四家子水庫降等方案及可行性分析

黃志濤

(葫蘆島市水利勘測設(shè)計有限公司，遼寧 葫蘆島 125000)

四家子水庫位于遼寧省興城市，水庫保護(hù)著下游龍興路(龍灣大街南沿大道)、濱海大道(G206)等重要基礎(chǔ)設(shè)施安全，同時保護(hù)著下游遼寧工程技術(shù)大學(xué)葫蘆島校區(qū)、四家屯街道辦事處、2所中小學(xué)校等單位和區(qū)域安全，水庫作用極為重要，地理位置亦十分重要。庫區(qū)形成的養(yǎng)殖水面284畝對流域環(huán)境起到了良好的調(diào)節(jié)作用，可削減釣魚臺河洪峰，提高下游河道抗洪能力。

1 工程概況

2019年對四家子水庫進(jìn)行了第二次安全鑒定，大壩抗洪能力評價滿足要求，洪水能夠安全下泄，大壩滲流和結(jié)構(gòu)安全，存在的局部質(zhì)量缺陷和管理問題不影響水庫安全，鑒定四家子水庫大壩為二類壩。安全鑒定未對工程效益及主要任務(wù)進(jìn)行論證和調(diào)整，總庫容維持101.45×104m3未變，洪水標(biāo)準(zhǔn)亦維持10年一遇設(shè)計、50年一遇校核不變。多年運(yùn)行導(dǎo)致庫容減小，恢復(fù)庫容困難、經(jīng)濟(jì)性較差，無法發(fā)揮潛在效益。為了充分發(fā)揮水庫的功能效益，將四家子水庫進(jìn)行降等規(guī)劃。

2 水庫降等規(guī)劃方案

2.1 規(guī)劃原則

(1)水庫降等前應(yīng)做好當(dāng)?shù)厝罕姷乃枷牍ぷ鳎菇档裙ぷ髂芷椒€(wěn)有序的進(jìn)行。

(2)充分利用水庫樞紐及下游釣魚臺河防洪設(shè)施，減少水庫降等實施方案的工程投資。

(3)考慮水庫降等后，原有的灌溉、調(diào)洪、養(yǎng)魚景觀等功能如何平穩(wěn)過度，確保當(dāng)?shù)厝罕姷纳敭a(chǎn)安全基礎(chǔ)上促進(jìn)庫區(qū)土地的合理利用。

(4)工程實施方案要對水庫降等后可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，保證規(guī)劃方案合理。

2.2 規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)

調(diào)整后四家子水庫是一座以防洪為主，兼有養(yǎng)魚等綜合利用的小型水庫。

根據(jù)調(diào)洪演算，四家子水庫總庫容四家子水庫總庫容為87.16×104m3，屬小(2)型水庫，設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，最大壩高10.7m，最大水位差8.81m。

根據(jù)SL 252—2017《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》表3.0.1水利水電工程分等指標(biāo)，工程規(guī)模為小(2)型水庫，工程等別為V等，根據(jù)表2.2.1永久性水工建筑物級別，主要水工建筑物等級為5級。

四家子水庫位于丘陵區(qū)，根據(jù)安全鑒定評價復(fù)核的洪水成果，最大壩高為10.7m，上下游最大水頭差8.81m，擋水高度低于15.0m，且上下游最大水頭差小于10.0m，洪水標(biāo)準(zhǔn)按平原、濱海區(qū)標(biāo)準(zhǔn)確定。

根據(jù)平原、濱海區(qū)水庫工程永久性水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇洪水，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為20～50年一遇洪水，設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)及校核洪水標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)水庫重要性及失事后的損失情況均采用上限即設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，正常蓄水位及防洪限制水位維持20.0m不變。

2.3 水庫降等方案

根據(jù)水庫重新復(fù)核結(jié)果，水庫調(diào)洪庫容減少，由于下游河道基本治理完畢，標(biāo)準(zhǔn)按照水庫20年一遇設(shè)計，復(fù)核后增加的12.18m3/s，需考慮其影響完善補(bǔ)救措施。

在遵循充分利用水庫樞紐及下游釣魚臺河防洪設(shè)施，現(xiàn)有防洪能力前提下，提出補(bǔ)救比選方案：

A.維持水庫溢洪道下泄流量不變，提高下游河道抵御洪水能力(包括頂部高度、底部沖刷等)

