基于大壩塘水庫(kù)工程的必要性分析及論證

湯 波

（寧鄉(xiāng)市水利水電工程質(zhì)量監(jiān)督站，湖南 長(zhǎng)沙 410600）

1 引言

大壩塘水庫(kù)空間上靠近降雨充沛地區(qū)，距離黃材水庫(kù)較近，大壩塘水庫(kù)的建設(shè)可以很大程度上增強(qiáng)黃材灌區(qū)基礎(chǔ)水利設(shè)施調(diào)節(jié)能力，為寧鄉(xiāng)市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來(lái)水利基礎(chǔ)保障。與此同時(shí)，大壩塘水庫(kù)的建設(shè)還可以極大地緩解寧鄉(xiāng)市城區(qū)用水緊張的局面。

2 大壩塘水庫(kù)工程背景概述

寧鄉(xiāng)市多年平均水資源總量為22.32億m3，人均水資源1620 m3，僅為湖南省人均水資源量的65%。現(xiàn)有水資源開(kāi)發(fā)利用率為35.35%，水資源開(kāi)發(fā)利用遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足需要，存在不同程度的時(shí)段性、結(jié)構(gòu)性、水質(zhì)性和工程性水資源短缺。寧鄉(xiāng)市平均降雨量1360.4 mm～1647.7 mm，降雨時(shí)空分布不均。在空間上，西部溈山靠近湖南省安化梅城暴雨中心，氣流頻繁活動(dòng)，降雨量充沛，東部平原為少雨地帶；在時(shí)間上，季節(jié)分配很不均衡，雨季為4月～7月，三個(gè)月中平均降水623.3 mm，占全年降水量的43.2%，7月以后降水明顯減少。寧鄉(xiāng)市西部降水充沛，東部平原降水相對(duì)較少，而寧鄉(xiāng)市工農(nóng)業(yè)重心均位于東部，解決寧鄉(xiāng)市的水資源供需矛盾，應(yīng)充分提高西部地區(qū)的水資源利用率。

3 大壩塘水庫(kù)工程建設(shè)必要性分析與論證

3.1 大壩塘水庫(kù)工程建設(shè)必要性分析

大壩塘水庫(kù)壩址位于黃材水庫(kù)附近的溈水一級(jí)支流峽溪下游。在空間上，靠近安化梅城暴雨中心，降雨量充沛，是寧鄉(xiāng)市政府多次規(guī)劃并論證的水庫(kù)工程。建設(shè)大壩塘水庫(kù)可增強(qiáng)黃材灌區(qū)基礎(chǔ)水利設(shè)施調(diào)節(jié)能力，增加黃材灌區(qū)總干片灌溉供水能力，置換黃材水庫(kù)部分水量用于補(bǔ)充溈豐壩枯水期為寧鄉(xiāng)市城區(qū)供水的缺水量，使黃材水庫(kù)和大壩塘水庫(kù)可為溈豐壩補(bǔ)水，與黃材水庫(kù)共同增加溈豐壩的供水能力，緩解寧鄉(xiāng)市城區(qū)的供水負(fù)擔(dān)。大壩塘水庫(kù)建成后可為寧鄉(xiāng)市的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展用水帶來(lái)有效保障。工程建設(shè)必要性為大幅度提高黃材灌區(qū)基礎(chǔ)水利設(shè)施調(diào)節(jié)性能[1]。

近年來(lái)寧鄉(xiāng)市發(fā)展迅速，根據(jù)《寧鄉(xiāng)市城總體規(guī)劃（2000年～2020年）（2015年修編）》，寧鄉(xiāng)市中心城區(qū)范圍包括玉潭鎮(zhèn)、城郊街道、白馬橋鄉(xiāng)、歷經(jīng)鋪街道、金洲鎮(zhèn)、夏鐸鋪鎮(zhèn)以及菁華鋪鄉(xiāng)的傅家塘、八家灣、桃林橋三個(gè)村；回龍鋪鎮(zhèn)的萬(wàn)壽山、新開(kāi)河兩個(gè)村；壩塘鎮(zhèn)的金洲村和雙江口鎮(zhèn)的檀樹(shù)灣、楊柳橋、長(zhǎng)興、長(zhǎng)聯(lián)、白玉五個(gè)村，總面積345.97 km2。根據(jù)水量預(yù)測(cè)，到2030年，寧鄉(xiāng)市城區(qū)的規(guī)劃需水量將達(dá)到46萬(wàn)m3/d。寧鄉(xiāng)市目前通過(guò)正農(nóng)水廠(chǎng)從溈豐壩取水，新建的南太湖水廠(chǎng)也在溈豐壩取水。經(jīng)水量平衡計(jì)算，僅僅通過(guò)溈水取水及黃材水庫(kù)補(bǔ)充供水，無(wú)法滿(mǎn)足寧鄉(xiāng)市城區(qū)的用水需求，經(jīng)計(jì)算，若在遠(yuǎn)期不開(kāi)辟新的水源，則黃材水庫(kù)將無(wú)力為寧鄉(xiāng)市城區(qū)供水提供有效保障，寧鄉(xiāng)市開(kāi)辟新的水源地、解決城區(qū)的用水難題迫在眉睫。

