基于清河水庫壩北回水系統改造的必要性和可行性

宮麗芝

(清河水庫管理局，遼寧清河112003)

1 清河水庫現狀

清河水庫是遼河中游左側一級支流—清河干流上的一座國家大(2)型水庫，是一座以防洪、灌溉、工業供水為主，兼顧養魚、旅游等綜合經營項目的水利樞紐工程。壩址位于遼寧省鐵嶺市清河區境內，距鐵嶺市46 km，開原市11 km。水庫為多年調節、按千年一遇洪水設計，萬年一遇洪水校核，水庫設計總庫容9.71億m3，其中興利庫容5.74億m3、防洪庫容5.05億m3、死庫容0.56億m3。水庫多年平均降雨量722.4 mm，多年平均徑流量67 400萬m3，多年平均輸沙量112萬m3。

2 電廠回水洞改為第二泄洪與輸水隧洞的必要性

2.1 輸水洞泄洪能力

清河水庫現有泄洪設施有溢洪道和輸水洞，其中輸水洞為2個出水口，一個是出口閘門，原設計泄洪能力為389 m3/s，由于下游消能設施限制，實際僅為300 m3/s，另一個是清河發電廠引水口，其冷卻循環水可在泄洪期參與泄洪，最大泄量30 m3/s，因此輸水洞實際泄洪總量為330 m3/s。

2.2 電廠回水洞改造為第二泄洪與輸水洞的必要性和可能性

原清河發電廠火力發電機組冷卻用水為大循環，從水庫取水，冷卻機組通過回水明渠(5 000 m)經回水泵房升壓后通過回水隧洞返回水庫，2005～2006年，電廠進行了節水改造工程，將供水方式改造為廠內冷卻塔循環供水系統，既閉式循環系統。電廠原有的回水設施全部于2006年8月停止使用，使輸水洞減少了30 m3/s泄洪能力，降低了水庫的防洪標準。如利用回水隧洞泄洪，可禰補清河電廠引水口30 m3/s參與泄洪的不足，使水庫恢復到原設計的防洪標準。

現將電廠回水隧洞(原電廠冷卻水泄洪)參與泄洪和輸水洞單獨泄洪水庫洪水調節計算結果(經省防汛辦批準、汛限水位按129 m運用計算)見表1。

從表1可知:現狀萬年一遇水庫校核洪水位為137.89 m，現狀較以前洪水位137.82 m，僅抬高0.07 m，雖差直不大，但仍以恢復原設計防洪標準為宜。

電廠回水水洞洞徑4m。洞長752 m，原設計回水渠道及泵房能力為30 m3/s，經初步水利計算可下泄流量 93～117 m3/s，完全可滿足泄洪30 m3/s的要求，除供清河區、開原市城市供水30萬m3/d外，灌溉期余水流量26.5 m3/s，可將原回水泵房改建為4 256 kW的水電站，利用灌溉期水量發電，年發電量為932萬kW時，電價按0.22元/kW·h，財務內部收益率為12.84%，大于行業基準收益率10%，投資回收期為8.17 a。

表1 水庫洪水調節計算表

利用這個隧洞作為清河開原城市供水取水口(有高、低兩個取水口)，城市供水必將從過度開采地下水向使用地表水的方向發展。清河水庫下游有清河區和開原市。目前兩地城市用水均采用地下水。據幾年來的供水情況看，在枯水季節，地下水水量已經不能滿足用水需要。所以清河、開原兩地城市供水必將從地下轉向地上，由使用地下水改用地表水，清河水庫是距清河和開原最近的地表水源地。

3 供水的可行性分析

3.1 水資源現狀

根據清河水庫管理局提供的從1966年蓄水開始，至2007年，42 a長系列水文資料調節計算結果，設計水平年2007年，清河水庫多年調節水量4.47億m3，水庫允許供水量為4.15億m3，其中工業用水 0.53億m3，農業用水0.70億m3，補償下游2.93億m3(其中盤錦供水1.27億m3)。水庫調節過程中，供水無破壞年。供水保證率97%。

近期水平年 2020年，清河水庫多年調節水量4.47億m3，水庫允許供水量為4.16億m3水其中工業用水0.53億m3，農業用水0.70億m3，城鎮供水0.55億m3，補償下游2.38億m3。水庫調節過程中，供水無破壞，供水保證率為97%。

遠期水平年 2030年，清河水庫多年調節水量4.43億m3，水庫允許供水量為4.12億m3，其中工業用水0.53億m3，農業用水0.70億m3，城鎮供水1.09億m3，補償下游1.80億m3。水庫調節過程中農業供水1966年破壞，農業供水保證率為95%，工業用水和城鎮用水無破壞年，供水保證率為97%。

3.2 水庫水質

清河水庫上游來水無工業企業污染排污口及城鎮生活污水排污口，匯入的主要支流有碾盤河、阿拉河和二道河。根據2005－08－24的檢測結果，清河水庫上游來水水質現狀達到《地表水環境質量標準》(GB3838－2002)Ⅱ類水質標準。《地表水環境質量標準》(GB3838－2002)，可以作為地表水源地，為城市供水。

3.3 工程造價

要實現上述目標，需要對現有工程進行改造。主要包括進水口閘門改造，新建攔污柵、新建出口閘門，改造消力池，清除洞內原來堵塞鋼筋混凝土，改造原有渠道(250 m)，發電機組，配電改照，機房等，投資大約在1 500～1 800萬元。資金來源可采用政府貸款或職工集資入股。

4 結論

根據清河水庫壩北回水系統的工程現狀，水庫的度汛需求，清河、開原地區地下水嚴重缺乏的實際情況，清河水庫的可供水量，水庫水質和回水隧洞改造造價等的分析，將水庫原回水隧洞改造成泄洪和輸水隧洞，增加水庫泄洪能力和興利能力，具有投資少，效益大的突出優勢。因此，清河水庫壩北回水系統的改造是必然的，也是可行的。