魚形山水庫補水工程方案探討

張正賢 楊艷紅

（1.益陽市梓山村水庫管理處 益陽市 413000；2.益陽市西流灣電排管理站 益陽市 413000）

1 概 述

魚形山水庫位于益陽市赫山區境內，正常庫容為2560萬m3，原設計功能為以灌溉為主，兼顧防洪、發電、養魚、旅游等，設計灌溉面積0.34萬hm2（5.10萬畝），有效灌溉面積0.28萬hm2（4.13萬畝）。

隨著益陽東部新區的發展，水庫功能將轉變為灌溉、景觀、生態和應急備用水源等，加上近年來，極端氣候造成干旱頻發，導致魚形山水庫的綜合供水量劇增。東部新區內沒有大江大河，同時大型蓄水設施缺乏，屬于資源型及設施型雙重缺水地區，水資源瓶頸問題突出，根據益陽市主城區的供水現狀和東部新區城鎮供水規劃，其水源點均為資江，隨著資江上游城市和工礦企業的發展，為應對突發事件，應盡快選用應急備用水源地以備不時之需。從東部新區的地理位置及各方面情況分析，魚形山水庫是其應急備用水源地的最佳選擇。

目前，魚形山水庫的每年10月至次年4月為水庫枯水期，最枯水位為58.78m，造成庫區消落帶高差近17m，庫尾綿延5km以上消落帶呈現一派黃土色，與其他植被覆蓋區域形成鮮明反差，給庫區生態造成了較大的不利影響，不符合兩型社會的環境友好型指標和東部新區各產業區對魚形山水庫的生態景觀需求。

通過對魚形山水庫進行調節計算，在規劃水平年魚形山水庫要同時滿足綜合供水需求，多年平均缺水307.6萬m3，在保證率為85%的情況下，缺水624.5萬m3，主要缺水時段為7～10月。采用工程措施提高魚形山水庫的綜合供水能力，改善水庫及周邊生態環境是十分必要的。

2 魚形山水庫補水的條件

為滿足益陽東部新區工農業生產的需要和社會經濟的發展，對魚形山水庫進行補水是非常必要的，同時魚形山水庫也具備實施補水的良好條件。

（1）可引水量和水質完全能夠滿足魚形山水庫補水需要。通過對擬定引水渠線增加的外引集雨面積進行產流計算，保證率為85%的年份可引水量為221.1萬m3，相同保證率下，志溪河硪公石水閘處的年徑流量為15017.1萬m3，7月上旬至10月上旬年徑流量為2647.2萬m3。工程擬定外引集雨面積植被覆蓋良好，無重金屬及工礦企業污染，居民生產、生活污染較小，且隨著東部新區建設的推進，大部分村民均需外遷集中安置，其生活污染會進一步減小。根據湖南省水環境監測中心洞庭湖分中心實驗室提供的志溪河水質監測數據，志溪河水質為Ⅳ類水，滿足一般工業用水、農業用水和一般景觀用水需求。且志溪河流域絕大部分在益陽市行政區域范圍內，流域面積相對較小，便于水環境整治和保護。

（2）引水渠外引14.99km2集雨面積的徑流未破壞已建的蓄水工程和原來的灌溉系統，僅收集現有水利工程未攔蓄的地表徑流，不影響原有水利工程的灌溉效益；補水工程從志溪河硪公石水閘取水的時段為每年的7月上旬至10月上旬，保證率為85%年份的取水量為611.6萬m3，引用水量只占志溪河硪公石水閘以上對應年份年徑流量的4.07%；占取水時段徑流量的23.1%。且當河道內流量小于1.84m3/s時不提水，對下游用水基本無影響。

（3）魚形山水庫大壩已進行了除險加固，樞紐工程完全能夠滿足水庫正常調節要求，隨著東部新區建設的推進，魚形山水庫庫區淹沒線77.0m以下居民均需外遷集中安置，水庫蓄水可不再受汛限水位限制，按正常庫容蓄水，從而使水庫的實際蓄水量增大。

（4）魚形山灌區已列入國家中型灌區續建配套計劃，通過分年度實施，可使魚形山的灌溉水利用系數在設計水平年提高到0.60，在滿足農田灌溉需求的情況下，大大節約了農田的灌溉用水量，同時，隨著灌區內小型水庫除險加固工程等水源改造項目的實施，可增加灌區基礎供水量，從而減小對骨干水源工程的需水量，這些都為魚形山水庫水量的綜合利用創造了條件。

（5）通過魚形山水庫補水工程的建設，擴大了魚形山水庫的集雨面積，提高了水庫的復蓄系數，同時，在豐水季節可增加水庫向下游溪河的輸水量，有利于改善下游河道的水質和水生態環境，提高 “兩型”衛星城的環境質量。同時，魚形山水庫位于赫山區新河大型灌區的上游，增加外引面積后，可起到調節灌區水量作用。

（6）工程建設資金有保障。魚形山庫區及周邊區域為省市共建的兩型衛星城，城鄉建設用地總面積為36.47km2，其中建設用地面積為33.39km2，根據其產業布局規劃，生態宜居生活區、銀發產業區、特色科教文化產業園、低碳技術產品展示中心、特色商業步行街區、哥本哈根小鎮、生態運動休閑走廊七大功能區均環水庫周邊而建，進入開發程序后，土地升值潛力大，而土地出讓金是基礎設施建設資金的有力保障。同時，根據2014年中央一號文件精神，國家在近10年內將加大對水利工程設施建設的投入，工程的興建可從水利抗旱方面爭取國家資金。

