山東省水庫工程節(jié)水模式現(xiàn)狀及對策

秦 超

（山東省海河淮河小清河流域水利管理服務(wù)中心，山東 濟南 250100）

山東省是水資源短缺省份，全省水資源人均占有量不到全國平均水平的1/6，僅為世界平均水平的1/24。同時，降水時空分布不均，主汛期降雨量約占了全年降雨量3/4，空間降雨量由魯東南向魯西北遞減。在水資源嚴(yán)重短缺的同時，每年主汛期有大量棄水，造成結(jié)構(gòu)性浪費，成為制約經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。

水庫作為調(diào)控水資源時空分布、優(yōu)化水資源配置和防洪減災(zāi)的重要工程，是經(jīng)濟社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。據(jù)山東省水庫注冊登記資料統(tǒng)計，目前山東省共有各類水庫6 150座，其中大中型水庫253座，小型水庫5 897座，總庫容182.5億m3，興利庫容101.7億m3，調(diào)洪庫容69.5億m3。由于新建水庫投資成本巨大，征地遷占難度大等因素，科學(xué)開發(fā)利用好現(xiàn)有水庫工程，通過除險加固、清淤和防滲、增效擴容、科學(xué)調(diào)度等措施，有效利用徑流，減少棄水，恢復(fù)或增加水庫興利能力，達(dá)到節(jié)約水資源的目的，將成為破解山東省水資源瓶頸制約較為直接和現(xiàn)實有效的途徑。

1 現(xiàn)狀及對策

1.1 實施除險加固，恢復(fù)原興利能力

山東省水庫點多面廣量大，大部分建于上世紀(jì)六七十年代，工程質(zhì)量差，病險隱患多。由于病險水庫大都存在防洪標(biāo)準(zhǔn)低、滲透破壞、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、金屬結(jié)構(gòu)安全等重大安全問題，在未實施加固前，都減低興利水位或限制蓄水運行，嚴(yán)重阻礙了水庫興利蓄水能力，影響下游灌溉、供水等效益。近年來，山東省實施大規(guī)模病險水庫除險加固工程，累計實施完成5 000余座，水庫工程狀況有了明顯改觀。但水庫安全狀況是一個動態(tài)過程，隨著暴雨洪水的不斷侵蝕和運行時間的推移，其安全狀況必然會逐年下降。

為確保水庫大壩安全，提高水庫資源高效利用，應(yīng)建立病險水庫動態(tài)管理制度，按照《水庫大壩安全鑒定辦法》，定期開展水庫安全鑒定，并將水庫除險加固納入基本建設(shè)范疇，加強水庫病險隱患排除和日常監(jiān)測，做到有病必除、有險必固，發(fā)現(xiàn)一座加固一座，以恢復(fù)原有水庫工程的興利庫容，提高水資源利用率。

1.2 實施清淤工程，恢復(fù)有效庫容

山東省大部分水庫都運行多年，加上河流中攜帶的泥沙含量較多，部分水庫淤積嚴(yán)重，雖然水庫在原設(shè)計時死庫容的設(shè)計充分考慮了水庫淤積的影響，但根據(jù)水庫泥沙分布特點，部分泥沙不僅僅在死庫容中淤積，還在興利庫容中有淤積的現(xiàn)象，影響水庫興利效益的發(fā)揮，甚至部分水庫因淤積嚴(yán)重而處于降等或報廢狀態(tài)。

實施水庫清淤工程，能恢復(fù)或增加水庫興利和防洪庫容，是水庫增效擴容的重要手段，技術(shù)簡單可行，相比新建水庫的投資，成本較低。其優(yōu)勢是不產(chǎn)生移民、不占用耕地，工程投資少；淤積泥沙可資源化利用，部分淤積物可作為有機肥料或建筑用砂，降低清淤成本。在實施清淤工程前，應(yīng)重新進行庫區(qū)地形測量，重新核算水庫水位～庫容～面積曲線，為清淤工程實施打下基礎(chǔ)。

1.3 水庫防滲，減少興利損失

山東省水庫中的土石壩數(shù)量有5 920座，占總數(shù)量的96%。土石壩壩體及壩基，都具有一定透水性，滲漏現(xiàn)象普遍存在。按照滲漏部位不同，分為壩址區(qū)滲漏和庫區(qū)滲漏兩種類型，壩址區(qū)滲漏主要集中在壩體、壩基、繞壩、接觸滲漏；庫區(qū)滲漏主要為庫水沿透水層、溶洞、斷裂破碎帶、裂隙節(jié)理帶等連貫性通道外滲。按照安全分類，分正常滲漏和不安全滲漏。對于能引起土體滲透破壞或滲漏量很大，嚴(yán)重影響蓄水興利的為不安全滲漏。對正常滲漏，在一定的外界條件影響下，可能轉(zhuǎn)化為不安全滲漏。不安全滲漏會嚴(yán)重影響水庫安全和興利效益的發(fā)揮。

