華家湖水庫干涸原因分析及對(duì)策

丁瑞勇

華家湖水庫干涸原因分析及對(duì)策

丁瑞勇

一、水庫概況

華家湖水庫始建于1958年，是安徽省淮北市唯一的一座中型水庫。設(shè)計(jì)來水面積31.82km2，其中直接入庫的匯水面積14.85km2，另16.97km2來水由水庫東端的引洪渠引入。

為增加來水，2005年實(shí)施了引閘（河）入華（家湖）工程，建設(shè)了945m長引水明渠和305m長穿山隧洞，設(shè)計(jì)引水流量30m3/s。2008年對(duì)水庫進(jìn)行了除險(xiǎn)加固，50年一遇設(shè)計(jì)洪水位33.72m，300年一遇校核洪水位33.93m，正常蓄水位33.90m，死水位31.20m；總庫容1150萬m3，死庫容200萬m3，興利庫容730萬m3。

2011年又實(shí)施了庫區(qū)防滲處理及庫底整治工程，對(duì)庫區(qū)北部及西北部設(shè)計(jì)水位33.9m以下的基巖出露部位以及第四紀(jì)覆蓋層厚度小于2m的范圍均進(jìn)行了防滲處理，回填了庫區(qū)內(nèi)深坑和深溝，并對(duì)庫底進(jìn)行了壓實(shí)防滲。

二、庫區(qū)地質(zhì)及蓄水情況

根據(jù)歷次地質(zhì)勘探資料及水庫蓄水后庫水位變化情況分析，庫周及庫盆基巖大部分為具可溶性的碳酸鹽類巖石組成，巖溶發(fā)育程度一般中等偏弱，未見有向鄰谷滲漏的巖溶洞穴系統(tǒng)，但局部溶蝕現(xiàn)象及沿溶蝕裂隙滲漏的可能性仍然存在。庫盆底部沉積有較厚的第四系覆蓋層，其垂直滲透系數(shù)為1.90×10-6～2.35×10-5cm/s，在35m高程以下除庫尾局部外，厚度一般大于1.5m，該層能起到較好的天然防滲鋪蓋作用。2011年又實(shí)施了庫區(qū)防滲處理及庫底整治工程，則庫水垂直下滲的滲漏量非常有限。

華家湖除險(xiǎn)加固工程完成后開始蓄水。2008年最高蓄水位31.56m，相應(yīng)庫容239萬m3。2009年6～8月分三次從閘河引水約1200萬m3入庫，當(dāng)年水庫最高蓄水位33.85 m，相應(yīng)庫容1115萬m3。水庫蓄水后，僅在2009 年10月份向下游放灌溉用水約1.16 萬m3，其蓄水維持到2010年初逐漸消失。由于近年來水偏少，水庫一直呈干涸狀態(tài)。

三、水庫干涸原因分析

1.來水不足是造成水庫干涸的根本原因

庫區(qū)集水面積小，直接入庫的14.85km2匯水面積多年平均產(chǎn)水量僅270萬m3，枯水年不足100萬m3，豐水年約600萬m3；從引洪渠實(shí)際運(yùn)行情況看，在上游興建塔山、小李莊等3座小型水庫后，華家湖東部16.97km2基本上無水下泄。水庫來水與庫容不相匹配，先天不足，無水可蓄，干涸不可避免。

在水庫建設(shè)論證時(shí)期，就意識(shí)到水庫存在來水不足問題，當(dāng)年提出的補(bǔ)救措施就是同步建設(shè)引閘（河）入華（家湖）工程，引閘河水進(jìn)行補(bǔ)給。閘河流域面積466km2，其中北山閘以上324km2。根據(jù)閘河長系列來水資料，北山閘上多年平均日流量大于10m3/s的天數(shù)僅21d，日平均流量大于30m3/s的天數(shù)僅6d，華家湖水庫自閘河多年平均可補(bǔ)水量僅450萬m3。近年來，北山閘上游已建有7座攔河節(jié)制閘，層層攔蓄，閘河可供引取的水量已非常有限。2010～2012年，閘河流域年降雨量分別為642mm、693mm、652mm，比多年平均降雨量少23％～17％，屬于連續(xù)枯水年份，北山閘以上河道基本無水，在閘河自身缺水情況下無水可引，進(jìn)一步加劇了華家湖水庫的干涸。

2.蒸發(fā)量大是造成水庫干涸的重要原因

華家湖水庫庫區(qū)及相鄰的閘河流域?qū)倥瘻貛О霛駶櫦撅L(fēng)氣候區(qū)，多年平均降水量833mm，多年平均蒸發(fā)量998mm，蒸發(fā)量大于降水量。水庫庫盆呈“碟子”狀，水面大，水深淺，在設(shè)計(jì)蓄水位33.9m時(shí)，水面面積4.1km2，水深約3m。據(jù)分析，水庫全年蓄水在設(shè)計(jì)蓄水位時(shí)，年理論蒸發(fā)量約300萬m3。水庫多年平均蒸發(fā)量大于來水量是造成水庫干涸的重要原因。

