谈水库库容的计算方法
谈水库库容的计算方法
□李
猛（吉林省梅河口市水利局水土保持工作站，吉林梅河口１３５０００）
【摘要】水库库容是水库前期论证的主要工作成果，也是水库调度运行的重要参数，其精度直接影响水库工程的建设规模、蓄水效果、调度运行及工程投资等。针对目前潮汐河口水库库容常规计算方法中存在可靠性低，实用性不强等缺点，笔者结合水库工程，采用定性定量相结合的方法，谈谈水库库容的计算方法。
【关键词】水库工程；建设规模；潮汐；水力计算
随着社会经济的发展和人民生活水平的不断提高，对饮水水质的要求越来越高。上海作为典型的水质型缺水的城市，目前供水水源地主要由黄浦江上游、长江口陈行水库以及部分内河和地下水组成。地下水蕴藏量有限，开采量受到严格控制；黄浦江的水量、水质均不能满足本市发展的需要；长江口陈行水源地库容偏小，避咸蓄淡能力不足。为此，上海将加快实施长江口青草沙和崇明岛东风西沙新水源地建设，提高避咸蓄淡能力，打造“两江并举、多源互补”水源地新格局，确保城市居民的饮用水安全。
水库的建设规模是水库前期论证的主要工作成果，也是水库调度运行的重要参数，其精度直接影响工程的蓄水效果、调度运行及工程投资等。在受潮汐影响较大的式估算水库库容。
一、咸潮入侵规律与最长连续不宜取水天数１、咸潮入侵规律
淡水来源和淡水量是影响水库库容设计的关键因素之一，位于潮汐河口的供水水库在枯水期受海水咸潮入侵威胁严重，淡水量与所处水域内盐水倒灌的强弱程度及规律、特性直接相关。因此，咸潮入侵规律是研究潮汐河口供水水库库容的前提条件，是河口水源地水资源开发利用的最大制约因素。
以长江口为例，长江河口系三级分叉四口入海的分潮汐河口。从整体上说，长江口的咸潮入侵源只有一个，即外海海水。但由于长江口呈多级分叉多口入海的形势，各叉道的过水断面、分流比、潮波传播速度不同，出现咸潮入侵源的派生现象，使得长江口的盐度分布非常复杂。
长江口盐水入侵有四条途径：南槽、北槽、北港和北支。一般而言，北支的进潮量约占整个长江口进潮量的２５％，但是进入北支的径流量目前只有不到５％，所以，北支口门连兴港断面处的盐度几乎与正常海水盐度相当，到北支上段青龙港处，枯季盐度仍然较高，这股高盐水随北支涨潮流上溯至崇头后被推出北支上口，然后绕过崇头倒灌侵入南支，使得南支水域出现盐度超标的现象。如东风西沙水库工程水域咸潮主要来源于北支盐水倒灌，集中发生在大潮前后，最严重的时期为每年枯季的２－３月份，特点是咸潮超标次数多、持续时间长。因此，咸潮入侵规律直接影响了淡水取水时间和淡水取水时机。
２、最长连续不宜取水天数
根据《中华人民共和国地表水环境质量标准》，集中式生活饮用水地表水源地补充项的取水口不宜取水，该状态下的历时称为连续间近十年来咸潮入侵最为严重的１９７８－１９７９年和１９９８－
下：
Ｖ＝Ｇ咸＊Ｌ＊（ｌ＋Ｓ）＋Ｖ损Ｇ咸＝Ｇ非咸–Ｇ＊Φ
式中，Ｖ为水库调蓄库容（供水库容）；Ｇ咸为咸潮期供水规模；Ｌ为咸潮期最大连续不宜取水天数；Ｓ为原水输送综合损失率；Ｖ损为考虑蒸发、降雨和渗漏等影响的水量损失；Ｇ非成为非成潮躬供水规模；Φ为威潮期原水供水折减系数。
２、盐度过程调节计算法
《水利工程水利计算规范》（ＳＬ１０４－９５）中６．２．１节“供水水库或以供水为主的水库，应通过水库调节计算，提供供水量、调节库容与保证率相互关系的成果，为选择水库规模和征水位提供依据”的要求。
１９９９年为典型年，对各方案边界条件下的最长持续时间和咸潮期可取淡水时间进行分析。其中，方案１：１９７８－１９７９年，咸潮最长持续时间２６天，可取水时间３天；１９９８－１９９９年，咸潮最长持续时间１２天，可取淡水时间３天。方案２：１９７８－１９７９年，咸潮最长持续时间１３天，可取水时间５天；１９９８－１９９９年，咸潮最长持续时间７天，可取淡水时间６天。为在现状地形条件下，综合考虑三峡水库运行调度、南水北调工程和沿江引水的影响；方案２为在现状地形条件下，考虑北支中束窄规划全部实施后，综合考虑三峡水库运行调度、南水北调工程和沿江引水的影响。
二、水库库容的计算方法
水库库容是水库调度的重要参数，它的精度高低直接影响到水库的发电、防洪、灌溉等工程效益。就水库库容的计算方法而言，常规的地形法、断面法、混合法等，耗用的人力、物力较多，且较适合一般的调蓄水库。一般调蓄水库是指以防洪为主，兼顾供水的一般性水库，如浙江的对河口水库。此类水库的库容计算一般是根据河流的水文条件、坝址的地形地质条件和各用水部门的需水要求，经综合分析论证，来确定水库的各种特征水位，进而确定相应的库容值。因此类水库一般不涉及咸潮入侵，且上游来水量基本可以保证，所以，计算依据主要考虑防洪要求。
对于潮汐河口供水水库的库容目前常用的计算方法主要采用用水量平衡法，根据计算手段的不同，可分为两大类：
１、公式法
供水水库的库容与供水需求、供水保证率、最长连续不宜取水天数及多年平均蒸发量和降雨量等因素相关，具体计算公式如