老舊中小型水庫退役報廢后利用模式研究

魏寶俊，惠 子，何 佳，張田天

（1.陜西省江河水庫工作中心,陜西 西安 710018；2.陜西水利水電工程集團有限公司,陜西 西安 710018；3.西安理工大學,陜西 西安 710054；4.水利部小浪底水利樞紐管理中心,河南 鄭州 450000）

0 引言

我國中小型水庫大多修建于二十世紀五六十年代,在山洪災害防御、抗旱應急調水等方面發揮著重要作用,更是當地村民增產增收的有力保障[1]。由于受到當時建設條件所限,眾多水庫的工程質量和建設水平都不高,而在此后幾十年的管理運行中,水庫養護不善以及缺少必需的維護經費,普遍存在長期帶病帶險運行、老化病害問題凸顯,水庫功能逐步萎縮、效益嚴重衰減等不同程度的病險問題,水庫的安全運行無法得到保障,經濟效益難以有效發揮[2-3]。

以陜西省為例,截至2019年底,全省已建成各類水庫1101座,其中大型水庫總計12座,中小型水庫1089座,各類中小型水庫約占水庫總數的99%[4]。這些水庫建成并投入使用后,被用于灌溉、城市供水、水產養殖和防洪安全等領域,在當地城鄉建設、經濟發展、民生改善和生態修復中發揮著重要作用。中小水庫仍存在許多待解決的問題,如工程設計標準低,工程設備普遍老化,缺乏必要的維護和管理,許多水庫缺乏長期的維護、管理和治理資金,影響了工程的安全運行和經濟效益,一些小型水庫超期運行,水庫功能逐年退化且呈現惡化的趨勢,存在庫區淤積、壩體滲漏、蓄水能力下降等安全隱患,亟需對其進行退役處理[5]。因此,準確及時研判老舊中小型水庫退役報廢狀態,研究報廢后利用模式,能有效解決病險水庫面臨的問題,為水庫下游人民生命及財產安全提供保障[6-7]。

1 老舊中小型水庫概念

水庫是指在河道、山谷、低洼地及下透水層修建擋水壩或堤堰、隔水墻,形成蓄集水的人工湖,是調蓄洪水的主要工程措施之一[8]。防洪、發電、灌溉、供水等是水庫的主要功能,其中水庫在防洪中的一個重要作用是洪水調節,通過調節徑流,在汛期攔蓄河流干流的洪水,達到有效的防洪效果[9]。根據水庫容量的差異,我國將水庫分為三種類型[10],見表1。

表1 我國水庫等級劃分

中小型水庫是指水庫儲水能力大于或等于10 萬m3,并且小于1 億m3,其在促進區域經濟社會發展過程中扮演著重要的角色,是社會基礎設施的重要組成部分,具有防洪和興利兩種調節作用。老舊中小型水庫具體是指水庫運行年代久遠,功能退化、各種病險危害隱患日漸突出,這些水庫的除險加固、降等報廢或退役報廢后利用成為必然趨勢。

2 老舊中小型水庫除險加固

水庫除險加固是針對出現病險情況的水庫,進行除險并對其進行加固的工程[11],水庫除險加固工程是水庫在長期運行中不可或缺的維修性施工。我國老舊中小型水庫所處的地理位置,水文氣象,區域經濟等各不相同,因此需根據具體情況選擇合適的施工技術和方法。

老舊中小型水庫除險加固工程是水庫病險排除和穩定性保障的重要內容,通過除險加固工程可以提升水庫的使用壽命和安全性,促進水庫更好地發揮其水利作用,并保障周邊地區民生。根據具體的施工環境選擇適宜的水庫除險加固技術方法,保障除險加固的作用。

3 老舊中小型水庫降等與報廢

由于多種原因,老舊中小型水庫在以往的功能上產生改變,如原本主要用于農業灌溉的水庫,由于灌溉區城市化發展,水庫的作用也隨之變化；主要用于發電的水庫,考慮保護生態的需求,不能繼續發電；主要用于供水的水庫,由于泥沙淤積嚴重,供水功能嚴重退化,因此需將其由大型水庫降為中型、或由中型降為小型,小型則降等或直接報廢。據我國中小水庫降等與報廢規范及調研情況,水庫降等報廢主要存在以下原因：

（1）建設不當。規劃設計不合理,水文地質情況不明確,工程建設選址不合理,水庫建設運行后無法實現原有設計功能,長期不能發揮蓄水興利等功能。

（2）嚴重損毀。面對洪水、地震和其他自然災害或戰爭等不可抗力造成嚴重損失,維修或重建的意義不大。

（3）病險嚴重。工程環境復雜,安全隱患頻發,工程加固處理施工難度大。

（4）泥沙淤積。水庫庫容沒有或無法達到規劃設計規模,興利庫容逐漸減小甚至出現淤滿等現象,不利于采取工程措施進行泥沙淤積處理。

（5）功能喪失。由于城市不斷規劃發展、工程改擴建、環境氣候變化等,經常會導致水庫原有設計功能的變更或喪失。

（6）名不副實。工程管理人員或有關媒體過度夸大水庫現有規模,待核實后與實際不符,應對其降等或降為山塘。

水庫降等與報廢的原因錯中復雜,通過調查發現,全國各地水庫降等與報廢的程序各不相同,沒有形成明確的規章制度和審批流程,水庫降等缺乏規范和標準。自2003年以來,全國多地水庫管理部門嚴格按照《水庫降等與報廢管理辦法》開展所管轄水庫的降等與報廢工作,已經形成較為完善和成熟的規范制度和工作程序。水庫降等與報廢審批見圖1。