3.庫周地下水位大幅下降加大水庫下滲

華家湖庫區(qū)及周邊地層為第四紀(jì)覆蓋層，淺層地下水儲(chǔ)量不太豐富，屬裂隙、巖溶承壓水，埋深隨地面高程而異，早期一般在5～45m。進(jìn)入20世紀(jì)80年代后，隨著周邊一批電廠等項(xiàng)目上馬，大量開采地下水，導(dǎo)致水庫周邊地下水位迅速下降，60～100m深的人畜飲用水井都取不到水。從時(shí)間上看，20世紀(jì)80年代后華家湖水庫的干涸與超量開采地下水幾乎同時(shí)期發(fā)生，可以判斷，水庫周邊區(qū)域地下水位大幅下降加大了水庫的滲漏量。

2011年實(shí)施的華家湖水庫庫區(qū)防滲處理及庫底整治工程，雖然尚未通過水庫蓄水檢驗(yàn)，但基本可以確認(rèn)，經(jīng)過庫區(qū)防滲處理及庫底整治后，水庫垂直下滲量是正常的、有限的，不會(huì)出現(xiàn)大的滲漏通道影響水庫蓄水。

四、主要對(duì)策

根據(jù)淮北市城市藍(lán)線控制規(guī)劃，華家湖水庫藍(lán)線控制范圍395.1hm2。解決華家湖水庫連續(xù)干涸的問題對(duì)淮北市生態(tài)環(huán)境具有重要意義?？紤]到水庫來水不足、地勢較高，水庫功能不再適宜承擔(dān)供水和調(diào)蓄任務(wù)，可作為涵養(yǎng)地水源和生態(tài)水域規(guī)劃利用。

針對(duì)華家湖水庫干涸成因，為維護(hù)華家湖水庫有正常水體，首先要解決其來水量明顯不足問題，有水才能形成穩(wěn)定水面；其次要減少蒸發(fā)與滲漏，才可能保持正常水面；再者要在庫周開展水源涵養(yǎng)，修復(fù)和保護(hù)生態(tài)環(huán)境。按照生態(tài)補(bǔ)水、減少損失和水源涵養(yǎng)的主體思路，實(shí)施對(duì)策一是實(shí)施水庫補(bǔ)水，從根本上解決水庫水源不足問題；二是在水庫周邊植樹造林，涵養(yǎng)水源和營造景觀；三是在庫區(qū)開展防滲處理，盡可能減少庫水損失。其中生態(tài)補(bǔ)水最為關(guān)鍵。

1.生態(tài)補(bǔ)水方案

水源及規(guī)模?？拷A家湖水庫的調(diào)蓄場所及河流有東湖、中湖和閘河、龍河。閘河已實(shí)施“引閘入華”工程，龍河水質(zhì)難以保證，東湖和中湖是淮水北調(diào)工程的重要調(diào)蓄場所，淮水北調(diào)工程實(shí)施后，可從東湖引水到華家湖水庫。綜合華家湖來水、庫容、蒸發(fā)、滲漏和淮水北調(diào)水源等因素，維持華家湖正常水面的補(bǔ)水工程設(shè)計(jì)規(guī)模約為6萬m3/d，補(bǔ)水流量0.8m3/s，控制水庫蓄水位在32.0～33.0m，可保持水庫水面在3.26～3.82km2，年均補(bǔ)給華家湖水量約500～1000萬m3。

線路及方案。華家湖補(bǔ)水工程從東湖南部取水，經(jīng)泵站加壓后分別下穿龍河和閘河再入引閘入華明渠，自流進(jìn)入華家湖。為減少干擾和征地拆遷，采用全封閉管道輸水。壓力管道長約3.2km，管徑為DN1000。

2.水源涵養(yǎng)方案

為涵養(yǎng)庫周水源、改善局地氣候、美化庫區(qū)環(huán)境，可在水庫周邊建設(shè)涵養(yǎng)林。根據(jù)華家湖水庫周邊地形和淮北市東部新城區(qū)城市藍(lán)線控制規(guī)劃，庫周涵養(yǎng)林具體分布在西、北、東三個(gè)方向，規(guī)劃分三期實(shí)施。一期為庫周及北面山地范圍，面積6360畝，庫周以種植風(fēng)景樹與經(jīng)濟(jì)樹為主；二期重點(diǎn)發(fā)展西面花鼓山及東面雙頂山、尖山、馬頭山涵養(yǎng)林，面積31740畝；三期重點(diǎn)發(fā)展閘河與龍岱河水系周邊涵養(yǎng)林，面積2310畝。

五、結(jié)論與建議

來水不足是造成華家湖水庫干涸的根本原因，為維持華家湖水庫有基本水體和基本水面，實(shí)施生態(tài)補(bǔ)水是關(guān)鍵。鑒于華家湖水庫干涸原因較多，尤其是地下水超采引起的滲漏問題較復(fù)雜；同時(shí)，考慮到2011年實(shí)施的庫區(qū)防滲處理及庫底整治工程尚未通過蓄水檢驗(yàn)，建議今后加強(qiáng)水庫蓄水觀測，對(duì)水庫干涸原因進(jìn)一步多方面分析論證，優(yōu)化生態(tài)補(bǔ)水及水源涵養(yǎng)林建設(shè)方案

（作者單位：安徽省水利水電勘測設(shè)計(jì)院 230088）

（專欄編輯：王 適）