姜福信,王振勝
(1. 密山市青年灌區(qū)水利水??傉?,黑龍江 密山158300;2. 虎林市亨力達(dá)水泥構(gòu)件有限責(zé)任公司,黑龍江 虎林158400)
全省現(xiàn)有的水庫多數(shù)是在20 世紀(jì)50—60年代興建的,缺乏有效的排沙設(shè)計(jì),多年運(yùn)行之后已普遍出現(xiàn)泥沙淤積現(xiàn)象,嚴(yán)重削減了水庫的興利庫容。據(jù)密山市統(tǒng)計(jì)和測算,全市14 座小型水庫均存在著較嚴(yán)重的泥沙淤積問題,其中5 座死庫容已淤平,3 座庫底淤積超過死水位。興利水位以下平均淤積厚度0.2 ~0.3 m,河道入口處淤積厚度達(dá)0.5 ~1.0 m,共淤積泥砂620 萬m3,損失死庫容280 萬m3,占死庫容的83%;損失興利庫容340 萬m3,占興利庫容的11%。經(jīng)過多年建設(shè),特別是改革開放和水利工程建設(shè)主體放開以后,建設(shè)了一定數(shù)量的小型水庫。目前,具備修建小型水庫較好自然條件的流域已經(jīng)不多,且新建水庫存在造價(jià)高、移民、占地等問題。這種情況下,應(yīng)用已有的科學(xué)技術(shù)手段和工程裝備條件,實(shí)施水庫清淤,恢復(fù)現(xiàn)有水庫的蓄水功能,是緩解水資源危機(jī)的有效途徑。
增加或恢復(fù)水庫的蓄水量,有加高壩高( 以下簡稱“增容”) 和清淤兩種方案。以山區(qū)的密山市慶仙水庫為例,進(jìn)行兩種方案的理論測算比較。
加高1.0 m壩高需工程量為土方1.92 萬m3,護(hù)坡石方580 m3,溢洪道處理混凝土方120 m3,造價(jià)為120 萬元;征地22.5 hm2,按2010年糧食價(jià)格計(jì)算,征地費(fèi)用為438.0 萬元。工程總造價(jià)558.0 萬元。增加1.0 m 壩高可增加蓄水量55 萬m3,每增加1 m3蓄水量造價(jià)為10.15 元。
清淤采用挖掘機(jī)挖土、自卸車運(yùn)土和挖泥船兩種施工方法。施工時(shí)水面以上用挖掘機(jī)挖土,自卸車運(yùn)至淹沒線以外存放,造價(jià)為11.59 元/ m3; 水面以下用挖泥船清淤,造價(jià)為6.1 元/m3??紤]兩種施工方法各用50%,則平均清淤價(jià)格為8.85 元/m3,即每增加1 m3蓄水量造價(jià)為8.85 元。
兩種方案計(jì)算結(jié)果可以看出,增容方案增加單位蓄水量造價(jià)大于清淤方案,主要原因是征地費(fèi)用過高。
水庫清淤是將淤積在庫區(qū)內(nèi)的泥砂清除,置換蓄存同體積的水量,不需要改變水庫現(xiàn)有的壩高和淹沒線高程,不涉及征地、移民等問題。增加壩高增加水庫蓄水量需征用大量的優(yōu)質(zhì)基本農(nóng)田。據(jù)測算山區(qū)小型水庫每增加1 m3蓄水量需占用土地0.3 ~0.5 m2。密山市慶仙水庫為山區(qū)小型水庫,庫區(qū)地面坡度為1/10 ~1/50,每增加1 m3蓄水量需占用土地0.41 m2。相對庫區(qū)地面坡度較緩的水庫增加壩高會較大幅度地增加占用土地?cái)?shù)量。我國對基本農(nóng)田管理有非常嚴(yán)格的管理制度,《黑龍江省基本農(nóng)田保護(hù)條例》第十一條規(guī)定,“國家能源、交通、水利等重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目選址確實(shí)無法避開基本農(nóng)田保護(hù)區(qū),需要占用基本農(nóng)田,涉及農(nóng)用地轉(zhuǎn)用或征用土地的,必須經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)。”小型水庫增容是否屬“重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目”尚待商榷,且審批手續(xù)繁瑣、時(shí)間長,征地審批難道較大。水庫清淤不涉及征地,可節(jié)省大面積的土地資源。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和群眾生活垃圾是水庫水體的主要污染源。按北方土地施肥方式每年施用化肥( 折標(biāo)) 量10 kg/666.7m2,按土壤殘留量 25% 計(jì)算,每年殘留2.5 kg/666.7m2,這部分殘留化肥隨土壤流失進(jìn)入水庫淤積,對水庫水質(zhì)造成較大的污染,是水庫水質(zhì)呈富營養(yǎng)化狀態(tài)主要原因之一;水庫淤積的泥砂顆粒較細(xì),涌浪使其懸浮在水體中,增加了水體懸浮質(zhì)含量,使庫水渾濁,水質(zhì)污染加劇。水庫清淤清除淤泥中大量的有機(jī)質(zhì),有效降低了水質(zhì)的富營養(yǎng)程度,提高水體的溶解氧含量,有利于水生植物和動(dòng)物的生長;水庫清淤清除了淤泥中的細(xì)小泥砂顆粒減少了懸浮質(zhì)的來源,可有效凈化水質(zhì)。水庫清淤是物理方法改善水質(zhì)的主要措施和有效途徑。
隨著耕地保護(hù)和土地管理法律、法規(guī)進(jìn)一步的貫徹執(zhí)行和對亂挖濫采行為的嚴(yán)厲打擊,有機(jī)土已逐漸成為緊缺資源。庫區(qū)淤土土質(zhì)肥沃,有機(jī)質(zhì)含量一般>7%,是配制水稻、玉米、烤煙、蔬菜等農(nóng)作物育苗,林木苗木繁育,花草等營養(yǎng)土的優(yōu)質(zhì)土壤?,F(xiàn)在已有專業(yè)公司利用泡澤淤泥、渠道清淤泥土、水庫清淤泥土配制、銷售各類營養(yǎng)土,且銷售范圍不斷擴(kuò)大,銷售量在逐年提高。水庫淤土開發(fā)利用前景十分廣闊。
目前,水庫清淤主要采用挖掘機(jī)挖土、自卸車運(yùn)土; 挖泥船挖土、管道輸送;水庫清淤泵抽吸砂土、管道輸送等施工方法。施工機(jī)械和施工人員少,施工技術(shù)容易掌握,受氣候影響小,冬季也可以施工。
水庫清淤工程投資省,節(jié)約土地,能有效凈化水質(zhì),容易施工,是恢復(fù)水庫設(shè)計(jì)庫容,緩解水資源危機(jī)的有效途徑。
水利部門要將水庫清淤工作納入專項(xiàng)課題進(jìn)行調(diào)研,在總結(jié)已有經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)進(jìn)一步分類開展試點(diǎn)工作,為大規(guī)模的全面清淤積累經(jīng)驗(yàn); 探索建立水庫清淤長效機(jī)制,為水庫管理部門配備必要的清淤設(shè)備,定期進(jìn)行清淤; 研制開發(fā)新的清淤機(jī)械設(shè)備,保證清淤時(shí)水庫水質(zhì)不受二次污染; 進(jìn)一步開展對水庫淤土資源開發(fā)利用的研究,降低清淤成本。
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