西河水庫開發(fā)方案初步研究

高 強，湯 巍，黃曉琴

(重慶市水利發(fā)展研究中心，重慶 401147)

西河水庫是重慶市主城區(qū)范圍內規(guī)劃的重要水庫，主要解決主城區(qū)城市供水問題。壩址位于御臨河干流渝北區(qū)統(tǒng)景鎮(zhèn)梅家灣河段，壩址以上控制流域面積約1900km2，多年平均流量38.7m3/s，多年平均徑流深640mm，多年平均徑流量12億m3，多年平均徑流模數為20.4L/(s·km2)。

本文在進行水庫現場地質踏勘、淹沒調查及水文水資源分析等工作基礎上，從充分利用水資源角度，開展了西河水庫開發(fā)方案初步分析研究，初步提出2個開發(fā)利用方案，即西河單庫開發(fā)方案(方案一)和碑口、西河水庫梯級開發(fā)方案(方案二)。

1 西河單庫開發(fā)方案(方案一)

該方案是在分析水文條件、淹沒條件、地質條件及溫泉與水庫蓄水相互關系基礎上，初步提出196、200、205、220m四個水位開發(fā)方案。

1.1 水位196m方案

主要考慮盡量不淹沒沿河兩岸場鎮(zhèn)、不影響渝北統(tǒng)景溫泉和鄰水白龍峽風景區(qū)旅游開發(fā)，同時結合地質分析，196m河床高程在白龍峽出口小南海河段出露，正好是三疊系須家河組地層底界。

經水量調節(jié)計算，水庫正常蓄水位196m，死水位185m，相應正常庫容3100萬m3，死庫容270萬m3，興利庫容2830萬m3；多年平均可供水量2.2億m3，供水保證率達95%以上。

該方案回水末端位于白龍峽出口小南海河段，總回水長度約33km，水面面積約5km2，其中重慶境內回水長度23km，水面面積約4km2。除淹沒渝北區(qū)龍安村級場鎮(zhèn)部分范圍外，不會淹沒黃印、秤砣、碼頭3個村級場鎮(zhèn)及御臨鎮(zhèn)場鎮(zhèn)，也不會影響白龍峽河段漂流等項目。淹沒土地面積約200hm2，淹沒房屋面積約1.4萬m2，淹沒影響人口約0.18萬人，其中淹沒場鎮(zhèn)房屋面積和影響人口分別為1萬m2和200人。

水庫大壩采取閘壩型式，壩軸線長約380m，最大壩高20m。泄洪閘布置于河道中間，初擬溢流凈寬110m，溢流堰頂高程188m，布置11孔，單孔尺寸為10m×8m(寬×高)。取水設施布置于右岸大壩上游適當位置。

工程總投資10億元，其中水庫工程投資4億元，淹沒補償投資6億元。

1.2 水位200m方案

主要考慮盡量少淹沒沿河兩岸場鎮(zhèn)，同時考慮在淹沒白龍峽河段后，對規(guī)劃的小南海電站(尾水位200m)發(fā)電不產生影響，對現在正在運行的漂流項目可以通過水庫調度調節(jié)等措施，在汛期漂流時段將水位降低至196m運行，基本不會對其造成大的影響。

經水量調節(jié)計算，水庫正常蓄水水位200m，死水位185m，相應正常庫容5670萬m3，死庫容270萬m3，興利庫容5400萬m3；多年平均可供水量3億m3，供水保證率達95%以上。

該方案水庫回水末端位于白龍峽上游新場河段，總回水長度約36km，水面面積約8km2，其中重慶境內回水長度23km，水面面積約6km2。該水位將淹沒龍安村級場鎮(zhèn)全部，淹沒黃印、秤砣、碼頭3個村級場鎮(zhèn)及御臨鎮(zhèn)場鎮(zhèn)極少部分區(qū)域，通過水庫合理調度，基本不會影響白龍峽漂流項目。淹沒土地面積約400hm2，淹沒房屋面積約4萬m2，淹沒影響人口約0.35萬人，其中淹沒場鎮(zhèn)房屋面積和影響人口分別為1.5萬m2和300人。

水庫大壩采取閘壩型式，壩軸線長390 m，最大壩高25 m。泄洪閘布置于河道中間，初擬溢流凈寬110m，溢流堰頂高程192m，布置11孔，單孔尺寸為10m×8m(寬×高)。取水設施布置于右岸大壩上游適當位置。

