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（新疆水利厅头屯河流域管理处,新疆 昌吉 831100）
摘 要：头屯河水库是一座以灌溉为主,结合城镇生活和工业供水、防洪等综合利用的拦河水库,目前,头屯河水库工业供水用户主要是新疆八一钢铁集团有限责任公司.文章主要分析了给八钢供水能力现状及调度运行情况.
关键词：工业供水；调度运行模式；头屯河水库；水库调度中图分类号：TV145 文献标识码：A
文章编号：1009-2374（ 2010）34-0077-02
1. 头屯河水库基本情况
头屯河水库位于头屯河干流出山口的上游,是一座以灌溉为主,结合城镇生活和工业供水、防洪等综合利用的拦河式中型水库.水库于1965 年开始修建,1981 年主体工程基本完成,1983 年10 月竣工验收.控制流域面积1562km2.设计总库容2030 万m3.头屯河水库枢纽包括心墙土石坝、溢洪道、泄水涵洞、泄水隧洞、坝后分水闸.坝顶长423m,最大坝高51m,坝顶宽8m.头屯河水库原设计库容2030×104m3,其中死库容200×104m3,设计洪水位991.2m,校核洪水位992.4m,加固后正常蓄水位989.6m,防洪限制水位990.4m.
2. 工业供水工程现状
头屯河水库工业供水主要工程有地表取水构筑物和输配水部分,包括有库前拦淤坎取水口即龙口取水、库前4.5km长引水暗渠、工业供水调节池、水库库区泵站、水库隧洞支洞供水设施、坝后引水暗渠、概括起来有水库隧洞支洞供水和库外供水.水库隧洞支洞供水方式直接由水库隧洞的支洞控制经八钢引水暗渠和引水复线管线到八钢净化站、高位水池.库外供水方式包括有龙口直接供水、调节池直接供水、龙口与调节池结合供水、库区泵站直接供水,其供水途径为在库区上游河道取水( 龙口) 水和库区取水( 库区泵站),经引水暗渠与过水库大坝压力管线、坝后引水暗渠和引水复线管线到八钢净化站、高位水池.库外各供水工程与坝后暗渠和引水复线管线的衔接点在库前的消力池,如图1 所示.
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3. 工业供水调度运行分析
八钢工业生产用水对水质要求较高,在汛期来水含沙量超标的情况下,现阶段仅依靠某单一工程不可能满足八钢工业用水需求,必须结合水库防洪兴利调度、每年洪水到来的时间、洪水量的大小、浊度高低、沙峰持续时间的长短以及水库库水位的调整等因素,综合调度运用各个供水工程,才能基本保证八钢用水需求.
对于短时间内出现来水浊度超标,则通过频繁切换各种供水方案,满足工业用水水质要求.来水浊度持续一至两天超标,可以通过龙口结合调节池调度运行,满足八钢用水需求.来水浊度持续三天以上超标,调节池蓄水得不到及时补充,则调节池供水作用大大降低,需要结合供水支洞调度运行.如遇水库低水位运行,则可能出现限水供水的情况.
4. 供水量的保障
头屯河水库保障八钢工业用水供水浊度——含沙量大于5.0kg/m3,就超过了工业净化水的处理能力,造成工业停产.工业供水常规供水是由水库隧洞支洞供给,隧洞进口底高程961.0m,比泄水涵洞底高程949.1m 仅高12m,现阶段利用异重流排沙工业供水必须切换其他非常规供水方式.由于库容的大量损失,洪水期间含沙量大,一次不大的洪水入库,也会造成全库皆浑的局面,八钢不仅要停止生产,连生活用水也不得到保障.随着八钢生产经营规模的扩大和“钢城绿化工程”的全面铺开,八钢工业用水需求量呈逐渐上升趋势,为有效应对这一新情况,切实保障重点企业正常生产经营,供用水双方都能站在战略发展高度,着手头屯河水库工业供水工程的配套完善.八钢现在已是一个大型钢铁联合企业,对自治区国民经济生产起着举足轻重的作用,一旦停产就意味着重大经济损失,何况还有王家沟石油生产系统、头屯河区和乌市火车西站的工业城镇供水问题,其影响远超过农业供水上的损失.
5. 工业供水有五种供水方式,在不同条件下需配合使用
头屯河水库工业供水以隧洞支洞供水为主,库外暗渠供水为辅的运行方式.工业供水水质浊度应控制在5000ntu以内.(1) 隧洞支洞供水：一般库水位在975m 以上,且进库水质在5000ntu 内.