3 補水方案擬定和比較

3.1 補水工程任務

魚形山水庫補水工程的主要任務為：增加魚形山水庫可供水量，滿足魚形山灌區灌溉、東部新區應急備用供水水源及生態景觀的用水需求。要完成上述任務，補水工程擬從兩個方面來增加魚形山水庫的可供水量：一是修建引水渠道，截引其控制集雨面積內的徑流，并通過聯合調度沿線小型水庫的運行，增大引水渠道的有效引水量；二是通過改造硪公石水閘，攔蓄志溪河徑流，興建黃泥洞提水泵站將水提灌入引水渠再流入魚形山水庫。

為解決魚形山水庫的水源問題，根據魚形山水庫周邊地區水資源分布情況，通過分析其附近河流的水文特性和地形情況，可以向魚形山水庫補水的水源點有資水和志溪河兩個方案。

3.2 資水補水方案

資水為洞庭湖水系四大河流之一，流域形狀南北長、東西窄，地勢西南高、東北低。資水流域面積28142km2，河長約653km。資水流域多年平均降水量為1483.3mm，多年平均徑流量252億m3，年內分配與降雨季節變化相應。多年平均連續最大4個月徑流量一般出現在4～7月，占全年總量的54%。徑流量的年際變化較大，最大年徑流量374.8億m3（1994年），最小年徑流量140億m3（1963年），多年平均徑流量為228億m3。擬建取水點處資水多年平均流量為724m3/s，最小流量為15.5m3/s，水量滿足要求。根據湖南省水環境監測中心洞庭湖分中心實驗室提供的資水水質監測數據，水質滿足要求。

從資水補水擬新建泵站提水，通過管道將水引入魚形山水庫。水源點位于資江青龍洲河段，河道地面高程為（19.0～23.0）m，多年平均水位為30.6m，枯水位為26.3m，出水口位于魚形山水庫溢洪道處，魚形山水庫正常蓄水位為75.6m，則補水凈揚程為45.0m，加管路損失后總揚程為116.7m。補水工程由提水泵站、加壓泵站、輸水管道及管路附件等組成。根據魚形山水庫的缺水量和相應的時段，規劃水平年保證率為85%的引水量為624.5萬m3，補水時間為2個月，考慮損耗增加水量后則擬建泵站的設計提水流量為1.45m3/s，工程投資1.51億元。預計運行成本2.5元/t、年運行成本769萬元。

3.3 志溪河引水

志溪河是資水一級支流，流域面積626km2。志溪河流經桃江縣，從金子灘進入赫山區境內，從南向北于李家洲匯入資水，多年平均年徑流量4.8億m3，多年平均流量15.2m3/s。志溪河硪公石水閘以上控制流域面積為237.0km2，干流長度27.0km。多年平均年徑流量2.0億m3，多年平均流量6.3m3/s。

志溪河補水擬采用黃泥洞提水泵站從硪公石水閘上游取水，通過引水渠，將水引入魚形山水庫，其補水量由兩部分組成：一部分利用引水渠控制集雨面積降雨形成的徑流量；一部分通過黃泥洞提水泵站從志溪河提水。補水工程由改造加固硪公石水閘、新建黃泥洞提水泵站、新開引水渠等三大部分組成，工程投資2.07億元。引水渠控制集雨面積為27.35 km2，扣除現有小型水庫的集雨面積和無法匯流面積12.36km2，可新增集雨面積15.0km2。新增多年平均引水量為411.5萬m3，一般年份無需從志溪河提水。預計工程年運行費用376.53萬元。

3.4 方案比較和確定

通過對以上2個水源點的調查、計算、分析和對比研究可以看出：從資水引水水量充足，工程投資相對偏小，但只能通過泵站提水，工程年運行費用較高，采用單管供水的保證率低（采用雙管供水還需曾加造價5000萬元），而且隨著資江上游城市和工礦企業的發展，發生突發性水污染事故的機率加大，存在水源安全問題；從志溪河和增加外引集雨面積補水，雖然工程投資相對較大，但大部分年份外引集雨面積的引水量就能滿足魚形山水庫的用水需求，黃泥洞提水泵站運行的時間相對較少，補水工程保證率能夠滿足規范要求，志溪河硪公石水閘上游流域面積相對較小，絕大部分區域均在益陽市行政區域范圍內，水源保護的難度也相對較小，而且渠道建成后，對提高引水渠道沿線農田的灌溉保證率有一定的作用。

經過上述技術經濟比較得出，采用方案二，即增加外引集雨面積和從志溪河提水的方案作為魚形山水庫補水工程方案。

4 結論和建議

魚形山水庫位于益陽市赫山區境內，受益區包括赫山區、益陽市城區和高新區，原設計主要供水目標為農業灌溉，隨著城市和社會經濟的發展，本區域的供水矛盾將更加突出。在規劃水平年魚形山水庫要同時滿足綜合供水需求，多年平均缺水307.6萬m3，在保證率為85%的情況下，缺水624.5萬m3。采用工程措施提高魚形山水庫的綜合供水能力，改善水庫及周邊生態環境是十分必要的。

通過對自資水補水和自志溪河補水兩個方案進行技術經濟比較可以看出，自資水補水水量充足、工程投資相對偏小，但工程年運行費用高，而自志溪河工程投資相對較大，但大部分年份外引集雨面積的引水量就能滿足魚形山水庫的補水的需求，提水泵站運行的時間相對較少，且水源保護的難度也相對較小。自志溪河補水方案優于自資水補水方案。

魚形山水庫補水工程的實施，能極大地提高水庫的供水能力，有利于受益區域的社會經濟發展和環境改善，建議開展前期工作，以利工程盡快上馬、盡快發揮效益。