常莊水庫溢洪道建閘工程效益分析

□ 張志偉（鄭州市漁場）

1 水庫工程概況

常莊水庫位于淮河流域潁河水系賈魯河支流賈峪河上，控制流域面積82km2，總庫容1708萬m3，是一座集防洪減災、城市供水為一體的綜合性水利工程。水庫下游為鄭州都市主城區，有京廣、隴海兩大鐵路干線、連霍高速與鄭西客運專線等重要交通設施，位置至關重要。

2 溢洪道建閘工程建設背景

常莊水庫始建于1959年，原規劃是以防洪、灌溉為主，兼顧養魚的中型水庫，隨著鄭州市的城市發展，供用水矛盾日益突出，水庫任務亦調整為以防洪為主、兼顧城應急供水的大型管理水庫。原溢洪道位于大壩右側，開敞式無閘控制自由泄洪，進口高程為128.43m，底寬50m，為土質渠底和邊坡。

根據《鄭州市城市防洪規劃》要求，常莊水庫20年一遇以下洪水不下泄，而常莊水庫20年一遇水位為129.53m，高于溢洪道底高程128.43m，不能滿足鄭州城市防洪要求。鄭州市位于河南省中部，緊鄰黃河南岸，是省會所在地，總面積1010km2，在項目建議書時期，建成區面積262.20km2，常住人口345.70萬人。鄭州市當地水資源缺乏，人均水資源占有量僅為212m3，市區主要供水水源為黃河水。隨著鄭州市城市化進程加快，缺水問題日益嚴重，市區水資源短缺及河道防洪問題日益突出。

1987年《鄭州市城市供水水源工程管理暫行辦法》將常莊水庫列為鄭州市供水水源，1999年又將常莊水庫列為鄭州市重要應急供水水源地；《鄭州市城市防洪規劃》《鄭州市水資源綜合規劃》將常莊水庫列為重要防洪和供水工程，2004年《鄭州市市區應急供水方案》將常莊水庫列為主要備用水源；《鄭州市“十一·五”規劃及2010年遠景目標規劃》《南水北調中線工程河南省供水區鄭州市城市水資源規劃報告》《南水北調中線一期工程河南省受水區城市供水配套工程規劃》等，將常莊水庫列為反調節水庫。作為南水北調的反調節水庫，除繼續引用黃河水外，尚需引南水北調水充庫。由于引南水存在年內分配不均的問題，即豐水期可調水量較多，枯水期可調水量較少。因此通過溢洪道建閘適當抬高水庫興利水位，增加調蓄引水能力，提高城市供水保證率，并為水庫靈活調度運用和提高管理水平創造工程條件，更好地發揮工程的防洪和供水效益。

應時勢而生的鄭州市常莊水庫溢洪道建閘工程于2005年底立項，2009年2月正式開工建設，主要建設內容和任務是:一方面在溢洪道新建五孔防洪控制閘一座以增加水庫調蓄能力；另一方面是降低溢洪道底高程以增加可控泄洪能力；同時完善工程安全監測及管理配套設施等。與此同時，為解決病險問題，消除工程安全隱患，避免重復建設造成資金浪費，報經淮委同意，常莊水庫溢洪道建閘工程與除險加固工程同時開工建設，目前，工程已分別通過市水務局和省水利廳主持的竣工驗收。

3 工程效益分析

3.1 防洪效益

水庫建成經過近50年的運行，存在許多安全隱患。如果發生潰壩事故，從水庫下游壩腳將直接影響到老鴉陳、南陽壩附近，直接造成隴海、京廣鐵路和連霍高速等重要交通干線的中斷以及重大生命財產損失。根據《常莊水庫初步設計報告》，按照淹沒區的固定資產和國民生產總值保守估計，直接經濟損失將達50億元以上。

根據水庫目前情況，如果遭遇200-500年一遇洪水的情況下，有可能出現重大的安全事故，按照這樣推算，水庫除險加固的多年平均防洪效益為800萬元。工程完成后，確保了水庫防洪標準在設計范圍之內，同時徹底解除了工程安全隱患；工程面貌煥然一新，攔河大壩巍然屹立，新建的溢洪道泄洪閘和交通橋為水庫防洪提供了硬件保障；而新增的安全監測、觀測等系統自動化設備，又為工程正常運行提供了硬件和信息保障。