土石壩壩址區(qū)滲漏處理的原則是“上截、下排”。“上截”就是在上游（壩軸線以上）封堵滲漏入口，截斷滲漏通道，防止?jié)B入?！吧辖亍钡拇胧┗旧峡蓺w納為垂直防滲和水平防滲兩種形式?！跋屡拧本褪窃谙掠尾扇?dǎo)滲和濾水措施，使?jié)B水在不帶走土顆粒的前提下排出，已達(dá)到滲透穩(wěn)定。庫區(qū)滲漏處理情況，由于庫區(qū)面積大，地質(zhì)條件復(fù)雜，為了保證水庫不漏水或少漏水，應(yīng)在查明庫區(qū)和周圍地區(qū)的水文地質(zhì)情況的基礎(chǔ)上，因地制宜地采取相應(yīng)的防滲措施。

1.4 提高興利水位，增加興利庫容

提高興利水位，增加興利庫容，多攔截洪水，變廢為寶是提高水資源效率的最直接的方法。近年來，臥虎山、米山、八河等一批大型水庫均通過提高興利水位增加興利蓄水，效果十分明顯。臥虎山水庫將興利水位提高1.5 m，新增興利庫容900萬m3；米山水庫將興利水位提高1.0 m，增加和恢復(fù)興利庫容3 700萬m3；八河水庫將興利水位提高2.5 m，新增興利庫容5 297萬m3。這批增容工程投入使用后，進一步提高水庫雨洪資源利用率，增加水源儲備能力，達(dá)到豐蓄枯用、開源節(jié)流目的。

目前，實施的提高興利水位工程措施，大多采用通過抬田工程措施，就是將水庫抬高后興利水位淹沒線內(nèi)的耕地墊高至征地線以上。該措施不僅降低移民征遷費用，還保留了耕地資源。但該措施應(yīng)避免以下3點不足：1）抬田工程需要在庫容內(nèi)進行圍填土地，這樣反而減少興利庫容，適得其反。不僅增加工程投資，增加興利庫容效果不明顯。2）抬田工程如果圍填放置在防洪庫容，會嚴(yán)重侵占寶貴的防洪庫容，削弱水庫防洪能力。3）興利水位的提高會直接改變水庫調(diào)洪起調(diào)水位，應(yīng)重新復(fù)核水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)，確保水庫大壩滿足原設(shè)計的防洪標(biāo)準(zhǔn)。

1.5 優(yōu)化調(diào)度模式，減少棄水

山東省山丘區(qū)大中型水庫有196座，總庫容128億m3，占全部水庫總庫容的70%，這批水庫是充分利用雨洪資源的主力軍。在這批水庫中有156座有閘控制的水庫，此類水庫能動態(tài)調(diào)節(jié)天然徑流。近年來，根據(jù)山東的降雨特點，汛期降雨主要集中在七八月的一兩場暴雨，根據(jù)氣候特點和水庫工程特點，水庫調(diào)度將汛期分為3個階段，對水位進行分級控制。

為提高汛末蓄滿的機率，盡可能多的攔蓄洪峰尾水，并增加調(diào)度的靈活性，建議在汛中限制水位和汛末蓄水位兩級控制指標(biāo)之間多設(shè)幾級機動水位，即汛限動態(tài)控制。隨著科技發(fā)展，預(yù)測預(yù)報精度不斷提高，也為水庫汛限水位動態(tài)控制提供了基礎(chǔ)保障。在汛期，對有閘控制的山丘區(qū)水庫，可實時利用降雨和洪水預(yù)報成果，在不降低水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)前提下，可在汛期進一步細(xì)化汛限水位控制值，分期設(shè)計控制汛限水位，對汛限水位進行浮動的調(diào)度，可減少大量棄水，極大增加水資源的利用效率。

2 結(jié)語

從山東省水庫工程現(xiàn)狀出發(fā)，通過除險加固、清淤工程、增效擴容、防滲措施、利用動態(tài)汛限水位進行科學(xué)調(diào)度等一系列措施和方法，恢復(fù)和增加水庫興利庫容，充分利用天然徑流，減少棄水，提高水資源利用效率，達(dá)到節(jié)約水庫水資源的目的。