趙雯雯

（臨沂市劉家道口樞紐工程供水管理處，山東 臨沂 276000）

臨沂市屬資源性缺水地區(qū)，人均水資源占有量516.1 m3，僅為全國人均占有量的1/4。祊河是沂河最大的一級支流，全長158 km，流域面積3376 km2。流域內(nèi)多年平均降雨量為807 mm，降雨量年際變化較大，流域徑流主要集中于7～8月，徑流量約占全年徑流量的60%，而1～2月徑流量最小，常常斷流。在這種情況下，充分利用當(dāng)?shù)厮Y源，是解決水資源短缺問題的重要途徑?？紤]該地區(qū)地下水資源開發(fā)利用程度已較高，上游水庫已規(guī)劃為城區(qū)供水，充分利用降雨和洪水資源，是緩解臨沂市水資源緊缺問題和防洪減災(zāi)的重要舉措。

1 存在的問題

1.1 農(nóng)業(yè)灌溉

臨沂市有“十年九旱”之說，干旱是該區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一。項目區(qū)所處的祊河兩岸農(nóng)業(yè)用地均屬許家崖灌區(qū)范圍，近年來，由于許家崖水庫灌區(qū)上游水源許家崖水庫用水性質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)變，成為費縣生活、工業(yè)供水的水源地和臨沂市的備用水源地，使得許家崖灌區(qū)供水量明顯不足。充分利用非洪水期河道的蓄水庫容，在河道上興建閘壩等攔蓄工程和揚水站，引水入渠灌溉農(nóng)田?？梢猿浞钟行Ы鉀Q許家崖灌區(qū)北干渠的支2～支5所控制的區(qū)域及南干渠末端控制的區(qū)域，灌溉面積共計約0.2萬hm2。

1.2 工業(yè)用水

項目所在地的下游是臨沂西部新城，其位于臨沂市區(qū)西部，祊河南岸，是臨沂市區(qū)的西大門。2012年，蘭山區(qū)確立了“三城三片”的發(fā)展布局，“三城”之一的西部新城已進(jìn)入了快速建設(shè)推進(jìn)時期。西部新城18個重點項目總投資達(dá)125億元，其中，臨沂西部城區(qū)供熱中心建設(shè)是整個臨沂市西部城區(qū)開發(fā)建設(shè)中的重要一環(huán)，目的是為西部城區(qū)的產(chǎn)業(yè)區(qū)與居民區(qū)解決供熱問題。對汛期洪水統(tǒng)籌考慮，疏蓄結(jié)合，充分利用汛期降雨，引洪蓄洪，來解決西部城區(qū)供熱用水不足的問題，緩解城區(qū)西部水資源緊張狀況。

1.3 生態(tài)環(huán)境用水

根據(jù)2017年《臨沂市河長制祊河現(xiàn)狀排查報告》，祊河部分河段的流量達(dá)不到河道所需的生態(tài)基流，部分河段甚至出現(xiàn)斷流現(xiàn)象，枯水季中上游河段的水位達(dá)不到河道所需的最低水位，導(dǎo)致河流納污能力、稀釋自凈能力降低，地下水位下降，水土流失、水生生物棲息地環(huán)境惡化，河流生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞等一系列生態(tài)環(huán)境問題。

2 規(guī)劃方案

2.1 壩址布置

1）灌溉用水范圍。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，許家崖灌區(qū)現(xiàn)狀供水不足的區(qū)域主要分布于三和水源下游祊河南北兩岸，其中祊河以北主要集中在石埠莊、宋唐莊、于家村、平和莊、柳樹莊、平定莊和永固莊一帶的末級渠系，屬于北干渠的支2～支5所控制的區(qū)域，灌溉面積約0.13萬hm2，祊河以南主要集中在張家村、新安莊、石泉莊、邱家莊以及327國道以南一帶，為南干渠末端控制的區(qū)域，灌溉面積為666.67 hm2。

2）西部城區(qū)供水方案。臨沂西部新城開發(fā)建設(shè)范圍為京滬高速公路以西，工業(yè)二路以東，北至祊河，南至涑河，涉及蘭山區(qū)義堂鎮(zhèn)中心鎮(zhèn)區(qū)17 km2。從西部新城規(guī)劃位置看，西部城區(qū)處在祊河（中泓樁號33+530～41+900）南岸，靠近西部城區(qū)的祊河下游已建花園橡膠壩蓄水工程、葛莊橡膠壩蓄水工程，兩處蓄水工程的蓄水量1880萬m3，且兩處的水資源利用方案已運行多年，蓄水工程的蓄水位已至河道灘地，雨洪資源利用的空間也非常有限。另一方面，考慮西部城區(qū)水廠的位置，在祊河（中泓樁號33+530～41+900）河段攔蓄雨洪資源可以充分利用地形高差，降低水泵揚程，從而降低能源消耗，節(jié)約取水成本。

3）河段現(xiàn)狀?，F(xiàn)有的雨洪資源利用方法主要有收集、截留、下滲等措施，在本地區(qū)在雨洪資源利用措施較為普遍的是充分利用河湖的調(diào)蓄能力增加蓄水，對雨洪資源進(jìn)行調(diào)配使用。祊河三和水源至葛莊攔河壩河段范圍，河道比降為1/1900，且河道主河槽寬度為400～550 m，兩岸堤防寬度為600～820 m，河道斷面較寬，若建壩蓄水回水范圍較廣，且用于調(diào)配的蓄水庫容較大，會帶來較好經(jīng)濟(jì)、社會及生態(tài)效益。