黃材水庫(kù)修建于20世紀(jì)50年代末至60年代初，設(shè)計(jì)時(shí)未考慮下泄生態(tài)流量。按黃材水庫(kù)不考慮下泄生態(tài)流量進(jìn)行水量平衡計(jì)算，黃材水庫(kù)可基本滿(mǎn)足黃材灌區(qū)灌溉保證率85%的要求，并經(jīng)對(duì)溈豐壩補(bǔ)水，溈豐壩能達(dá)到供水保證率95%要求的供水能力為2.1萬(wàn)t/d?？紤]黃材水庫(kù)下泄生態(tài)流量進(jìn)行水量平衡計(jì)算，黃材灌區(qū)灌溉保證率僅76.1%，達(dá)不到灌溉保證率85%的要求。大壩塘水庫(kù)位于較為缺水的總干直灌1片，壩址處控制流域面積54.3 km2，多年平均徑流量3668萬(wàn)m3，且水庫(kù)渠首位于該片的上游，可作為該片的控制性高庫(kù)，大壩塘水庫(kù)的建設(shè)可以有效解決該片的灌溉缺水，減輕黃材水庫(kù)的灌溉壓力，從而有余力承擔(dān)下游供水任務(wù)。大壩塘水庫(kù)工程的建設(shè)，可以有效提升黃材灌區(qū)基礎(chǔ)水利設(shè)施的調(diào)節(jié)能力，為提高黃材灌區(qū)的灌溉保證率提供保障[2]。

3.2 大壩塘水庫(kù)工程建設(shè)必要性論證

經(jīng)測(cè)算，設(shè)計(jì)水平年2030年，考慮黃材水庫(kù)下泄生態(tài)流量并滿(mǎn)足黃材灌區(qū)灌溉保證率85%的設(shè)計(jì)要求時(shí)，需大壩塘水庫(kù)調(diào)節(jié)庫(kù)容為960萬(wàn)m3。此時(shí)，溈豐壩滿(mǎn)足保證率的供水能力為2.1萬(wàn)t/d。設(shè)計(jì)水平年2030年，測(cè)算增加大壩塘水庫(kù)庫(kù)容提高黃材水庫(kù)和溈豐壩共同承擔(dān)寧鄉(xiāng)市城區(qū)的供水能力，當(dāng)大壩塘水庫(kù)調(diào)節(jié)庫(kù)容為2930萬(wàn)m3時(shí)，黃材水庫(kù)和溈豐壩供水能力達(dá)34萬(wàn)t/d。設(shè)計(jì)水平年2030年，大壩塘水庫(kù)正常蓄水位（調(diào)節(jié)庫(kù)容4360萬(wàn)m3）并考慮通過(guò)平交道引提上游蒿溪、塅溪棄水方案時(shí)，考慮黃材水庫(kù)下泄生態(tài)流量時(shí)，黃材灌區(qū)灌溉保證率可以滿(mǎn)足85%的設(shè)計(jì)要求，且通過(guò)黃材水庫(kù)和大壩塘共同對(duì)溈水的補(bǔ)水，可使溈豐壩承擔(dān)為寧鄉(xiāng)市城區(qū)的供水能力提高到46萬(wàn)t/d，基本滿(mǎn)足寧鄉(xiāng)市城區(qū)的供水需求。建大壩塘（調(diào)節(jié)庫(kù)容4360萬(wàn)m3）設(shè)計(jì)水平年2030年寧鄉(xiāng)市城區(qū)供水情況分析見(jiàn)表1[3]。

可見(jiàn)大壩塘水庫(kù)建成后，通過(guò)提高黃材灌區(qū)基礎(chǔ)水利設(shè)施的調(diào)節(jié)能力，增加黃材灌區(qū)總干片灌溉供水能力，置換黃材水庫(kù)部分水量用于補(bǔ)充溈豐壩枯水期為寧鄉(xiāng)市城區(qū)供水的缺水量，使黃材水庫(kù)和大壩塘水庫(kù)可為溈豐壩補(bǔ)水，提高溈豐壩的供水保證率，與黃材水庫(kù)共同增加溈豐壩的供水能力的效果，緩解寧鄉(xiāng)市城區(qū)的供水負(fù)擔(dān)。

