头屯河水库泥沙对工业供水调度影响研究

第21卷第5期2015年5月水利科技与经济WaterConservancyScienceandTechnologyandEconomyVo1．21No．5May．，2015头屯河水库泥沙对工业供水调度影响研究赵鹏(新疆水磨河流域管理处，乌鲁木齐830000)[摘要]头屯河水库是八钢集团唯一的生产用水水源地，水库安全运行和水质标准是八钢集团正常生产用水的重要保障。针对头屯河水库泥沙危害和供水调度系统进行了分析，结合工程情况和供水要求，初步提出符合头屯河水库现阶段水情的新头屯河水库供水调度模式，以期能更好地发挥头屯河水库“兴水利，除水害”的综合功能，保障八钢集团工业用水的水量、水质要求。[关键词]库水位变化；工业供水；头屯河水库[中图分类号]TV697．3[文献标识码]B[文章编号]1006—7175(2015)05—0066—021概况的八钢生产用水水量和对含沙量及水质要求得到保证。新疆头屯河水库位于头屯河出山口，距离乌鲁木齐市及昌吉市各约40km。水库于1965年开始修建，1971年开始给新疆八一钢铁总厂供水部分投入运行，1981年基本建成，1983年10月竣工验收。头屯河水库是一座以灌溉为主，结合城镇生活供水、工业供水、防洪等综合效益的中型山区水库¨j。水库枢纽包括心墙土石坝、溢洪道、泄水涵洞、泄水隧洞及下游分水闸。坝顶长423m，最大坝高51m，坝顶宽8m。总库容1261×10m，其中调节库容876X10m，死库容200X10m，正常蓄水位989．6m，校核水位992．54m，排沙最低水位989．60m。头屯河水库是宝钢集团新疆八一钢铁有限责任公司(以下简称八钢集团)唯一的生产用水水源地，年供水量2800X10m，八钢集团在新疆经济中占有重要地位，因此钢厂用水要求保证率高。头屯河水库作为八钢集团唯一水源地，可以使占新疆钢铁总产量90％2水库存在的问题由于历史原因，头屯河水库是个“三边”工程，工期长达十几年之久，工程施工质量很差，加之设计中有些方面考虑欠周，大坝建筑物存在不少问题。同时，由于泥沙淤积的危害，给头屯河水库运行调度管理实践带来诸多压力，水库工程本身及其运行管理方面存在以下问题：2．1泥沙淤积危害头屯河水库自开始蓄水，为保证下游八一钢铁公司工业用水水质(含沙量不大于5．0kg／m)，不能“蓄清排浑”运行j。到1999年水库泥砂淤积总量达1500×10m，占总库容的75％，不仅兴利调蓄能力日益降低，而且危及水库本身防洪安全，直接影响到水库的使用寿命。因此，头屯河水库泥沙清淤迫在眉睫。水库水沙量统计见图1。+汛期来沙量(10t)—汛期年平均来沙量(1O-．_汛期来水量(10。m)+年平均来水量(1o8m，)‘、．．^．一一二．、_-|=-·一-●，一-一—_图1水库水沙量统计表由图1可知，1995—2006年头屯河水库多年平均人入库悬移质沙量118．66×10t，汛期平均为库水量2．44×10。m3，汛期平均1．60X10。m3；年平均104．43×10t；年均推移质沙量为14．24X10t。水库汛[收稿日期】2014—11—25[作者简介】赵鹏(1979一)，男，新疆乌鲁木齐人，助理工程师，主要从事水利水电工程管理工作一66一¨m8642O∞∞∞∞∞o32211赵鹏：头屯河水库泥沙对工业供水调度影响研究第5期期平均来沙量730．59×10t，洪水期平均泥沙含量481kg／m，多年平均含沙量为3．49kg／m。汛期最大来沙量出现在1999年，为249．81×10t，最小来沙量为2001年的23．89×10t。10年间水库平均来水量基本保持不变，年平均含沙量由2000年有所减少，但水库汛期来沙量和含沙量波动比较大，说明水库来沙量主要集中在汛期，汛期入库泥沙量分别占年平均泥沙量的65．6％和88．O％[。2．2泥沙对库容的影响水库正常运用时是蓄水运用，并考虑保证工业用水质量，不考虑用水库的调度加强排沙，所以排沙比较小，这也是头屯河水库淤积发展速度快的主要原因。由于没有考虑到排沙，特别是入库沙集中在6—7月份J，这一段时间运用水位偏高，一般在980—988m，致使水库淤积严重。坝前淤积曾到978m左右。头屯河水库库容恢复进入正常运用时期后，水库拟采取“蓄清排浑”方式运用。具体方式为：在主汛期河道来沙集中的6—7月份，水库保持高水位运行，满足灌溉和供水需求；7月21日提前调蓄旬末水，在7月21日一8月20日间，限制水位987m；10月1日至次年5月，按现状下游用水要求和河流实际来水进行径流调节，限制水位990m。进出库含沙量和库水位调度运行见图2。时间图2头屯河水库典型年月进出库含沙量及库水位调度运行控制图2．3泥沙对工业供水影响头屯河水库淤积严重，排沙减淤追在眉睫。为解决水库的淤积问题，必须改变原有的运用方式，改为“蓄清排浑