4）姜莊湖攔河閘。在該河段范圍內(nèi)，已建姜莊湖攔河壩蓄水工程經(jīng)過40多年運行，經(jīng)過40多年運行，主體工程損壞嚴(yán)重、閘門不能正常運行，無消能防沖設(shè)施，基本喪失蓄水功能，嚴(yán)重影響河道防洪安全和灌溉效益的發(fā)揮。

5）梯級攔蓄，水面連續(xù)?？紤]梯級攔蓄建成后形成連續(xù)水面，葛莊攔河壩蓄水位81.00 m，葛莊攔河壩回水范圍至祊河三南尹斷面處下游。

綜上所述，本工程規(guī)劃在充分利用河道蓄水調(diào)節(jié)功能的前提下，擬結(jié)合姜莊湖攔河閘改建工程，在姜莊湖（中泓樁號41+900）和三南尹（中泓樁號33+830）分別建壩蓄水。

2.2 徑流分析計算

費縣祊河姜莊湖以上流域面積2 946.5 km2，據(jù)姜莊湖橡膠壩1961—2009年49年來水頻率分析計算，壩址處頻率為50%的年來水量為43 634.4萬m3；從來水資料中選取年來水量接近于設(shè)計年降水的幾個年份，根據(jù)歷年旱情分析，選擇來水分配對作物生長較為不利的年份為典型年，將設(shè)計年來水量按典型年來水進(jìn)行分配。姜莊湖橡膠壩保證率為50%的年來水系列典型年為1979年7月至1980年6月，典型年來水月分配成果見表1。

表1 50%保證率典型年來水月分配成果表 萬m3

姜莊湖壩址處河道現(xiàn)狀年頻率為50%的年來水量為43 634.4萬m3，水資源較豐富，由于來水時空分布不均，汛期來水量占全年的70%以上，作為擬規(guī)劃水源之一的姜莊湖攔蓄工程在灌溉保證率為50%的情況下，可滿足0.6萬hm2灌溉面積用水要求；現(xiàn)狀設(shè)計灌溉面積僅為0.13萬hm2，其余0.47萬hm2灌溉能力可以為下游灌區(qū)補充水源。三南尹攔蓄工程在灌溉保證率為50%的情況下，可滿足0.8萬hm2灌溉面積用水要求；現(xiàn)狀設(shè)計灌溉面積僅為666.67 hm2，其余0.73萬hm2灌溉能力可以為下游灌區(qū)及西部城區(qū)補充水源。

根據(jù)三南尹攔蓄工程壩址處現(xiàn)狀年來水頻率分析計算結(jié)果，現(xiàn)狀年頻率50%的年來水量為4.4億m3，灌溉保證率50%，采用典型年法對姜莊湖、三南尹攔蓄工程進(jìn)行調(diào)算，扣除農(nóng)業(yè)用水量、生態(tài)用水、蒸發(fā)滲漏損失水量、壩前蓄水量后，仍可有3.9億m3的棄水。三南尹下游的已建葛莊、花園、角沂3處蓄水工程，蓄水總量2410萬m3，且3處蓄水工程處在靠近城區(qū)位置，用水規(guī)劃主要以生態(tài)用水為主。擬規(guī)劃的雨洪資源利用工程除滿足自身用水外，棄水量滿足下游攔蓄工程供水需求。

2.3 正常蓄水位

本次雨洪資源利用規(guī)劃控制正常蓄水位不造成浸沒損失，且攔蓄工程建成后形成連續(xù)水面，回水末端水深控制在0.5 m以內(nèi)。姜莊湖攔河壩擬建壩址以上兩岸灘地高程均在92.0 m以上，三和水源工程下游河底高程92.0 m，本次確定姜莊湖攔河閘正常蓄水位92.0 m；三南尹擬建壩址以上兩岸灘地高程均在88.5 m以上，姜莊湖攔河壩下游河底高程88.1 m，本次確定三南尹攔河閘正常蓄水位88.5 m。

2.4 攔蓄方案

本次雨洪資源利用規(guī)劃蓄水原則不侵占河道行洪斷面。姜莊湖正常蓄水位92.0 m，現(xiàn)狀壩址處河底高程86.8 m；三南尹正常蓄水位88.5 m，現(xiàn)狀壩址處河底高程83.3 m。兩壩擋水高度均約5.0 m，同時考慮上游許家崖水庫、唐村水庫已除險加固完成，許家崖水庫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為萬年一遇，唐村水庫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為5000年一遇，設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)較高，且上游近期竣工的三和水源攔河閘工程設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，均具有較強(qiáng)的洪水調(diào)蓄能力。該兩處蓄水壩汛期運行騰空庫容的時間相對充足，同時考慮工程投資、運行維修方便等方面的因素，采用本地運用較為成熟的橡膠壩擋水方案。

2.5 工程規(guī)劃指標(biāo)

祊河雨洪資源攔蓄工程興利庫容785萬m3，回水水面面積2.5 km2，回水長度14.1 km，灌溉泵站設(shè)計流量2 m3/s，設(shè)計揚程16.0 m，5臺水泵型號為20SH-19，電機(jī)功率135 kW。西部城區(qū)供熱用水泵站設(shè)計流量3萬m3/d，設(shè)計揚程36.5 m，2臺水泵型號為250WQ/P13091B，額定功率110 kW。

3 效益分析

項目建成后可向許家崖水庫灌區(qū)提供優(yōu)質(zhì)水源，提高了灌區(qū)內(nèi)農(nóng)田用水保證率，滿足農(nóng)業(yè)灌溉面積0.2萬hm2的用水要求，同時滿足工業(yè)年用水量1095萬m3的用水要求。工程的建設(shè)把蓄水水面與灘地、河畔植被連成一體，構(gòu)成一個完整的河道生態(tài)系統(tǒng)，對魚類等水生動物及兩岸植物都帶來更適宜的環(huán)境，對保持生物多樣性具有積極意義。