基于實(shí)施伊遜河生態(tài)補(bǔ)水工程方案探討

姚晨光

（河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，天津 300250）

1 工程概述

承德市位于河北省東北部，周圍群山環(huán)抱，是國家著名的歷史文化名城和風(fēng)景旅游城市，也是冀東北地區(qū)政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心。承德市境內(nèi)共有灤河、潮白河、遼河、大凌河四大水系，全市水資源總量35億m3，人均水資源占有量1042m3，是河北省平均水平304m3的3.4倍。由于水資源時空分布不均，枯水年武烈河春季常常斷流，導(dǎo)致山莊湖區(qū)水位下降甚至干涸。2000年湖區(qū)干涸時間曾長達(dá)68d，不但嚴(yán)重影響了承德市的旅游生態(tài)環(huán)境，而且使避暑山莊歷史文化遺產(chǎn)的生態(tài)環(huán)境逐步惡化。為了改善城市生態(tài)與水環(huán)境，建造山水園林城市和生態(tài)旅游城市，承德市區(qū)的武烈河修建了12道橡膠壩，但是由于春季缺水，夏季防洪，秋季進(jìn)入冬季時間較短，橡膠壩難以充分發(fā)揮改善環(huán)境的作用。位于市中心二仙居、石洞子溝、牛圈子溝和獅子溝4條旱河的環(huán)境狀況與承德市的旅游城市形象不相適應(yīng)，幾條旱河因長年無水，河道被擠占嚴(yán)重，河道衛(wèi)生狀況堪憂，多年來為附近居民造成諸多不便。近年來雖然對旱河兩岸居住環(huán)境進(jìn)行大力整治，環(huán)境得以改善，但因水源短缺致使水環(huán)境尚未實(shí)現(xiàn)改善目標(biāo)。

2 伊遜河水資源量分析

2.1 不同水平年水資源量

超梁灣攔河壩位于伊遜河韓家營水文站上游，和韓家營之間為峽谷河道，無大的支流匯入，流域面積6399km2，韓家營水文站以上控制流域面積6750km2，區(qū)間面積僅占水文站以上面積的5.2%。規(guī)劃引伊濟(jì)武工程的引水口位置為伊遜河超梁灣附近，通過修建超梁灣攔河壩雍高水位。

伊遜河韓家營站多年平均實(shí)測徑流量3.65億m3，經(jīng)對流域內(nèi)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、人畜耗用水量和廟宮水庫的蓄水變量進(jìn)行還原分析后，伊遜河韓家營站多年平均天然年徑流量3.73億m3，50%保證率天然年徑流量3.12億m3，75%保證率天然年徑流量1.97億m3，95%保證率天然年徑流量1.11億m3，扣除流域內(nèi)耗用水量后得到2020水平年徑流系列，并按面積比推算超梁灣攔河壩處不同保證率的設(shè)計(jì)年徑流量如表1。

表1 超梁灣站年徑流量分析成果 單位：萬m3

2.2 超梁灣下游需水量預(yù)測

超梁灣攔河壩下游伊遜河流域現(xiàn)有人口3.525萬人，耕地0.28萬hm2，其中水澆地500 hm2，稻田300 hm2；現(xiàn)有廠礦12座，年用水量550萬m3。根據(jù)承德市國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，預(yù)測2020水平年超梁灣下游總需水量1684萬m3。

2.3 2020水平年可引水資源量分析

引水規(guī)模除不影響超梁灣下游生產(chǎn)、生活用水外，考慮下游河流生態(tài)需水要求，規(guī)劃多年平均年引水量以不超過伊遜河年來水量的50%為控制，并對引水規(guī)模進(jìn)行確定，經(jīng)計(jì)算，在最大引水規(guī)模9.0m3/s時，多年平均年引水量11436萬m3，引水量占年來水量的44.7%，引水后伊遜河仍能夠滿足下游區(qū)域內(nèi)需水要求。

引水后水量分配如表2。

表2 伊遜河引水后多年平均水量分配成果 單位：萬m3

3 引水工程總體布局

引伊濟(jì)武工程主要包括伊遜河超梁灣攔河壩工程、引水隧洞工程和水電站工程如圖1。

圖1 承德市引伊濟(jì)武工程總體布置示意圖

3.1 超梁灣攔河壩工程

通過在伊遜河超梁灣附近修建攔河壩，在伊遜河上形成具有日調(diào)節(jié)能力的小型蓄水工程，并在攔河壩上游左岸開鑿引水隧洞至承德市雙橋區(qū)，攔河壩全長181.3m，最大壩高25m。規(guī)劃引水流量9m3/s。

3.2 引水隧洞工程

引水隧洞由伊遜河—上營子分水樞紐段主洞、上營子分水樞紐至雙峰寺支洞、上營子分水樞紐至山神廟旱河引水支洞和市區(qū)內(nèi)7條旱河的分水洞組成，工程引水線路全長52.2km。

