姜福信,王振勝
(1. 密山市青年灌區水利水保總站,黑龍江 密山158300;2. 虎林市亨力達水泥構件有限責任公司,黑龍江 虎林158400)
全省現有的水庫多數是在20 世紀50—60年代興建的,缺乏有效的排沙設計,多年運行之后已普遍出現泥沙淤積現象,嚴重削減了水庫的興利庫容。據密山市統計和測算,全市14 座小型水庫均存在著較嚴重的泥沙淤積問題,其中5 座死庫容已淤平,3 座庫底淤積超過死水位。興利水位以下平均淤積厚度0.2 ~0.3 m,河道入口處淤積厚度達0.5 ~1.0 m,共淤積泥砂620 萬m3,損失死庫容280 萬m3,占死庫容的83%;損失興利庫容340 萬m3,占興利庫容的11%。經過多年建設,特別是改革開放和水利工程建設主體放開以后,建設了一定數量的小型水庫。目前,具備修建小型水庫較好自然條件的流域已經不多,且新建水庫存在造價高、移民、占地等問題。這種情況下,應用已有的科學技術手段和工程裝備條件,實施水庫清淤,恢復現有水庫的蓄水功能,是緩解水資源危機的有效途徑。
增加或恢復水庫的蓄水量,有加高壩高( 以下簡稱“增容”) 和清淤兩種方案。以山區的密山市慶仙水庫為例,進行兩種方案的理論測算比較。
加高1.0 m壩高需工程量為土方1.92 萬m3,護坡石方580 m3,溢洪道處理混凝土方120 m3,造價為120 萬元;征地22.5 hm2,按2010年糧食價格計算,征地費用為438.0 萬元。工程總造價558.0 萬元。增加1.0 m 壩高可增加蓄水量55 萬m3,每增加1 m3蓄水量造價為10.15 元。
清淤采用挖掘機挖土、自卸車運土和挖泥船兩種施工方法。施工時水面以上用挖掘機挖土,自卸車運至淹沒線以外存放,造價為11.59 元/ m3; 水面以下用挖泥船清淤,造價為6.1 元/m3。考慮兩種施工方法各用50%,則平均清淤價格為8.85 元/m3,即每增加1 m3蓄水量造價為8.85 元。
兩種方案計算結果可以看出,增容方案增加單位蓄水量造價大于清淤方案,主要原因是征地費用過高。
水庫清淤是將淤積在庫區內的泥砂清除,置換蓄存同體積的水量,不需要改變水庫現有的壩高和淹沒線高程,不涉及征地、移民等問題。增加壩高增加水庫蓄水量需征用大量的優質基本農田。據測算山區小型水庫每增加1 m3蓄水量需占用土地0.3 ~0.5 m2。密山市慶仙水庫為山區小型水庫,庫區地面坡度為1/10 ~1/50,每增加1 m3蓄水量需占用土地0.41 m2。相對庫區地面坡度較緩的水庫增加壩高會較大幅度地增加占用土地數量。我國對基本農田管理有非常嚴格的管理制度,《黑龍江省基本農田保護條例》第十一條規定,“國家能源、交通、水利等重點建設項目選址確實無法避開基本農田保護區,需要占用基本農田,涉及農用地轉用或征用土地的,必須經國務院批準。”小型水庫增容是否屬“重點建設項目”尚待商榷,且審批手續繁瑣、時間長,征地審批難道較大。水庫清淤不涉及征地,可節省大面積的土地資源。
農業生產和群眾生活垃圾是水庫水體的主要污染源。按北方土地施肥方式每年施用化肥( 折標) 量10 kg/666.7m2,按土壤殘留量 25% 計算,每年殘留2.5 kg/666.7m2,這部分殘留化肥隨土壤流失進入水庫淤積,對水庫水質造成較大的污染,是水庫水質呈富營養化狀態主要原因之一;水庫淤積的泥砂顆粒較細,涌浪使其懸浮在水體中,增加了水體懸浮質含量,使庫水渾濁,水質污染加劇。水庫清淤清除淤泥中大量的有機質,有效降低了水質的富營養程度,提高水體的溶解氧含量,有利于水生植物和動物的生長;水庫清淤清除了淤泥中的細小泥砂顆粒減少了懸浮質的來源,可有效凈化水質。水庫清淤是物理方法改善水質的主要措施和有效途徑。
隨著耕地保護和土地管理法律、法規進一步的貫徹執行和對亂挖濫采行為的嚴厲打擊,有機土已逐漸成為緊缺資源。庫區淤土土質肥沃,有機質含量一般>7%,是配制水稻、玉米、烤煙、蔬菜等農作物育苗,林木苗木繁育,花草等營養土的優質土壤。現在已有專業公司利用泡澤淤泥、渠道清淤泥土、水庫清淤泥土配制、銷售各類營養土,且銷售范圍不斷擴大,銷售量在逐年提高。水庫淤土開發利用前景十分廣闊。
目前,水庫清淤主要采用挖掘機挖土、自卸車運土; 挖泥船挖土、管道輸送;水庫清淤泵抽吸砂土、管道輸送等施工方法。施工機械和施工人員少,施工技術容易掌握,受氣候影響小,冬季也可以施工。
水庫清淤工程投資省,節約土地,能有效凈化水質,容易施工,是恢復水庫設計庫容,緩解水資源危機的有效途徑。
水利部門要將水庫清淤工作納入專項課題進行調研,在總結已有經驗的同時進一步分類開展試點工作,為大規模的全面清淤積累經驗; 探索建立水庫清淤長效機制,為水庫管理部門配備必要的清淤設備,定期進行清淤; 研制開發新的清淤機械設備,保證清淤時水庫水質不受二次污染; 進一步開展對水庫淤土資源開發利用的研究,降低清淤成本。
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