日照水库自身流域无弃水的情况下，将青峰岭、仕阳的富余兴利水及河道内富余雨洪水资源调入日照水库。

随着水库除险加固工程的实施及水文预报信息系统的完善，水库调度控制运用技术不断提高，水库可实现全年兴利水位控制。本次调算中，青峰岭水库根据水库实际运行情况，控制水位采用161.00 m以外，其他各水库的控制水位均为兴利水位。确定调出区流域青峰岭、仕阳水库的生态供水量、城市供水量确定水库可调限制库容Vout，采用长系列变动时历法进行调算，最终确定日照水库的调入水量。不同工况下跨流域调入日照水库水量见表3。

表3 不同工况下跨流域调入日照水库多年平均逐月水量成果表 万m3

2.5 各用水户需水情况

目前日照水库的用水户主要是城市供水、下游河道生态需水、灌溉需水。

从水库供水效益考虑，日照水库调水限制水位43.30 m(兴利水位)时供水效益最为显著，但日照水库调水限制水位太高也容易造成调水后日照水库自身流域发生洪水时弃水的问题。本次按照日照水库预留非汛期20年一遇洪水洪量2 193万m3考虑，将其作为日照水库调水限制库容。经分析，日照水库调水限制库容为19 265万m3，相应水位为42.5 m。选定日照水库调水限制水位42.50 m方案。日照城区需水量41.98万m3/d，保证率为95%。

下游河道生态需水量采用Tennant法进行分析[2]，取日照水库现状工程条件下径流量的10%计，即年需生态水量为1 540万m3，月需水量为128.6万m3。生态供水保证率按90%考虑。

日照水库灌区现状及规划灌溉面积为1.8万亩。考虑到日照市水资源状况及日照水库灌区现状，日照水库灌溉面积按1.8万亩进行调算。灌区多年平均灌溉净定额为156.5 m3/亩。灌溉水利用系数取0.65。灌溉用水保证率取50%。

2.6 供水调节计算

通过长系列时历法兴利调节计算分析其可供水量及供水保证率。根据日照水库站实测蒸发深资料。渗漏损失水量采用月平均库容的1%计算。起调水位为死水位28.90 m，死库容为751万m3。调算后用最后一年的年末库容作为起调库容再进行调算，直至起调库容与最后一年的年末库容一致。日照水库6月～9月上限水位采用相应汛期限制水位控制，其余月份上限水位采用兴利水位控制，超过该水位则弃水。

2.7 兴利调节计算结果

城镇居民生活和工业供水，供水保证率为95%，供水时间为全年，现状工况多年平均供水量15 107万m3，规划工况多年平均供水量15 052万m3；下游河道生态补水，供水保证率为90%，当下游河道控制断面低于最小生态流量时，水库进行生态补水。现状工况和规划工况多年平均供水量1 404万m3；农业灌溉供水，供水保证率50%，结合灌溉制度，水库进行灌溉供水。现状工况多年平均供水量285万m3，规划工况多年平均供水量273万m3。日照水库兴利调节计算成果表见表4。

表4 日照水库兴利调节计算成果表

2.8 兴利调节计算调度分区

将各典型年的计算成果绘制在同一张纵坐标为库水位、横坐标为时间的图中，各条线的下包线为初步确定的限制供水线，各条线的上包线为初步确定的加大供水线[3](见图3，图4)。

1)加大供水区(Ⅰ区)：上限为正常蓄水位，下限为保证供水线。当水库水位位于此区时，水库可视需要加大城市、生态、灌溉供水量。

2)保证供水区(Ⅱ区)：上限为保证供水线，下限为50%降低供水线。当水库水位位于此区时，水库按保证供水量方式供水。

3)50%降低供水区(Ⅲ区)：上限为50%降低供水线，下限为90%降低供水线。当水库水位位于此区时，水库可视需要降低灌溉供水量。

4)90%降低供水区(Ⅳ区)：上限为90%降低供水线，下限为95%降低供水线。当水库水位位于此区时，水库可视需要降低灌溉、生态供水量。

5)95%降低供水区(Ⅴ区)：上限为95%降低供水线，下限为死水位。

3 结语

日照水库有城市生活供水、工业供水、农田灌溉、生态流量等多项供水任务，需协调不同供水任务，使得工程供水效益最大化。兴利调度方案充分利用日照水库自然流域来水和跨流域调水，提高日照供水保障能力。