调节水库在长距离输水工程中的应用

调节水库在长距离输水工程中的应用

字先文高洪月

楚雄欣源水利电力勘察设计有限责任公司

摘要：在长距离输水工程中，通常都会设置多级别的泵站，但各级泵站的蓄水能力和调节能力完全不同，如果不再整体输水线路中建设调节水库，将会出现上下级运行不匹配、设备故障等情况，为此，文章通过案例分析的方式，论述了调节水库在长距离输水工程中发挥的作用，并在此基础上浅谈几点对调节水库的认识，希望能够为其它长距离输水工程提供参考。

关键词：调节水库；长距离输水工程；作用分析

某市建设了一项重大的引黄工程，其中必须进行大规模的跨流域调水，这就需要修建调水工程，其全长在450km左右，在整个工程中，主要有两个调节水库，发挥着和不同的作用，其中一个水库Ⅰ（下文简称为Ⅰ水库），另一个水库为Ⅱ（下文简称为Ⅱ水库），Ⅰ水库位于主干线部分，总长度在44km左右，通过渡槽、隧洞实现的跳水，年引水量在12亿立方米作用；Ⅱ水库在南部干线位置，是南部干线调试的关键枢纽，全长在81km左右，通过输水管道或管洞全年可实现输水和供水6.4亿立方米。此项工程十分重要，为此文章分别分析两座关键水库的在长距离跨流域水中发挥的作用，并提出几点关于调节水库的认识。

一、案例工程中Ⅰ调节水库的作用

Ⅰ水库具备出库流量大、水量大、库容量等优势，而且与工程总干线有着紧密的联系，如果工程的水位变化幅度处于较大的状态，那么调节水库的水位位置也会随之发生变化，这样就可以根据此调节水库的泄流量情况与库内水位的变化情况调节水泵的升降。另外，此水库还有一个作用，可以根据其泄流量情况确定水库防水闸门的开合度，Ⅰ水库的变化情况与总干线的水位变化情况紧密相通，而且总干线水泵的水流量与其泄流量相匹配，所以可以为跨流域调水提供准确的信息，保障了调水的科学性[1]。同时，该水库在空库充水过程中，相关技术人员可以通过水位的变化情况，为泵站一起的使用和调整提供参考依据。除此之外，Ⅰ水库在运行工程与闸门开合度以及总干线水位情况保持着密切的联系，这为技术人员研究闸下孔口之间的流量情况以及超声波流量统计提供了原始的参考资料和对比数据。

二、案例工程中Ⅱ调节水库的作用

Ⅱ水库具有库容量大的优势，在调节过程中能够持续进行水运输，如果没有Ⅱ调节水库，想要跨流域实现大规模调水，智能采用泵站抽水的方式，但这种方式已与实际的运输情况难以配套，因此，必须只有具备这样搞调蓄能力的水库才能满足引黄工程大规模调水的需要，而且能够适应引黄工程含沙量大、气温等客观因素，为各项机组的持续稳定运行和调水水质提供了保障。

三、关于调节水库的几点认识

对于调节水库（如图1所示）的作用。从上述的案例分析中可以看出，在进行长距离调水时，调节水库发挥出的调蓄作用是十分重要的，尤其是各地区建设的引黄工程，多数都是高扬程、多级提水的工程必须具备这种大型的调节水库。否则将会出现总干线水泵与三级以下水泵站的运行能力完全不想符合的情况，这样工程的泵站将无法处于最佳的运行状态，而且也可能造成大级别泵站突然停止运行，另外，在没有调节水库的情况下，将会造成不必要的水资源浪费和弃水损失[2]。

对于调节水库的建设位置。调节水库在建设过程中，尽可能选择运行条件变化较大的位置进行建设，这样能够充分进行水流量调节，而且有利于整个运行系统的稳定。文章案例中Ⅰ调节水库在位置上是与总干线中一、二水泵保持着串联的形式，这样缩小了一、二水泵与三级水泵之间的引水量差距和水位变化差距，所以上游部分调节的大水量通过调节水库的作用，满足下游的泵站需求，而且也不会出现水量过大，导致三级水泵运行出现故障或不稳定等情况。案例中Ⅱ水库的位置处于下游连接位置的较前段，发挥了满足室内水厂用水的作用，另外，通过总干线调取的水，能够充分供应沿线城市市内的用水量，并保障了水流不受污染，大大的节省了泵站的运行时间，充分的提高了泵站的运行效率[3]。因此，调节水库的位置十分重要，必须建设在最合适的位置上，才能充分的发挥出其作用。

对于调节水库的建设规模。在进行调节水库建设过程中，对于规模要考虑两方面，一是输水工程的实际需要，二是建设的可操作性。从输水工程的实际需要角度来讲，在建设过程中还需要考虑到发生临时事故或紧急情况时时应急库容的能力，例如，在系统运行过程中，突然出现机组运行故障，并发现其中一台设备已停止运行，对于这样的情况，需要在最短的时间内找到故障原因，并解决故障会设备的正常运行，或启动系统的备用机组，但在启动过程中水库的库容量必须满足下游区域的供水需求。所以，在确定调节水库过程中，要充分考虑两项内容，而且至少要做好两项保障，否则一旦出现设备故障，可能会造成系统瘫痪，造成严重的经济损失和资源浪费。另外，如果调节水库处在末级级别上，应考虑到其储备容量问题，如果上游的机组停止运行，调节水库的水量储备也要能够满足下游用户的正常用水[4]。除此之外，在长距离进行输水时，如果各级泵站的建设较远，那么后一级的泵站要适当的进行前池扩大，使其自身也具备一定的调节功能，这样能够有效的降低弃水损失，例如，文中叙述的案例，其调节水库与三级泵站之间有着30km的距离，当三级泵站出现事故导致设备停止运行后，调节水库需要立即进行关闸，因为其前池有近200000立方米，其如果做出弃水，那么将会造成巨大的损失，所以可以通过扩大三级泵站的前池来降低弃水损失。

除此之外，在进行调节水库建设中，还要根据不同的建设需要和输水工程的实际作用从经济的角度进行水库规模建设设计和位置设计，但在位置上最好选择变化情况比较大的位置，如果无法在其位置上实现，最好选择在相对变化比较大的位置上，这样才能提高设计内容的可操作性和可行性，另外，在建设过程中，一定要控制调节水库的质量，保障其能够持续运行满足输水工程长时间的工作需要，从而充分的发挥出调节水库的作用和价值。

结束语

综上所述，在长距离输水工程中，由于各级泵站的能力之间存在着差异，尤其是在工程中具备多级泵站的情况下，要想实现大规模调水十分困难，而且在输水过程中受距离的影响实现大规模水调节也会花费较高的经济成本，所以为了均衡的分配输水工程的调节压力，降低弃水造成损失，应进行调节水站建设，同时要在建设过程中要着重对于规模、位置、等级等几项内容进行科学、合理设计，合理发挥输水工程的调度作用，并使其能够实现可续利用和发展。

参考文献

[1]郭晓朦，孙西欢，李永业等.长距离输水系统中调节水库水力特性的试验研究[J].中国农村水利水电，2014，27（11）：121-126.

[2]杜强强，朱航威.浅析闲林水库在千岛湖引水工程中的地位与作用[J].水利建设与管理，2014，34（6）：66-69.

[3]刘卫华.李家河水库重力流输水工程中调节池消能的模拟研究[D].西安建筑科技大学，2014.

[4]朱奕.南水北调京石段节制闸调节引起的水力响应分析研究[D].华北水利水电大学，2015.