基于清河水庫壩北回水系統(tǒng)改造的必要性和可行性

宮麗芝

(清河水庫管理局，遼寧清河112003)

1 清河水庫現(xiàn)狀

清河水庫是遼河中游左側(cè)一級支流—清河干流上的一座國家大(2)型水庫，是一座以防洪、灌溉、工業(yè)供水為主，兼顧養(yǎng)魚、旅游等綜合經(jīng)營項目的水利樞紐工程。壩址位于遼寧省鐵嶺市清河區(qū)境內(nèi)，距鐵嶺市46 km，開原市11 km。水庫為多年調(diào)節(jié)、按千年一遇洪水設(shè)計，萬年一遇洪水校核，水庫設(shè)計總庫容9.71億m3，其中興利庫容5.74億m3、防洪庫容5.05億m3、死庫容0.56億m3。水庫多年平均降雨量722.4 mm，多年平均徑流量67 400萬m3，多年平均輸沙量112萬m3。

2 電廠回水洞改為第二泄洪與輸水隧洞的必要性

2.1 輸水洞泄洪能力

清河水庫現(xiàn)有泄洪設(shè)施有溢洪道和輸水洞，其中輸水洞為2個出水口，一個是出口閘門，原設(shè)計泄洪能力為389 m3/s，由于下游消能設(shè)施限制，實際僅為300 m3/s，另一個是清河發(fā)電廠引水口，其冷卻循環(huán)水可在泄洪期參與泄洪，最大泄量30 m3/s，因此輸水洞實際泄洪總量為330 m3/s。

2.2 電廠回水洞改造為第二泄洪與輸水洞的必要性和可能性

原清河發(fā)電廠火力發(fā)電機組冷卻用水為大循環(huán)，從水庫取水，冷卻機組通過回水明渠(5 000 m)經(jīng)回水泵房升壓后通過回水隧洞返回水庫，2005～2006年，電廠進行了節(jié)水改造工程，將供水方式改造為廠內(nèi)冷卻塔循環(huán)供水系統(tǒng)，既閉式循環(huán)系統(tǒng)。電廠原有的回水設(shè)施全部于2006年8月停止使用，使輸水洞減少了30 m3/s泄洪能力，降低了水庫的防洪標準。如利用回水隧洞泄洪，可禰補清河電廠引水口30 m3/s參與泄洪的不足，使水庫恢復(fù)到原設(shè)計的防洪標準。

現(xiàn)將電廠回水隧洞(原電廠冷卻水泄洪)參與泄洪和輸水洞單獨泄洪水庫洪水調(diào)節(jié)計算結(jié)果(經(jīng)省防汛辦批準、汛限水位按129 m運用計算)見表1。

從表1可知:現(xiàn)狀萬年一遇水庫校核洪水位為137.89 m，現(xiàn)狀較以前洪水位137.82 m，僅抬高0.07 m，雖差直不大，但仍以恢復(fù)原設(shè)計防洪標準為宜。

電廠回水水洞洞徑4m。洞長752 m，原設(shè)計回水渠道及泵房能力為30 m3/s，經(jīng)初步水利計算可下泄流量 93～117 m3/s，完全可滿足泄洪30 m3/s的要求，除供清河區(qū)、開原市城市供水30萬m3/d外，灌溉期余水流量26.5 m3/s，可將原回水泵房改建為4 256 kW的水電站，利用灌溉期水量發(fā)電，年發(fā)電量為932萬kW時，電價按0.22元/kW·h，財務(wù)內(nèi)部收益率為12.84%，大于行業(yè)基準收益率10%，投資回收期為8.17 a。

表1 水庫洪水調(diào)節(jié)計算表

利用這個隧洞作為清河開原城市供水取水口(有高、低兩個取水口)，城市供水必將從過度開采地下水向使用地表水的方向發(fā)展。清河水庫下游有清河區(qū)和開原市。目前兩地城市用水均采用地下水。據(jù)幾年來的供水情況看，在枯水季節(jié)，地下水水量已經(jīng)不能滿足用水需要。所以清河、開原兩地城市供水必將從地下轉(zhuǎn)向地上，由使用地下水改用地表水，清河水庫是距清河和開原最近的地表水源地。

3 供水的可行性分析

3.1 水資源現(xiàn)狀

根據(jù)清河水庫管理局提供的從1966年蓄水開始，至2007年，42 a長系列水文資料調(diào)節(jié)計算結(jié)果，設(shè)計水平年2007年，清河水庫多年調(diào)節(jié)水量4.47億m3，水庫允許供水量為4.15億m3，其中工業(yè)用水 0.53億m3，農(nóng)業(yè)用水0.70億m3，補償下游2.93億m3(其中盤錦供水1.27億m3)。水庫調(diào)節(jié)過程中，供水無破壞年。供水保證率97%。

近期水平年 2020年，清河水庫多年調(diào)節(jié)水量4.47億m3，水庫允許供水量為4.16億m3水其中工業(yè)用水0.53億m3，農(nóng)業(yè)用水0.70億m3，城鎮(zhèn)供水0.55億m3，補償下游2.38億m3。水庫調(diào)節(jié)過程中，供水無破壞，供水保證率為97%。

遠期水平年 2030年，清河水庫多年調(diào)節(jié)水量4.43億m3，水庫允許供水量為4.12億m3，其中工業(yè)用水0.53億m3，農(nóng)業(yè)用水0.70億m3，城鎮(zhèn)供水1.09億m3，補償下游1.80億m3。水庫調(diào)節(jié)過程中農(nóng)業(yè)供水1966年破壞，農(nóng)業(yè)供水保證率為95%，工業(yè)用水和城鎮(zhèn)用水無破壞年，供水保證率為97%。

3.2 水庫水質(zhì)

清河水庫上游來水無工業(yè)企業(yè)污染排污口及城鎮(zhèn)生活污水排污口，匯入的主要支流有碾盤河、阿拉河和二道河。根據(jù)2005－08－24的檢測結(jié)果，清河水庫上游來水水質(zhì)現(xiàn)狀達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838－2002)Ⅱ類水質(zhì)標準?！兜乇硭h(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838－2002)，可以作為地表水源地，為城市供水。

3.3 工程造價

要實現(xiàn)上述目標，需要對現(xiàn)有工程進行改造。主要包括進水口閘門改造，新建攔污柵、新建出口閘門，改造消力池，清除洞內(nèi)原來堵塞鋼筋混凝土，改造原有渠道(250 m)，發(fā)電機組，配電改照，機房等，投資大約在1 500～1 800萬元。資金來源可采用政府貸款或職工集資入股。

4 結(jié)論

根據(jù)清河水庫壩北回水系統(tǒng)的工程現(xiàn)狀，水庫的度汛需求，清河、開原地區(qū)地下水嚴重缺乏的實際情況，清河水庫的可供水量，水庫水質(zhì)和回水隧洞改造造價等的分析，將水庫原回水隧洞改造成泄洪和輸水隧洞，增加水庫泄洪能力和興利能力，具有投資少，效益大的突出優(yōu)勢。因此，清河水庫壩北回水系統(tǒng)的改造是必然的，也是可行的。