工程總投資19億元，其中水庫工程投資6.5億元，淹沒補償投資12.5億元。

1.3 水位205m方案

主要考慮水庫規(guī)模能夠達到大型水庫、同時盡量減小對沿河主要場鎮(zhèn)及土地的淹沒。

經水量調節(jié)計算，水庫正常蓄水位205m，死水位185m，相應正常庫容10030萬m3，死庫容270萬m3，興利庫容9760萬m3；多年平均可供水量4.2億m3，供水保證率達95%以上。

該方案水庫回水末端位于四川鄰水境內大墳山河段，總回水長度約39km，水面面積約11km2，其中重慶境內回水長度23km，水面面積約8km2。該水位將淹沒龍安村級場鎮(zhèn)全部范圍及黃印、秤砣、碼頭3個村級場鎮(zhèn)及御臨場鎮(zhèn)大部分范圍，并會淹沒白龍峽風景區(qū)河段，對現在正在運行的漂流項目也會造成較大影響，對規(guī)劃的小南海電站發(fā)電效益造成一定影響。淹沒土地面積約733.33hm2，淹沒房屋面積約21.8萬m2，總淹沒影響人口約0.9萬人，其中淹沒場鎮(zhèn)房屋面積和影響人口分別為15.8萬m2和3200人。

水庫大壩采取閘壩型式，壩軸線長440m，最大壩高30m。泄洪閘布置于河道中間，初擬溢流凈寬120m，溢流堰頂高程197m，布置12孔，單孔尺寸為10m×8m(寬×高)。取水設施布置于右岸大壩上游適當位置。

工程匡算總投資33億元，其中水庫工程投資8.8億元，淹沒補償投資24.2億元。

1.4 水位220m方案

該方案是結合《重慶市城區(qū)水資源規(guī)劃》《西南五省重點水源規(guī)劃》等相關規(guī)劃對西河水庫規(guī)模的初步定位，即庫容達到3億m3以上，同時充分考慮水庫成庫條件及對統(tǒng)景溫泉可能造成的不利影響。由于下壩址在水位220m不具備成庫條件，因此該方案壩址采用上壩址方案。

經水量調節(jié)計算，水庫正常蓄水水位220m，死水位185m，相應的正常庫容30250萬m3，死庫容120萬m3，興利庫容30130萬m3；多年平均可供水量約7.2億m3，供水保證率達95%以上。

該方案水庫回水末端位于四川鄰水壇垌場鎮(zhèn)下游約3km處的大茅坡河段，總回水長度約41km，水面面積約18km2，其中重慶境內回水長度21km，水面面積約12km2。該水位將淹沒龍安、黃印、秤砣、碼頭4個村級場鎮(zhèn)及御臨鎮(zhèn)場鎮(zhèn)全部范圍，并會淹沒白龍峽風景區(qū)河段，使目前正在運行的漂流項目無法運行，對規(guī)劃的小南海電站發(fā)電效益會造成較大影響。淹沒土地面積約1400hm2，淹沒房屋面積約46.7萬m2，淹沒影響人口約1.5萬人，其中淹沒場鎮(zhèn)房屋面積和影響人口分別為24萬m2和4800人。

水庫大壩采用埋石砼重力壩，壩軸線長255m，最大壩高43m。采用壩頂閘孔溢流泄洪，初擬溢流凈寬為80m，溢流堰頂高程為210m，布置8孔，單孔尺寸為10m×10m(寬×高)。取水設施布置于右岸大壩上游適當位置。

工程總投資60億元，其中水庫工程投資19.1億元，淹沒補償投資40.9億元。

西河單庫開發(fā)各水位方案基本情況詳見表1。

2 碑口、西河水庫梯級開發(fā)方案(方案二)

該方案是在西河水庫不具備優(yōu)先建設條件下，先期建設碑口水庫，作為東河上已建成的大洪河水庫電站的反調節(jié)水庫，在保持大洪河水庫原有發(fā)電功能前提下，充分利用東河水資源量；后期建設西河水庫，碑口水庫與西河水庫形成梯級聯(lián)合開發(fā)形態(tài)，通過雙水庫調節(jié)，可以比較充分利用西河水資源量；在碑口、西河水庫形成后，再考慮將東河水引至西河，經西河水庫統(tǒng)一調節(jié)利用，余水流入下游碑口水庫再次進行利用，能更加充分的利用西河、東河水資源量。

碑口水庫壩址位于東、西河匯合之后的御臨河干流石船鎮(zhèn)麻柳沱場鎮(zhèn)上游約2km處，上距西河水庫下壩址約12km。壩址以上控制集雨面積3380km2，多么平均徑流量接近20億m3。通過對統(tǒng)景場鎮(zhèn)分布及已建、規(guī)劃防洪工程情況調查，其場鎮(zhèn)主要高程及最低堤頂高程均在189m以上，只要水庫水位不超過189m，就不會對統(tǒng)景場鎮(zhèn)造成淹沒，同時考慮到川渝省界斷面處河床高程為188m，在保證不淹沒四川境內前提下，盡量提高碑口水庫蓄水位。因此初步確定碑口水庫最高水位可達188m。