B.修訂《興城市四家子水庫大壩安全管理(防汛)應(yīng)急預(yù)案》，采取管理等非工程措施，減小下游損失。

顯然，提高下游河道抵御洪水能力涉及面廣，投資大，社會影響也大，因此采用方案B。

3 降等影響分析

3.1 經(jīng)濟(jì)影響

四家子水庫原設(shè)計灌溉面積0.3萬畝。隨著庫周城市化進(jìn)展，大部分土地已調(diào)整為城市建設(shè)用地，目前水庫下游灌溉面積已消失，僅水庫上游少量農(nóng)田有抗旱保墑任務(wù)，所以水庫只發(fā)揮著防洪、養(yǎng)魚功能。

3.2 社會影響

3.2.1城市建設(shè)規(guī)劃

根據(jù)《興城市城市總體規(guī)劃(2009—2030)》，為了推動葫興一體化進(jìn)程，加快葫蘆島大城區(qū)建設(shè)，全力打造文化旅游新型支柱產(chǎn)業(yè)，啟動了興城濱海溫泉旅游新城建設(shè)項目。

濱海溫泉新城位于興城市東北部的濱海新區(qū)，東臨渤海，西靠首山國家森林公園，北依夾山，南接興海北路，規(guī)劃占地面積12.5km2，建筑面積1000萬m2。規(guī)劃區(qū)可容納人口13萬，其中常住人口10萬。新城功能定位為休閑之濱、宜居之城；環(huán)渤海世界級濱海旅游度假區(qū)的核心區(qū)；大葫蘆島都市區(qū)集旅游度假、商業(yè)居住于一體的新城區(qū)；大葫蘆島都市中心區(qū)的休閑旅游度假區(qū)。根據(jù)規(guī)劃，水庫周邊土地利用發(fā)生了巨大變化。

3.2.2生態(tài)建設(shè)

隨著人們生態(tài)休閑旅游的需求日益增長，城鄉(xiāng)居民對休閑環(huán)境的要求人越來越高，但水庫日前的生態(tài)狀況不能滿足人們的需求，需要進(jìn)行生態(tài)規(guī)劃建設(shè)[1-2]。

早在1985年，國務(wù)院以國函〔1985〕29號以《國務(wù)院關(guān)于規(guī)劃和開發(fā)遼寧省興城旅游區(qū)的批復(fù)》指出“興城地區(qū)具有發(fā)展旅游事業(yè)的優(yōu)越條件”。

2016年，興城市入選國家旅游局今年公布的首批創(chuàng)建“國家全域旅游示范區(qū)”名單，擁有創(chuàng)建國家全域旅游示范區(qū)資格。興城全域旅游示范區(qū)創(chuàng)建工作計劃在區(qū)域內(nèi)構(gòu)建“一心兩帶”發(fā)展格局，即以古城為核心，大力發(fā)展東部濱海風(fēng)光旅游帶、西部生態(tài)休閑與民俗文化旅游帶，在有效利用現(xiàn)有資源基礎(chǔ)上，積極主動地根據(jù)相關(guān)細(xì)則進(jìn)行建設(shè)發(fā)展。

在《增強(qiáng)發(fā)展能力提升發(fā)展質(zhì)量全面壯大葫蘆島旅游產(chǎn)業(yè)實施方案》(葫蘆島市人民政府辦公室，2019年2月28日)強(qiáng)調(diào)“抓好興城市、綏中縣全域旅游示范縣”，發(fā)揮資源優(yōu)勢，豐富旅游產(chǎn)品供給，推進(jìn)旅游項目向高端化、精品化、休閑化方向轉(zhuǎn)型升級，加快開發(fā)各類項目的生態(tài)化建設(shè)。

國家全域旅游示范區(qū)創(chuàng)建，將更加注重區(qū)域整體協(xié)調(diào)發(fā)展，是促進(jìn)水庫生態(tài)化建設(shè)，提質(zhì)增效的有利契機(jī)。

四家子水庫作為區(qū)域內(nèi)唯一大面積水域，城市景觀需求對水庫生態(tài)化建設(shè)重要性凸顯。

表1 四家子水庫洪水調(diào)節(jié)計算成果表

3.3 環(huán)境影響

水庫周邊生態(tài)資源保護(hù)與開發(fā)，能夠提升環(huán)境質(zhì)量、增加生態(tài)資源內(nèi)在價值并為締造區(qū)域重要的生物基因庫提供條件。

(1)水庫周邊生態(tài)資源保護(hù)與開發(fā)能夠提升空氣質(zhì)量、打造天然氧吧。水庫周邊生態(tài)資源保護(hù)，減少工業(yè)污染排放，提高森林覆蓋率，倡導(dǎo)低碳環(huán)保的生活方式將有利于提升空氣質(zhì)量，凈化生存空間，打造城市天然氧吧，為興城市生態(tài)城市建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