(2) 三道闸浮船供水：一般库水位在986.50 以上使用.
有三台潜水泵混流泵,每台出水量为0.45m3/s.
(3) 清水池泵站供水：清水池设计最高蓄水位996.0m,池容41.7×104m3,有三台潜水混流泵,一台出水量0.45 m3/s；另两台每台出水量0.48 m3/s.
(4) 工业引水暗渠供水：一般在进库来水水质不超过3000ntu 以内使用.
(5) 联合供水：即上述四种方式配合使用,保障工业供水安全.
在水库水位高于986.50m 时,八钢供水多以隧洞支洞供水为主.洪水来时,若支洞水质浊度有增大趋势,接近5000ntu 时,切换三道闸浮船抽取库面水供给.库水位在975 ～ 986.50m 之间,八钢供水以支洞供水为主.在水库水位低于986.50m 时,且进库来水浊度大于5000ntu 时,若支洞水质浊度有增大趋势接近5000ntu 时,将及时切换清水池供水.清水池蓄水在41.7×104m3,满足八钢用水三天.当进库来水水质浊度低于5000ntu,给清水池补水,同时可直接由工业引水暗渠给八钢供水.在这期间,将隧洞闸门打开,排砂.待隧洞出水水质低于5000ntu 时便可恢复支洞供水.冬季八钢供水,以支洞供水为主,为了充分利用涵洞、隧洞的渗漏水资源,通常封堵截制闸配合支洞供水.
6. 水库调度模式探讨
6.1 缺水阶段的应对措施
农业用水在4 月上旬开灌,冬季蓄水可以保障4 月份的农业用水,但5 月份进入春灌高峰期,库水位下降、库容减到最小限度,进库流量不能满足农业灌溉的需要,此时应采取与红岩水库、乌河等水系联合调度；同时动员下游灌区启动抽取地下水,做到灌区上下游之间,东西两岸之间、联合大调度的合理调,互补余缺,发挥水资源的作用,积极应对旱情.
6.2 丰水期水库调度
(1) 向红岩水库输水.6 月下旬至9 月中旬,除过水库泄洪外,可抓住时机向红岩水库均衡输水,储备调节水量.
(2) 进行水力冲沙.排沙时机应选择7 月上旬至9 月上旬进行,宜采取泄空冲刷方式,水库空库明流,利用汛期滞洪排砂的方式排沙.因为根据多年旬平均进库流量过程线看,峰值多出现在6 月中旬至8 月上旬阶段,且这个时间段来水量占全年的75% ～ 80%,输砂量占到全年的75% ～ 90%.8 月中旬开始入库流量逐渐减少,入库含砂量也减少,可以利用清水基流冲刷库内淤积,进行基流排砂,可以一直持续到9月上旬,是排砂的最佳机会.
目前头屯河水库、红岩水库、猛进水库实现联调,为了解决头屯河灌区春旱问题,化解工农业用水矛盾,在汛期通过头屯河坝后引水枢纽、红岩水库引水渠道将头屯河水引入红岩水库,在来年用于解决头屯河灌区春旱问题.水库联调重在“调”字,加强上下左右信息沟通,把头屯河水资源合理调度,发挥头屯河“高水地位”与作用,解决农业春旱用水及工农业用水矛盾.
头屯河水库调度运用按“蓄清排浑”方式运行,最大限度的减轻泥沙淤积的威害.按照已建立的《头屯河水库管理规程》水库蓄水过程为：上年11 月中旬至当年4 月中旬蓄水,以供应4 月中旬至5 月底春灌需要；6 ～ 7 月为洪水期,控制水库汛限水位,增加水库防洪库容,应对河道洪水可能带来的灾情；7 月下旬至8 月下旬,在保证防洪的前提下,尽量蓄水以供应秋播用水；9 月中旬至11 月中旬为秋冬灌溉期,低水位调节径流.
从上年11 月中旬至当年11 月中旬,称作运用年.
近几年通过水库调度运行,水库排沙减淤取得了一定的实效,积累了一定的经验.应继续加大水库排沙减淤力度,采取上拦下排和探索运用异重流排沙等多种方式,尽可能多恢复淤积的库容,提高水库调节水沙的能力.同时为保障工业供水提供条件,努力使水库效益最大化.
作者简介：马世红（1973-）,女,新疆昌吉人,供职于新疆水利厅头屯河流域管理处,研究方向：水库管理.
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