王亚娟

（新蔡县水利建设工程质量监督站，河南 新蔡 463500）

1 概况

1.1 项目概况

某县化工园项目建设规模为5×260 t/h循环流化床锅炉和4×30 MW 抽气背压式汽轮发电机组，分两期建设。一期建设3×260 t/h循环流化床锅炉和2×30 MW抽气背压式汽轮发电机组，剩余项目二期建设。项目主要水源来自石步河水库，该水库位于河南省某县石步河自然村，控制流域面积335 km2，水库总库容2781万m3，是一座以防洪、供水为主，兼顾农业灌溉、旅游开发及水产养殖等综合利用的中型水利枢纽工程。

1.2 水文资料

水库坝址下游16 km 处有水文站，集水面积748 km2，自1956年5月开始有实测水文资料至今。主要的观测项目有：降雨量、水位、流量等。三夹河的径流主要由降雨形成，径流分布大体与降水变化相近似。根据水文站实测径流资料统计，多年平均流量为7.45 m3/s，多年平均径流量为2.36 亿m3，径流的年际变化较大，最小为2004 年的0.30 亿m3，最大为1975 年的5.17 亿m3，最大为最小年径流量的17.30 倍。年内分配十分不均匀，一般是4 月开始涨水，5-6 月水量增加，7-8 月达到年内丰水期，9 月底开始降落，至下年1 月出现最枯流量；全年径流量主要集中在汛期（6-9月），期间径流量平均占全年径流总量的66.40%。

2 取水可行性计算分析

2.1 水平年上游水资源开发利用现状

2020年规划水平年上游各耗水对象的增长情况：农业人口增长率为6‰、非农业人口增长率为8‰；工业产值增长率为8%、牲畜按增长率为10‰、耕地以不变值计算，预测石步河水库坝址以上流域2020年人畜饮水、工农业用耗水量：丰水年（P=20%）用水量共计为868.50万m3，总耗水量为512.40万m3，新增耗水量129.50万m3；平水年（P=50%）用水量为918.50万m3，总耗水量为541.90 万m3，新增耗水量为159 万m3；枯水年（P=80%）用水量为968.50 万m3，总耗水量为571.40 万m3，新增耗水量188.50 万m3。远期丰、平、枯水年新增耗水量分别占流域内水资源总量的1.22%、1.51%、1.79%；对石步河水库取水影响较小。

2.2 年径流频率计算

对1956-2004年48个水文年的年径流系列进行频率计算，经验频率采用数学期望公式，频率曲线线型采用皮尔逊Ⅲ型，根据适线结果和频率计算，可求得石步河水库坝址年径流统计参数及不同保证率相应的设计年径流量，具体见表1。

表1 石步河年径流系列频率计算成果表单位：万m3

2.3 用水量分析

水库死水位145.23 m，死库容408 万m3；防洪限制水位146 m，相应库容520 万m3；兴利水位150.50 m，兴利库容1286 万m3。146～150.50 m 之间的库容为防洪与兴利的结合库容，为1 174 万m3。50 年一遇设计洪水位为151.78 m，相应库容为1 992 万m3；1 000 年一遇校核洪水位为154.04 m，相应库容为2 892 万m3。非溢流坝坝顶高程确定为154.10 m，防浪墙高1.20 m，防浪墙顶高程155.30 m。水库的主要供水任务为：满足0.20 万hm2农田灌溉、年500 万m3工业用水以及保证向下游河道下泄0.35m3/s生态用水。

根据水库建设任务，石步河水库兴利目标及用水次序、保证率如下：①工业供水：优先保证向该地区某碱矿供水，年均匀供水500万m3；供水保证率不低于90%；②生态用水：确保生态流量不小于0.35 m3/s。即使在枯水季节，水库蓄水用于向工业园区供水及灌溉的同时，还需向下游河道补充生态用水，保证下游河道生态流量不小于0.35 m3/s；③灌溉用水：水库在满足工业用水、生态用水之后，考虑农业灌溉用水；可控制灌溉面积0.20万hm2；供水保证率旱作物不应低于50%。