（1）引水隧洞的主洞和支洞主要在山神廟出口獅子溝旱河以上，總長39.65km，主要有：伊遜河攔河壩至上營子引水隧洞主洞3.3m×3.2m，洞長19.85km；上營子至雙峰寺水庫支洞斷面2.5m×3.2m，洞長13.65m；上營子至山神廟的市區(qū)旱河引水方向支洞1.9m×1.8m，洞長6.15km；市區(qū)各旱河間支洞1.5m×1.8m。

（2）7條旱河的6條分水隧洞總長12.5km，主要有牤牛河分水洞長1.5km；獅子溝至水泉溝隧洞洞長4.0km；水泉溝至石洞子溝隧洞洞長3.2km；石洞子溝至牛圈子溝隧洞洞長0.9km；牛圈子溝至綠核隧洞洞長0.8km；綠核分水隧洞洞長2.1km。

3.3 水電站工程

為充分利用引伊濟(jì)武工程的水能資源，在分向雙峰寺水庫的隧洞出口設(shè)置水電站，水電站尾水退入雙峰寺水庫。該電站裝機(jī)3000kW，年發(fā)電量1467萬kW·h。

4 效益評價

承德引伊濟(jì)武工程的建設(shè)可提高承德避暑山莊湖區(qū)水源、市區(qū)橡膠壩群水源的保證程度，并從根本上解決市區(qū)旱河的通水問題，工程建成后將大大改善承德歷史文化遺產(chǎn)的生態(tài)環(huán)境，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)環(huán)境效益。

4.1 生態(tài)效益

工程通過向市區(qū)旱河供水，可解決承德市區(qū)生態(tài)用水。①獅子溝旱河通水后，普陀宗乘之廟、須彌福壽之廟等皇家寺廟將恢復(fù)依山傍水的歷史風(fēng)采。②二仙居旱河貫穿市區(qū)，可有效地補(bǔ)給避暑山莊湖區(qū)水量，使市區(qū)武烈河河道上的橡膠壩群在枯水季節(jié)有水可蓄，為城市注入靈氣。③可改善承德市區(qū)260hm2水面生態(tài)環(huán)境。

4.2 供水成本效益

目前承德市供水以從灤河干流上揚(yáng)水為主，工程實(shí)施后，可通過隧洞向承德市雙橋區(qū)內(nèi)的各條旱河和武烈河橡膠壩群補(bǔ)水，可相應(yīng)降低由灤河向上游揚(yáng)水的供水成本，初步估算年降低直接供水成本400萬元以上。

4.3 發(fā)電效益

承德引伊濟(jì)武工程供雙峰寺水庫的水電站總裝機(jī)容量3000kW，按年利用4890h計(jì)算，年發(fā)電量達(dá)1467萬kW·h；按現(xiàn)行水電上網(wǎng)電價0.4元/kW·h計(jì)算，年平均發(fā)電收入587萬元。

4.4 有利于實(shí)現(xiàn)水資源優(yōu)化配置

承德市引伊濟(jì)武工程的實(shí)施，可使承德市水資源利用總體效益進(jìn)一步增大，通過對水資源優(yōu)化配置，伊遜河和武烈河下游地區(qū)不同用途的用水保證率將進(jìn)一步均衡，可以改善承德市區(qū)水環(huán)境狀況，保護(hù)文化遺產(chǎn)。

5 結(jié)語

（1）解決避暑山莊水源不足。通過輸水隧洞引入承德市區(qū)武烈河干流和獅子溝旱河，然后再引入避暑山莊湖區(qū)，從根本上解決避暑山莊的水源不足。

（2）通過引伊濟(jì)武工程，市區(qū)段武烈河上的橡膠壩群在枯水時期將有水源保證，使承德市生態(tài)水環(huán)境得到有效改善。

（3）通過引伊濟(jì)武工程，把部分伊遜河的水引入承德市的旱河，從根本上解決因水源問題導(dǎo)致的旱河長年干涸和兩岸生態(tài)環(huán)境較差問題，并通過一定的工程措施，使各條旱河在不同的河段形成梯級水面，與兩岸的生態(tài)景觀建設(shè)相融合，從而消除各條旱河留給人們的臟、亂、差印象，改善市區(qū)周圍旱河的水生態(tài)環(huán)境。

（4）通過引伊濟(jì)武工程，能夠在保持雙峰寺水庫原設(shè)計(jì)規(guī)模不變的前提下，增加水庫的可供水量和供水保證率。

［1］河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院.灤河流域防洪規(guī)劃報(bào)告［R］.2002.

［2］水利部海河水利委員會水文局.海河流域水情防汛調(diào)度手冊·灤河及冀東沿海分冊［R］.2007.

［3］河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院.雙峰寺水庫工程項(xiàng)目可行性研究報(bào)告［R］.2002.

［4］河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院.承德市城市水資源規(guī)劃［R］.2003.

［5］河北省水利廳.河北省水資源評價［R］.2004.