沂水縣跋山水庫增容分析與評價

莊才寶，王紀鵬 ，任光華

（1.沂水縣跋山水庫管理處，山東 沂水 276400；2.山東省水利工程局，山東 濟南 250013）

跋山水庫位于淮河流域沂河干流中上游，是一座以防洪為主，兼顧供水、灌溉、發電、養殖等功能的大（2）型水庫。水庫控制流域面積1 782 km2，現狀總庫容5.28億m2。樞紐工程由土壩、漿砌石壩、溢洪道（閘）、放水洞、壩后電站等建筑物組成，擋水建筑物全長2 216 m，最大壩高33.65 m。

1 增容必要性分析

根據《沂水縣水資源綜合規劃》統計，沂水縣多年平均降水量747.8 mm，水資源總量8.98億m3。根據2013年人口計算，人均水資源量690 m3，水資源總量不足，供需矛盾日益突出。沂水縣無外來水源，挖掘現狀地表水供水工程的潛力是解決當前乃至未來沂水縣工農業用水緊缺的重要途徑之一。提高跋山水庫興利水位，增加水庫可供水量，符合沂水縣水資源開發利用規劃，是緩解沂水縣水資源短缺形勢的需要。

2 增容可行性分析

跋山水庫設計正常蓄水位為178.00 m，有效蓄水庫容26 721萬m3，現狀工程條件多年平均來水量為36 504萬m3，據此計算庫容系數為0.73，與省內同類工程比較，跋山水庫現狀庫容系數較小，與來水量相比調節能力較低。由于設計興利庫容較小，造成大量棄水，大量豐水年汛期徑流得不到充分利用。在保證防洪安全的前提下，適當抬高水庫興利水位，擴大興利庫容，增強水庫調蓄能力，可達到豐補枯用，有效利用當地雨洪資源，提高水庫的供水能力和保障程度，以滿足沂水縣工業與生活用水和生態補水的需要。

3 增容對水庫工程的影響及措施

水庫增容一方面可通過庫內開挖增大納蓄能力，另一方面可通過抬高興利水位提高庫容。庫內開挖涉及不同庫水位下巖土的性質及可開采量，需掌握詳細的水下地形及巖土層分布以確定可能增容能力及施工方案和工程投資。目前，因庫內地形及地質資料匱乏，無法定量分析。現狀下僅分析抬高興利水位的增容量及相關影響。

1）不同水位下增容量和新增淹沒情況。根據水庫庫水位～水面面積～庫容關系，初步分析跋山水庫不同水位下的增容量及新增淹沒面積（見表1）。

按山東省內大、中型水庫庫容系數的經驗，僅考慮水量問題，跋山水庫最大可增加庫容為1.43億m3，最小可增加庫容為0.49億m3。隨庫水位的抬高，水庫庫容持續增加，上游淹沒面積先下降后抬升。綜合考慮水庫單位增容效率及淹沒影響，水庫增容高效、經濟區域位于179.00～180.00 m范圍，水庫相應增加庫容3 233～6 628萬m3。

2）增容對主體工程影響。跋山水庫除險加固后洪水起調水位為興利水位178.00 m，校核洪水標準為10 000年一遇相應洪水位為184.34 m。分析水庫除險加固后土壩、漿砌石壩及溢洪閘閘門超高情況，在批復防洪標準和溢洪閘過流能力下，大壩頂高程已無富裕量。

表1 不同水位下水庫增容量和新增淹沒面積

水庫增容后，洪水起調水位抬升，相應洪水位抬高后壩頂高程將不能滿足規范要求。為此，需采取加高壩頂或提高泄流能力的方式來滿足壩頂超高要求。水庫增容后，正常擋水位抬高后閘門頂高程不滿足擋水要求。為此，需增大閘門頂高程或抬高堰頂高程以增加閘門擋水高度。跋山水庫大壩全長1.72 km，綜合壩頂超高及閘門頂高程要求，較為適宜的工程措施為抬高堰頂高程并加大溢洪道泄量。

3）增容對上游淹沒影響。根據水庫除險加固移民調查情況：現狀興利水位178 m至移民安置水位線179 m之間有54戶、147人尚未遷出，涉及各類房屋12 802.2 m2。

在現興利水位運行下，水庫需解決上游移民問題。水庫增容后興利水位抬升，移民數量將進一步增多。即使采取上游庫區增設環庫路，路外臺田減少淹沒占地的解決措施，也會因浸沒的影響需搬遷部分人口。

4）增容對水庫除險加固工程的影響。跋山水庫除險加固已批復待實施，批復時已確定防洪標準及壩頂高程、溢洪閘閘門頂高程等控制性參數。水庫增容不宜對此進行調整，否則將影響將來除險加固工程建設的實施及驗收。而在現有標準及規模下，水庫無抬高水位的潛力可挖。為最大限度的減少對主體工程的影響，建議擴寬現有溢洪道增大泄流能力。

5）建議增容水位。根據水庫增容經濟效益分析建議增容后興利水位控制在179.00～180.00 m間。為滿足壩頂超高要求，增容后水庫10 000年一遇校核洪水位應低于184.34 m。興利水位抬高，校核洪水位不變，水庫興利庫容增大、防洪庫容減小，水庫的興利效益加大、防洪調蓄能力減少。

為平衡溢洪閘堰頂高程抬高而引起的單寬流量的降低，需在現有規模上增大溢洪道過流寬度。根據溢洪道現狀布置建議在溢洪閘西側現西漿砌石壩處增設2孔溢洪閘。

根據擬定的溢洪道泄流規模，在控制校核洪水位不超過184.34 m的條件下，水庫增容興利水位建議提高至179.50 m，興利庫容增加4 900萬m3。

6）工程投資估算。水庫增容所涉及工程內容主要有溢洪道擴建、上游淹沒及浸沒區移民安置、上游環庫路修建及臺田工程等，估算總投資約4.2億元。

4 工程實施評價

1）跋山水庫上游流域來水量充沛，現狀庫容系數（0.73）較小，水庫來水量利用率較低，具有增大興利庫容的潛力。水庫大壩及溢洪閘閘門超高富裕量較小，僅能滿足現狀興利水位調算下的防洪控制要求。因此，根據水庫現狀條件及上述影響初步分析，建議興利水位抬高至179.50 m，增容 4 900 萬 m3。

2）因水庫現狀興利水位下存在移民遷占問題，若采取抬高興利水位增大興利庫容的方式勢必會引起新的征地遷占問題。水庫增容建議采用庫內開挖、庫外修筑臺田并增大溢洪道寬度、抬高堰頂高程的增容方案。

3）水庫除險加固已批復待實施，水庫增容應盡可能的減少與現有除險加固內容的交叉及影響，避免工程建設投資主體不清晰、責任不明確及設計變更等問題。水庫增容后下泄流量相對減少，增容設計前應對下游用水影響進行調查分析。