目前，水库下游农业灌溉某化工专业园区工业供水工程已经建成，供水管线在桩号0+050分水口向下游河道放水，在0+050处设计引水流量3 060 m3/h（0.85 m3/s）。在分水口5+600处引水流量为0.60 m3/s，供给化工专业园区工业用水。在桩号5+850 采用泵站加压输水至配水点，桩号13+764.80 处设三通阀分水口，一支向化工专业园区供水，一支向水厂及净水厂供水。按照已建石步河引水管线供水能力，以0.60 m3/s向化工专业园区工业供水，年最大供水能力可以达到1 892万m3。

2.4 可供水量分析

水库径流面积335 km2，多年平均径流量10 834 万m3，P=75%径流量6 067 万m3，设计水平年下游灌区及工业园区需水量为1 720 万m3，占水库来水量的29.20%，水库调节方式为不完全年调节。兴利调节按“兴利与防洪部分结合”的方式进行，调节计算采用长系列逐月过程调节法。石步河水库调度控制及弃泄水原则：结合水库的防洪调度，汛期7 月初至9 月底以146 m为限制水位，当库水位超过146 m时，通过泄洪闸控制将库水位降至与泄洪闸底部高程齐平，多余洪水从泄洪闸排出弃泄；到汛末9月底闸门下闸蓄水至正常蓄水位150.50 m，并保持该水位至次年6月底，以保证0.20万hm2灌溉用水、某碱矿均匀供水年用水500万m3，下游河道生态流量不小于0.35 m3/s的用水要求。超过此水位即弃水；当水库水位降至145.23 m，即库容为408万m3时用水破坏。

石步河水库按照工业供水、生态用水供水目标不变，灌区分近期发展灌溉面积333.33 hm2和远期灌溉面积0.20 万hm2，分别进行长系列调节计算，情况如下：①近期灌溉：优先向工业园区供水500 万m3，生态流量0.35 m3/s，灌溉333.33 hm2耕地。经调节计算，48年中工业供水破坏年数为2 a，保证率95.80%；生态供水破坏9 a，保证率81.30%；灌溉供水破坏年数为9 a，保证率81.30%。在满足工业园区热电联产项目供水保证率97%的情况下，最大可供水能力为373万m3。②远期灌溉：优先向某工业园区供水500万m3，生态流量0.35 m3/s，灌溉0.20万hm2耕地。对48 a 长系列来水资料进行分析，工业供水破坏年数为3年，保证率93.80%；生态供水破坏13年，保证率72.90%；灌溉供水破坏年数为18年，保证率62.50%。在满足工业园区热电联产项目供水保证率97%的情况下，最大可供水能力为251万m3。

该县化工专业园区用水项目投产后需要由“石步河水库下游农业灌溉暨某化工专业园区工业供水工程”供水365.40万m3（609 m3/h），按照工业供水365.40万m3，生态流量0.35 m3/s情况下灌区未建、近期灌溉、远期灌溉3 个方案分别进行调节计算分析，灌区未建、近期灌溉面积333.33 hm2情况下，可满足热电厂年365.40 万m3取用水97%供水保证率要求；远期灌溉面积0.20万hm2情况下，石步河水库不能满足热电厂97%供水保证率要求，热电联产厂缺水为114.40万m3。

3 结语

远期石步河水库满足规划的0.20万hm2灌区灌溉情况下，缺水114.40 m3，缺水部分由污水处理厂再生水作为循环冷却水水源，经深度处理后的再生水，水质满足热电厂循环冷却水水质要求，部分生产用水，如化学制水用水和生活用水等水质要求高，经深度处理后的再生水水质仍达不到要求，需由某县石步河水库下游农业灌溉暨某化工专业园区工业供水工程提供水源是可行的。