第三章 水量配置与配套工程
水量配置与配套工程确定了受水区、水量配置、蓄能力分析和增加调蓄能力的措施方案初步分析。
第一节 水量配置
根据关中地区水资源供需平衡结果,结合供水工程的规划布局,初步拟定引汉济渭直接受水区为:西至宝鸡,东到华阴,南界秦岭,北至武功、泾阳、三原一线,涉及西安、咸阳、宝鸡、渭南、杨凌五市区的26个县市区,总面积约1.85万平方千米。
调水量配置。引汉济渭一期工程调水量约为5.0亿立方米,可通过黑河下游的金盆水库已有及拟建的供水管网,分别配给西安、咸阳、渭南、宝鸡、杨凌所辖的供水区,供给河道外用水约4.25亿立方米,余水为水量损失,也可补充部分河道内生态环境用水,见表2-3-1。
表2-3-1 引汉济渭工程受水区水量配置初步方案
2020年总引水量达到设计规模15.5亿立方米,除补充受水区26个市、区(县)13.46亿立方米外,其余2.04亿立方米为水量损耗和通过置换方式补充河道内生态环境用水的不足。
第二节 调蓄能力分析
引汉济渭工程规划推荐混合方案,从黄金峡水库库区抽水后,再以输水支渠汇入三河口水库,经三河口水库对汉江黄金峡抽水入库水量和子午河来水进行联合调节后,以约63千米越岭隧洞自流进入黑河。调水进入黑河金盆水库库区后,规划在水库左岸增建输水隧洞(兼发电),规划洞径5米,长约1000~1200米,出口建坝后电站,利用调水量扩机发电,扩机容量2.7万千瓦,发电后进入渭河流域水资源的配水系统。
一、三河口水库对引汉济渭调入水量调节结果
三河口水库对黄金峡调入水量和坝址以上天然来水进行联合调节。根据调节计算结果,初步拟订调节库容2.6立方米,平均年供水量为15.12亿立方米,年供水保证率为76.9%,月供水保证率93.8%。但考虑到在特枯年份,引汉济渭可能将尽量少抽或不抽取汉江干流水量,以避免与国家中线水源水量产生矛盾;从提高供水保证率、特枯年份应急预案及供水安全等方面考虑,受水区应该有一定规模的调蓄水库对调水量进行调节。根据调节结果,初步拟订受水区的调蓄水库规模为5000万~11000万立方米。
二、增加调蓄能力的措施方案初步分析
黑河金盆水库对引汉济渭调入水量基本为“穿库而过”,无调节作用。三河口水库由于地形、库盆条件和移民淹没等原因,以及已开工建设的西安—汉中高速公路等原因,库区最高水位不能超过643.00米,所以三河口水库规模也不可能再增大,其规模已达到可利用上限。而三河口水库对引汉济渭调入水量调节结果,年供水保证率为76.9%,低于城市供水保证率的要求(不低于90%~95%),若考虑到受水区城市供水为多水源,且计算月供水保证率93.8%,总体规划阶段可初步认为保证率基本满足要求。
从黑河金盆水库大坝加高、陈家坪水库及受水区分散调蓄等途径,初步分析比较增加调蓄能力的措施方案:从地形条件来看,黑河金盆水库坝址两岸地形可满足大坝加高要求;但存在左岸古河道渗漏以及右岸2号滑坡等地质问题,再者水库水位抬高牵扯到库区左岸G108国道改线问题。
三—黑(三河口—黑河)越岭输水隧洞应满足自流输水进入已建成的黑河金盆水库,而金盆水库正常水位抬高,必将影响到隧洞进口抬高。根据三河口水库和黑河金盆水库库容曲线,估算黑河金盆水库正常水位(594.00米)抬高1.0米相应库容增加约500万立方米左右,而三河口水库死水位(617.00米)抬高1.0米相应库容损失约1000万立方米左右,所以从三河口水库和黑河金盆水库二者有效库容角度来说抬高黑河金盆水库正常水位不合算。黑河金盆水库不具备大坝加高的可能性。
三、黑河陈家坪水库作为受水区调蓄水库的可能性初步分析
为加强水资源优化配置调控能力和提高引汉济渭供水保证率,提出了陈家坪水库作为黑河金盆替代水库调蓄黑河流域径流,而置换出黑河金盆作为引汉济渭受水区调蓄库。