表1 建大壩塘設(shè)計(jì)水平年2030年寧鄉(xiāng)市城區(qū)供水情況表單位：萬(wàn)m3

由表1可知建大壩塘興利庫(kù)容為4360萬(wàn)m3。

3.3 提高溈水生態(tài)用水保證率的需要的論證

黃材水庫(kù)修建于20世紀(jì)50年代末至60年代初，設(shè)計(jì)時(shí)未考慮下泄生態(tài)流量。按黃材水庫(kù)不考慮下泄生態(tài)流量進(jìn)行水量平衡計(jì)算，可滿(mǎn)足黃材灌區(qū)灌溉保證率85%的要求。如考慮黃材水庫(kù)下泄生態(tài)流量進(jìn)行水量平衡計(jì)算，黃材灌區(qū)灌溉保證率僅76.1%，達(dá)不到灌溉保證率85%的要求。經(jīng)測(cè)算，設(shè)計(jì)水平年2030年，大壩塘水庫(kù)調(diào)節(jié)庫(kù)容為960萬(wàn)m3時(shí)，黃材水庫(kù)在保證下泄生態(tài)流量的情況下，黃材灌區(qū)灌溉保證率可以滿(mǎn)足85%的設(shè)計(jì)要求，并可使黃材水庫(kù)多年平均下泄生態(tài)流量0.51 m3/s，多年平均下泄生態(tài)水量1599萬(wàn)m3。

此外，黃材灌區(qū)由總干渠灌區(qū)和溈水河壩引水灌區(qū)部分組成，溈水河壩引水灌區(qū)包括陶公壩灌區(qū)、雞子灣壩灌區(qū)、太陽(yáng)壩灌區(qū)、溈豐壩灌區(qū)四個(gè)溈水上的河壩引水灌區(qū)，溈水河壩引水灌區(qū)從溈水河內(nèi)直接取水，不足水量再由黃材水庫(kù)下放補(bǔ)充。由于河壩缺乏調(diào)蓄能力，黃材水庫(kù)下游溈水4處河壩無(wú)法保證其壩址斷面生態(tài)流量下放，需由黃材水庫(kù)進(jìn)行補(bǔ)水。寧鄉(xiāng)市近年來(lái)發(fā)展迅速，用水需求隨之增加，加之溈水河周?chē)黝?lèi)用戶(hù)水均從溈水河壩內(nèi)取用水，在用水需求較大時(shí)生態(tài)流量得不到保證。一旦河道來(lái)水量小于生態(tài)流量，將對(duì)河道內(nèi)魚(yú)類(lèi)、水生植物等的生存產(chǎn)生危害，不利于溈水河內(nèi)生態(tài)多樣性的可持續(xù)發(fā)展。建設(shè)大壩塘水庫(kù)，增強(qiáng)黃材灌區(qū)基礎(chǔ)水利設(shè)施的調(diào)節(jié)能力，能使黃材水庫(kù)可保證本身壩址生態(tài)流量的下放，并有余力為下游區(qū)間河道不足的生態(tài)用水進(jìn)行補(bǔ)充。經(jīng)計(jì)算，設(shè)計(jì)水平年2030年，下游溈豐壩多年平均需黃材水庫(kù)補(bǔ)充生態(tài)水量為255萬(wàn)m3，生態(tài)流量保證率86.6%，經(jīng)黃材水庫(kù)向下游溈水河壩內(nèi)進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)水，黃材水庫(kù)多年平均可向下游河道提供生態(tài)補(bǔ)水194萬(wàn)m3，可將生態(tài)流量保證率提升至98.1%[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，大壩塘水庫(kù)建設(shè)不但可以在一定程度上同已有的水利工程設(shè)施形成協(xié)同作用，更好的服務(wù)于寧鄉(xiāng)市的農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)域，提高黃材灌區(qū)基礎(chǔ)水利設(shè)施調(diào)節(jié)性能，同時(shí)對(duì)于寧鄉(xiāng)市的城區(qū)用水緊張現(xiàn)狀緩解有著重要意義。此外，大壩塘水庫(kù)工程建設(shè)還能夠極大的提高溈水生態(tài)用水保證率，因此其建設(shè)必要性十分重要。