(2)水庫周邊生態(tài)資源保護(hù)與開發(fā)能夠深入挖掘生態(tài)資源特點(diǎn)，提升生態(tài)資源的內(nèi)在價值。在對水庫周邊生態(tài)資源開發(fā)的過程中，需要對生態(tài)資源進(jìn)行深入挖掘與修復(fù)，并通過生態(tài)建設(shè)項目提升生態(tài)資源的內(nèi)在價值。

(3)水庫周邊生態(tài)資源保護(hù)與開發(fā)可以打造區(qū)域重要的生物基因庫。可以為各類動植物提供優(yōu)質(zhì)的生長條件和棲息場所，穩(wěn)定和擴(kuò)大區(qū)域物種的多樣性。在維持生態(tài)平衡的基礎(chǔ)上，為生物科學(xué)研究、科普知識推廣提供條件[3-5]。

3.4 降等初步分析

3.4.1實際庫容小于100×104m3

據(jù)《小型水庫大壩注冊登記申報表》，四家子水庫總庫容為101.45×104m3，屬小(1)型水庫，設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。

由于四家子水庫經(jīng)50年淤積，實際四家子水庫總庫容已小于100×104m3；實測調(diào)洪庫容萎縮，在維持入庫洪水，泄洪設(shè)施、方式及能力不變前提下，調(diào)洪演算50年一遇水位上升0.2m，總庫容減少14.29×104m3，為87.16×104m3(未考慮泥沙淤積因素，庫區(qū)具備未來清淤恢復(fù)淤積庫容)，小于100×104m3。

根據(jù)水庫周邊建設(shè)現(xiàn)狀，要恢復(fù)調(diào)洪庫容難以實施(需拆遷、征占地)，且調(diào)洪庫容減少導(dǎo)致水位上升并未影響大壩安全，恢復(fù)庫容從經(jīng)濟(jì)上講不合理。符合《水庫降等與報廢管理辦法(試行)》(2003年5月26日水利部令第18號發(fā)布)“(二)因淤積嚴(yán)重，現(xiàn)有庫容低于SL 252—2000《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的原設(shè)計等別標(biāo)準(zhǔn)，恢復(fù)庫容技術(shù)上不可行或者經(jīng)濟(jì)上不合理的”降等條件。

3.4.2水庫功能萎縮

四家子水庫設(shè)計灌溉面積0.3萬畝，根據(jù)庫周及下游城市建設(shè)現(xiàn)狀、《興城市城市總體規(guī)劃(2009—2030)》的用地規(guī)劃，水庫所在的四家子街道建成濱海溫泉新城中心，水庫承擔(dān)灌溉任務(wù)的農(nóng)田逐漸被城市建設(shè)替代，目前水庫下游灌溉面積已消失，僅水庫上游少量農(nóng)田有抗旱保墑任務(wù)。水庫的主要功能灌溉功能已萎縮喪失，四家子水庫成為一座以防洪為主，兼養(yǎng)魚等綜合利用的小型水庫。

隨著濱海溫泉新城規(guī)劃，四家子水庫將成為興宮首山湖濕地公園的一部分，成為周邊人民群眾休閑場所，此時水庫仍舊作為功能性小(1)型水庫存在，不符合興城市社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。

水庫主要功能灌溉功能的喪失符合《水庫降等與報廢管理辦法(試行)》(2003年5月26日水利部令第18號發(fā)布)“(三)原設(shè)計效益大部分已被其他水利工程代替，且無進(jìn)一步開發(fā)利用價值或者水庫功能萎縮已達(dá)不到原設(shè)計等別規(guī)定的”降等條件。

4 結(jié)語

四家子水庫運(yùn)行多年，實際庫容低于原水庫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，恢復(fù)庫容困難且不經(jīng)濟(jì)，水庫主要功能灌溉功能喪失，無法發(fā)揮原設(shè)計功能指標(biāo)，新形勢下的生態(tài)需求又難以滿足，建設(shè)限制較多。為了充分利用水利功能效益，決定對四家子水庫進(jìn)行降等和功能調(diào)整。經(jīng)過對水庫現(xiàn)狀及降等方案及降等影響進(jìn)行分析，結(jié)果表明水庫降等方案可行，可達(dá)到水庫工程安全、節(jié)約運(yùn)行維護(hù)成本和發(fā)揮相應(yīng)效益的目的。綜上，宜將四家子水庫由小(1)型水庫降為小(2)型水庫，水庫功能調(diào)整為以防洪為主，兼有養(yǎng)魚等綜合利用。水庫降低實施規(guī)劃影響因素眾多，實施方案還需要結(jié)合其他因素全面慎重考慮。