规划中陈家坪水库是抽水方案的骨干调蓄工程。坝址位于黑河金盆水库回水末端以上支流陈家河口以下800米处,河床高程605.00米,以上控制流域面积1372平方千米,平均年径流量5.69亿立方米,规划水库调节库容2.16亿立方米,死库容0.16亿立方米,相应正常高水位779.60米,死水位660.00米。
陈家坪水库属Ⅱ等大(2)型工程,永久性主要建筑物级别为1级(坝高超过130米),次要建筑物为3级,其设计洪水重现期为500年,相应洪峰流量5000立方米每秒,校核洪水重现期为2000年,相应洪峰流量6290立方米每秒。水库设计洪水位为782.38米,校核洪水位为784.15米。
陈家坪水库由大坝、泄流排沙底孔及坝后电站等几部分组成,初选大坝坝型为混凝土拱坝,规划最大坝高185米,坝顶长396米;泄流排沙底孔布置于大坝右侧的山梁内,兼作施工导流洞,进口尺寸8米×8米,进口底高程612米;电站厂房布置有两个方案,一是布置在大坝左侧山体内,为地下厂房,二是布置在坝体溢流段的底部,为房顶溢流式,电站压力洞进口高程654米。
金盆水库与原规划(抽水方案)陈家坪水库对照见表2-3-2,可以看出陈家坪水库可作为黑河金盆替代水库调蓄黑河流域径流,而置换出黑河金盆作为引汉济渭受水区调蓄库是完全可行的。
表2-3-2 金盆水库与原规划(抽水方案)陈家坪水库对照表
受水区分散调蓄。受水区分散调蓄规模为5000万~11000万立方米,相当修建5~10座1000万立方米的中型水库,而受水区关中地区可建中型或小(1)型水库地形和库盆资源已基本开发,已没有合适的建库条件。若将5000万~11000万立方米调蓄规模分散到大、中企业等用水户,建设大量蓄水池等建筑物,不但代价高、实施难度大,更重要的是不利于水资源的优化配置。初步分析,受水区分散调蓄不可行。
根据以上分析,黑河金盆水库不具备大坝加高的可能性,受水区分散调蓄代价高、实施难度大,且不利于水资源的优化配置。而规划的陈家坪水库具有较好的建设条件和调蓄能力,为加强水资源优化配置调控能力和提高引汉济渭供水保证率,陈家坪水库可替代金盆水库调蓄黑河水量,而可由金盆集中调蓄引汉济渭水量。为此,建议保留陈家坪水库建库条件,并对其进一步进行规划研究。
第三节 配套工程方案
引汉济渭工程通过黑河金盆水库可直接进入关中地区已有和拟建的供水网络系统,进行统一调配。目前沿秦岭北麓已建成石头河至西安供水渠道,已开工修建咸阳市石头河水库供水工程的过渭工程;宝鸡市石头河输水工程的前期工作正在进行。根据关中地区已有和拟建的供水网络系统,提出引汉济渭一期、二期配套工程初步方案如下。
一、一期配套工程初步方案
根据确定的配水方案,一期工程将供水到西安市、咸阳、渭南和宝鸡市,其中西安2.70亿立方米、咸阳0.75亿立方米、宝鸡市0.60亿立方米,而供给渭南市的0.60亿立方米的水量初步计划通过水权置换的方式由其他工程调整供给。初步拟订通过已开工修建过渭工程向咸阳市供水,因此本阶段配套工程包括新建黑河向西安市输水工程,新建石头河向宝鸡市输水工程。
西安市黑河输水工程:沿原西安市黑河输水线路,并行修建一条新的输水线路,即从渠首进水闸到曲江水厂,全长86千米。
宝鸡市石头河输水工程:从石头河水库库区引水高程731米起,沿石头河、渭河向西行至宝鸡市(高程650.00米),全长约46千米。
二、二期配套工程初步方案
根据确定的配水方案,二期工程的配套工程包括新建黑河向西安市输水工程,新建石头河向宝鸡市输水工程,新建黑河向咸阳市输水工程,新建黑河向渭南市输水工程,其中黑河输往西安市、咸阳市、渭南市的管线有约47千米的共用部分。
西安市黑河输水工程:线路与一期方案并行布置,全长86千米。
宝鸡市石头河输水工程:线路与一期输水工程平行布设,沿石头河、渭河向西行至宝鸡市,全长约46千米。
咸阳市黑河输水工程:沿黑河向西安市输水线路,经过约47千米的共用管线后,再折向北经37千米到达咸阳市。
渭南市黑河输水工程:先经过47千米三市共用管线,再向北与咸阳市共用29千米管线后,折向东行81千米后到达渭南市。