表1 西河單庫開發(fā)各水位方案基本情況表

針對碑口水庫成立條件，方案二分別從先期建設碑口水庫、后期建設西河水庫(“碑口+西河”水庫)以及在碑口、西河水庫形成后考慮從東河引水(“碑口+西河”兩庫+東河引水)3個方面研究水資源利用情況。

2.1 先期建設碑口水庫

在西河水庫無法先期建設前，先期建設碑口水庫，并保持大洪河水庫原有發(fā)電功能，將碑口水庫作為大洪河水庫發(fā)電尾水的反調節(jié)水庫，充分利用東河水資源量。通過對沿河主要場鎮(zhèn)調查分析，同時盡量不淹沒四川境內(川渝省界斷面河床高程約為188m)，并充分利用水資源，初步確定正常水位188m。

該水位相應水庫庫容2910萬m3，水庫庫容為中型。多年平均可供水量3.6億m3，供水保證率達95%以上。

該水位方案不會淹沒沿河主要場鎮(zhèn)，淹沒土地面積約120hm2，淹沒房屋面積約500m2，淹沒影響人口約1000人。

水庫大壩采取閘壩型式，全斷面設閘，布置8孔，單孔尺寸為10m×12m。取水設施布置于右岸大壩上游附近。

工程總投資7.2億元，其中水庫工程投資3.7億元，淹沒補償投資3.5億元。

2.2 后期建設西河水庫(“碑口+西河”水庫)

本方案為先期碑口水庫建成后，未來待條件成熟后再新建西河水庫，形成西河水庫+碑口水庫梯級開發(fā)形態(tài)，通過2個水庫聯(lián)合調度，充分利用西河水量多且水質優(yōu)的水資源量。

西河來水先進入西河水庫，經西河水庫調節(jié)利用后，余水疊加大洪河水庫發(fā)電尾水及區(qū)間水量再進入碑口水庫，進行再次利用。通過調節(jié)計算，碑口水庫與西河水庫在196、200、205、220m水位時的多年平均總供水量分別為3.8、4.2、5.5、8.15億m3。

“碑口+西河”水庫各水位方案主要指標詳見表2。

表2 “碑口+西河”水庫各水位方案主要指標表

3 方案分析比較

針對前面提出的2種開發(fā)方案和西河水庫4種規(guī)模方案，分別從地形地質、成庫條件、淹沒條件、水資源利用情況及工程總投資等方面進行分析研究。

3.1 西河水庫各水位方案

西河單庫開發(fā)方案(方案一)提出的4種水庫水位方案成庫條件、建壩條件均較好，庫區(qū)不存斷層、滑坡、浸沒等不良地質及文物古跡等影響建壩成庫的不利因素。通過《御臨河(西河)水庫蓄水與溫泉相互影響初步研究》專題分析，4種水位方案均不會對統(tǒng)景溫泉造成不利影響。

通過《御臨河(西河)水庫淹沒調查初步研究》專題分析，西河水庫淹沒條件是決定其規(guī)模大小的最重要因素，水位196m和200m相應的水庫規(guī)模均是中型，除會對龍安村級場鎮(zhèn)及沿河兩岸土地和零星房屋造成不同程度淹沒外，不會淹沒黃印、秤砣、碼頭3個村級場鎮(zhèn)和御臨鎮(zhèn)場鎮(zhèn)，對白龍峽風景區(qū)旅游項目基本無影響。水位205m和220m相應的水庫規(guī)模均是大⑵型，水位205m將淹沒龍安村級場鎮(zhèn)全部范圍和黃印、秤砣、碼頭3個村級場鎮(zhèn)及御臨鎮(zhèn)場鎮(zhèn)大部分范圍，水位220m將全部淹沒沿河4個村級場鎮(zhèn)及御臨鎮(zhèn)場鎮(zhèn)，兩個水位均會使目前正在運行的白龍峽漂流項目無法運行，同時對規(guī)劃的小南海電站發(fā)電效益產生不同程度的不利影響，淹沒損失較大。但是220m水位時能較大抬高峽谷河段水位，形成“高峽出平湖”景觀，在小南海攔河壩未建設之前可以提前發(fā)展水上觀光游樂等旅游項目，有利于白龍峽風景區(qū)綜合開發(fā)。