3.2 供水效益

常莊水庫溢洪道建閘工程效益主要表現在增加調蓄跨流域引水能力，根據南水北調中線工程河南省受水區供水工程設計，為滿足鄭州市柿園水廠、白廟水廠供水區生活及工業發展用水需求，除直接引用黃河水或漢江水外，需常莊水庫多年反調蓄外流域水1093萬m3。溢洪道建閘工程完成后，水庫興利水位由128.43m提高到130.38m,興利庫容由原664萬m3增加到915萬m3，凈增興利庫容251萬m3，多年平均增加供水為251萬m3。按照工業供水效益分攤系數法估算，可增加供水效益為432萬元。

3.3 水土保持效益

為確保水庫防洪調度，常莊水庫溢洪道建閘工程需將原土質溢洪道底高程由128.43m降至127.10m，平均下挖1.33m深，挖運土方約36500m3。若將此土完全棄掉，除直接挖運土方需花費約40萬元，還需考慮棄土場費用。現水庫利用溢洪道開挖土方直接運至溢洪道右岸，將此處高程由133.18m回填至135.90m，增加土地面積約1.33hm2。此處經過水土保持建設，在臺地段新栽種大葉女貞，坡面新栽連翹進行護坡，達到橫看成嶺側成峰的意境，也使得局部流域治理得以實現，為實現常莊水庫水利資源的可持續發展奠定了較為完備的陸生生態系統。

與此交相互映，在大壩壩西135平臺、溢洪道閘橋頭堡小廣場、水庫主副壩背水坡、輸水洞出口及其它幾處水保項目的實施，各處工程防治區的水土流失得到了有效防治，延長水庫使用年限，減少溢洪道、下游河道泥沙淤積等，對保障水庫安全運行起到一定的作用，并有效降低對周圍村莊和農田帶來的影響，對當地及周邊經濟發展起到了積極的促進作用，水庫整體水保治理都起到了推動作用。特別是副壩及刁溝橋路壩處工程項目及壩坡水保項目的實施，不僅解除了工程隱患，改變工程區域亂倒垃圾及亂涂亂畫現象，又改變了周邊村莊領導群眾意識，下大決心推動新農村建設，更好的促進了庫群關系的穩定。常莊水庫位于三環與四環之間，是西郊少有的親水區域，鄭州市民利用雙休日離開鬧市到此進行休閑，社會效益立現。

3.4 其他效益

3.4.1 鄭州市1987年通過地方立法將常莊水庫列為鄭州市供水水源保護地，1999年又將常莊水庫列為鄭州市重要應急供水水源之一。由于黃河引水的日益不穩定，水庫儲備水源日益重要，成為鄭州市名副其實的“救命水”。1996年鄭州市批準建設常莊水庫蓄水工程，即在大壩下游建提水泵站一座，在黃河水量充沛時，提水充庫，進行水源儲備，以備城市應急供水。

所以溢洪道建閘工程的實施，是鄭州市供水安全的重要保障之一，將大大提高鄭州市城市生活備用水源的安全性。建閘工程投資2388萬元，按多年平均防洪效益和供水效益分攤，用5-6年的時間就可收回投入，之后便可獲得產出。

3.4.2 溢洪道建閘后，水面面積增加14.00hm2，使得水庫水體水生生態系統有了良性循環，有效地改善了庫區周邊生態環境，充分體現人與水、人與自然的和諧相處和可持續發展理念，使常莊水庫真正成為城市生態環境建設的平臺，成為省會市民休閑娛樂、親近自然、人與自然和諧相處的平臺。

3.4.3 溢洪道建閘后，閘門操作靈活及時，水庫調洪持續時間增長，控制泄洪能力增強。抓住洪水的尾巴，利用閘門提高供水儲備量，多攔蓄洪水251萬m3，變棄洪水為寶水，多次蓄、供循環利用，每一次可解決鄭州西區日用水量40萬m3，即近一周的缺水量，對社會穩定起到積極的作用；同時當100年一遇洪水降臨時，可阻止700多萬m3洪的突然下泄，控制水庫下游河道安全泄洪量，避免下游河道到處漫堤、決口溢洪，避免對鄭州市淹沒區人民群眾生命財產被洪水吞沒災難的發生。

4 評價

常莊水庫溢洪道建閘工程的效益絕大部為社會效益，效益的產出不僅僅有水利部門，而惠及下游乃至整個鄭州市，并且效益的發揮與所遭遇的水文年份有關，不能在短期內立現，往往在所設計的水文年型時才能較好的發揮效益。相信隨著鄭州市的日益發展，該工程的經濟效益、社會效益及生態環境效益會愈發凸現。