圖1 水庫降等與報廢審批流程

4 老舊中小型水庫退役后模式研究

報廢退役是國內水庫大壩需要經歷的重要階段,是水庫大壩病害頻發、功能衰退、效益喪失以及生態功能萎縮等背景下的演化趨勢[12-13]。老舊中小型水庫退役后的再利用是為了最大限度地提高水庫本身的價值,因為它們已經經歷了一個歷史階段。再利用的目的是促進當地的經濟發展,最大限度地提高歷史階段水庫的價值,對病險水庫實行報廢或后利用是解決老舊病險水庫的有效途徑,以實現整個地區的復興[14-15]。

一般而言,水庫區域內如濕地、魚類、淤積物等各類資源都較為豐富,當水庫退役被再次利用后,可以充分發揮其社會價值、生態價值和經濟價值,退役水庫再利用對社會生態與經濟的可持續發展有著重要的影響。結合老舊退役水庫及周邊實際情況,可以探索多種適合退役水庫的再利用模式。

（1）生態漁業

結合水庫所在地特點,通過科學規劃,發展退役水庫生態養殖業。在水庫中劃分魚種培育區、半成品養殖區和成品魚捕撈上市區,實現分區養殖,科學合理利用水體資源。通過優化捕撈方式,獲取更高的經濟效益,實行傳統與現代結合的發展思路,使生態漁業的發展起點高、水平高、特色明顯。將退役的水庫分離出來,通過在水庫中合理放養濾食性魚種,消耗水庫水體中的浮游生物,以改善水質,實現“以漁保水”,促進水庫生態平衡。

水庫中存在大量的淤泥,吸收了污染物和重金屬,嚴重影響了水庫的水質,若不對這些淤積物進行定期處理,則會直接影響到水庫的生態養殖。將水庫的淤積物進行資源化,脫水處理后可以進行堆肥、焚燒利用和制造建筑材料等,達到資源的最大利用。通過發展生態養殖,不僅能活躍周圍的城鄉市場,雇傭水庫退役前的工作人員和當地的村民進行魚苗等的養殖工作,還能為附近農民提供就業機會,對于維護社會的安定也具有積極的作用。

（2）綠色景觀

結合退役水庫所在地的實地情況、地域特點、氣候情況和土壤情況等,選擇適生性強的樹種,打造體現地域特色的森林生態綠色景觀。通過對農田作物的有序梳理,培育大規模的郁金香花田、薰衣草花田、向日葵花田等,打造具有特色的生態休閑農場。種植的作物不僅可以促進第一產業的快速發展,還能與特色旅游相結合,促進第三產業的繁榮。該模式描繪了一個農業與工業、技術與人文、城市與農村社會基本融合的未來,體現了人類活動與環境的和諧共存與良性互動。

（3）特色旅游

隨著水利事業的不斷發展,各種人工水上景觀不斷涌現。老舊中小型水庫退役后可以利用水庫的水資源,以及豐富獨特的水景觀優勢,結合水庫所在地的地理優勢,將地域特色與文化旅游結合,在庫區周邊設置旅游接待服務區、戶外運動拓展區、親水游憩休閑區,打造一種新型旅游模式。其中,親水游憩休息區是退役水庫特色旅游模式的核心,是整個旅游區的最大亮點,可以開展水上樂園、靜水垂釣、水上競技等豐富多彩的近水游憩活動。此外,區域內可開設特色泳池、親水平臺、風味美食、票務中心等服務項目。

通過發展退役水庫特色旅游模式,不僅將促進該地區的旅游業發展和經濟繁榮,還可以打造一個水文化的傳播平臺,讓游客了解水的歷史,體會水的重要性,重視水的保護,提高水的法制觀念,進一步弘揚水文化,達到人與景觀的互動目的,實現人與自然的和諧共存。

（4）人工植被

退役的中小型水庫被拆除后,其底部被暴露出來,變成了濕地,而濕地的分布模式和物種多樣性是衡量生態系統功能和穩定性的重要指標。在退役水庫岸邊的緩沖區,土壤水分過飽和,呈水漬狀,棲息在這里的植物是典型的濕地植物。在大壩拆除后的早期過渡階段,植物群落主要由草木植物組成,成分簡單,所能發揮的生態功能較弱。

因此,通過人工在河堤兩岸種植各類綠植和自然修復,以形成河堤兩岸緩沖帶,有助于充分發揮涵養水源、過濾污染物的生態功能,使河流水量、水質得以有效改善,同時為水庫周邊及下游區域提供良好的生態服務功能。

（5）菜園改造

老舊中小型水庫退役裸露庫底的濕地形成河岸緩沖帶,隨著時間的推移,部分土壤常年地表已無積水現象。在注重生態環境和生態文明建設的大背景下,將無積水的河岸緩沖帶整治后用于經濟作物的菜園建設,有效增加菜園種植作物的面積,實行農藝和工程并舉等措施,提高退役水庫的產出能力,實現小面積作物穩產,農民增收。

5 結語

隨著國內大多中小型水庫進入“老齡化”階段,水庫功能退化且病險頻發,通過除險加固、降等與報廢或退役后利用等工程措施對其進行退役處理,成為水庫管理人員亟需解決的問題。本研究根據水庫儲水能力的大小,明晰并界定水庫等級,此外以國內中小水庫為研究對象,重點闡述中小型水庫應用功能。針對當前老舊水庫存在的諸多問題,討論了老舊中小型水庫除險加固、降等與報廢,并探索了老舊中小型水庫退役后的應用模式,結合水庫現狀及周邊環境,科學研判合適的退役模式是解決老舊中小型水庫的有效途徑,對促進地區的經濟發展和保護人民的生命和財產有著重大意義。