多年平均可供水量和水資源開發(fā)利用程度將隨著水庫規(guī)模增大而逐漸提高，但供水量增加的幅度隨著水庫規(guī)模的不斷增加而減少，196m水位方案多年平均供水量約2.2億m3，水資源開發(fā)利用率約18%，有較多棄水；205m水位方案多年平均可供水量約4.2億m3，水資源開發(fā)利用率約35%，棄水較少；220m方案多年平均可供水量達到7.2億m3，水資源開發(fā)利用率達到60%，水量利用率較高。

水庫單位庫容投資隨著水庫規(guī)模的增大而減少，但水庫單方供水投資隨著水庫規(guī)模的增大而增加。

針對西河單庫開發(fā)方案，從淹沒條件、工程投資及開發(fā)難度等方面綜合考慮，宜優(yōu)先選擇低水位196～200m水位方案，水庫規(guī)模為中型；從水資源利用程度、供水效益等方面考慮，增加水庫供水滿足經濟社會發(fā)展需求的同時，工程建設資金、征地移民等社會問題也能夠解決，可以選擇205～220m水位方案，水庫規(guī)模為大⑵型。

3.2 碑口、西河水庫梯級開發(fā)各水位方案

碑口、西河水庫梯級開發(fā)方案(方案二)分別從“先期建設碑口水庫”“后期建設西河水庫(“碑口+西河”水庫)”這2個方面分別進行分析比較。

3.2.1先期建設碑口水庫

考慮到西河水庫來水量較充足，可供水量較大，而碑口水庫受上游統(tǒng)景場鎮(zhèn)及統(tǒng)景溫泉等因素影響，水庫規(guī)模將受限制，在修建西河水庫之后，再建設碑口水庫的必要性不大。因此，碑口水庫成立條件就是西河水庫不具備優(yōu)先建設條件，而碑口水庫由于建設條件相對簡單，工程投資相對較少，可以先期建設及早發(fā)揮供水效益。

碑口水庫188m水位與方案一西河水庫196m水位方案相比，2個方案水庫規(guī)模均為中型，碑口水庫供水量比西河水庫少0.2億m3，但總投資少約3.7億元，單位庫容投資少7.5元，單方供水投資少0.8元，而且碑口水庫淹沒全部位于重慶境內，不存在跨省之間協(xié)調問題，移民安置更容易解決，淹沒損失也比西河水庫更少?？梢姡谒畮?88m方案比方案一西河水庫196m水位方案更優(yōu)。對于碑口水庫水質可能會受到統(tǒng)景場鎮(zhèn)影響問題，可以考慮將取水口設置于統(tǒng)景場鎮(zhèn)上游。但是碑口水庫的建設也會造成兩江新區(qū)和渝北區(qū)沿河兩岸部分土地被淹沒，使建設用地減少。

3.2.2后期西河水庫(“碑口+西河”2庫)

在碑口水庫188m水位方案情況下，西河水庫196、200、205、220m水位方案時多年平均可供水量分別為3.8、4.2、5.5、8.15億m3，水資源開發(fā)利用率分別為18%、21%、28%、41%。與方案一相比，多年平均可供水量增加1～1.6億m3，初估總投資增加近6億元。

后期西河水庫196m水位方案(即“碑口188m水位+西河196m水位”2庫)多年平均可供水量比先期碑口水庫188m水位方案僅多0.2億m3，但投資卻多8.5億元，所以，如果先期建設碑口水庫，后期西河水庫選擇低水位方案明顯不經濟，適宜選擇205～220m大型水庫方案。

4 結語

(1)西河水庫196m水位方案與碑口水庫188m水位方案相比，由于碑口水庫淹沒范圍只會涉及重慶境內，不會對四川造成淹沒，不會存在跨省協(xié)調問題，而且初估總投資少2.8億元，多年平均可供水量多1.4億m3，雖然可能存在統(tǒng)景場鎮(zhèn)對水質造成不利影響，但可以將取水口設置在統(tǒng)景場鎮(zhèn)上游予以解決，同時碑口水庫建成更有利于打造統(tǒng)景場鎮(zhèn)水景觀、提升統(tǒng)景旅游綜合競爭力，因此，相對于西河水庫低水位方案碑口水庫更優(yōu)，在西河水庫不具備先期建設大型水庫條件下，宜優(yōu)先選擇碑口水庫188m水位方案，水庫規(guī)模為中型。

(2)如果未來經濟社會發(fā)展對水的需求程度較大，而且西河水庫也具備建設大型水庫的條件，能夠解決比較突出的淹沒等問題，可以選擇205m水位方案，即西河水庫正好達到一座大⑵型水庫規(guī)模，多年平均供水量約4.2億m3。