莊才寶，王紀(jì)鵬 ，任光華

（1.沂水縣跋山水庫管理處，山東 沂水 276400；2.山東省水利工程局，山東 濟南 250013）

跋山水庫位于淮河流域沂河干流中上游，是一座以防洪為主，兼顧供水、灌溉、發(fā)電、養(yǎng)殖等功能的大（2）型水庫。水庫控制流域面積1 782 km2，現(xiàn)狀總庫容5.28億m2。樞紐工程由土壩、漿砌石壩、溢洪道（閘）、放水洞、壩后電站等建筑物組成，擋水建筑物全長2 216 m，最大壩高33.65 m。

1 增容必要性分析

根據(jù)《沂水縣水資源綜合規(guī)劃》統(tǒng)計，沂水縣多年平均降水量747.8 mm，水資源總量8.98億m3。根據(jù)2013年人口計算，人均水資源量690 m3，水資源總量不足，供需矛盾日益突出。沂水縣無外來水源，挖掘現(xiàn)狀地表水供水工程的潛力是解決當(dāng)前乃至未來沂水縣工農(nóng)業(yè)用水緊缺的重要途徑之一。提高跋山水庫興利水位，增加水庫可供水量，符合沂水縣水資源開發(fā)利用規(guī)劃，是緩解沂水縣水資源短缺形勢的需要。

2 增容可行性分析

跋山水庫設(shè)計正常蓄水位為178.00 m，有效蓄水庫容26 721萬m3，現(xiàn)狀工程條件多年平均來水量為36 504萬m3，據(jù)此計算庫容系數(shù)為0.73，與省內(nèi)同類工程比較，跋山水庫現(xiàn)狀庫容系數(shù)較小，與來水量相比調(diào)節(jié)能力較低。由于設(shè)計興利庫容較小，造成大量棄水，大量豐水年汛期徑流得不到充分利用。在保證防洪安全的前提下，適當(dāng)抬高水庫興利水位，擴大興利庫容，增強水庫調(diào)蓄能力，可達到豐補枯用，有效利用當(dāng)?shù)赜旰橘Y源，提高水庫的供水能力和保障程度，以滿足沂水縣工業(yè)與生活用水和生態(tài)補水的需要。

3 增容對水庫工程的影響及措施

水庫增容一方面可通過庫內(nèi)開挖增大納蓄能力，另一方面可通過抬高興利水位提高庫容。庫內(nèi)開挖涉及不同庫水位下巖土的性質(zhì)及可開采量，需掌握詳細(xì)的水下地形及巖土層分布以確定可能增容能力及施工方案和工程投資。目前，因庫內(nèi)地形及地質(zhì)資料匱乏，無法定量分析?，F(xiàn)狀下僅分析抬高興利水位的增容量及相關(guān)影響。

1）不同水位下增容量和新增淹沒情況。根據(jù)水庫庫水位～水面面積～庫容關(guān)系，初步分析跋山水庫不同水位下的增容量及新增淹沒面積（見表1）。

按山東省內(nèi)大、中型水庫庫容系數(shù)的經(jīng)驗，僅考慮水量問題，跋山水庫最大可增加庫容為1.43億m3，最小可增加庫容為0.49億m3。隨庫水位的抬高，水庫庫容持續(xù)增加，上游淹沒面積先下降后抬升。綜合考慮水庫單位增容效率及淹沒影響，水庫增容高效、經(jīng)濟區(qū)域位于179.00～180.00 m范圍，水庫相應(yīng)增加庫容3 233～6 628萬m3。

2）增容對主體工程影響。跋山水庫除險加固后洪水起調(diào)水位為興利水位178.00 m，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為10 000年一遇相應(yīng)洪水位為184.34 m。分析水庫除險加固后土壩、漿砌石壩及溢洪閘閘門超高情況，在批復(fù)防洪標(biāo)準(zhǔn)和溢洪閘過流能力下，大壩頂高程已無富裕量。

表1 不同水位下水庫增容量和新增淹沒面積

水庫增容后，洪水起調(diào)水位抬升，相應(yīng)洪水位抬高后壩頂高程將不能滿足規(guī)范要求。為此，需采取加高壩頂或提高泄流能力的方式來滿足壩頂超高要求。水庫增容后，正常擋水位抬高后閘門頂高程不滿足擋水要求。為此，需增大閘門頂高程或抬高堰頂高程以增加閘門擋水高度。跋山水庫大壩全長1.72 km，綜合壩頂超高及閘門頂高程要求，較為適宜的工程措施為抬高堰頂高程并加大溢洪道泄量。

3）增容對上游淹沒影響。根據(jù)水庫除險加固移民調(diào)查情況：現(xiàn)狀興利水位178 m至移民安置水位線179 m之間有54戶、147人尚未遷出，涉及各類房屋12 802.2 m2。

在現(xiàn)興利水位運行下，水庫需解決上游移民問題。水庫增容后興利水位抬升，移民數(shù)量將進一步增多。即使采取上游庫區(qū)增設(shè)環(huán)庫路，路外臺田減少淹沒占地的解決措施，也會因浸沒的影響需搬遷部分人口。

4）增容對水庫除險加固工程的影響。跋山水庫除險加固已批復(fù)待實施，批復(fù)時已確定防洪標(biāo)準(zhǔn)及壩頂高程、溢洪閘閘門頂高程等控制性參數(shù)。水庫增容不宜對此進行調(diào)整，否則將影響將來除險加固工程建設(shè)的實施及驗收。而在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)模下，水庫無抬高水位的潛力可挖。為最大限度的減少對主體工程的影響，建議擴寬現(xiàn)有溢洪道增大泄流能力。

5）建議增容水位。根據(jù)水庫增容經(jīng)濟效益分析建議增容后興利水位控制在179.00～180.00 m間。為滿足壩頂超高要求，增容后水庫10 000年一遇校核洪水位應(yīng)低于184.34 m。興利水位抬高，校核洪水位不變，水庫興利庫容增大、防洪庫容減小，水庫的興利效益加大、防洪調(diào)蓄能力減少。

為平衡溢洪閘堰頂高程抬高而引起的單寬流量的降低，需在現(xiàn)有規(guī)模上增大溢洪道過流寬度。根據(jù)溢洪道現(xiàn)狀布置建議在溢洪閘西側(cè)現(xiàn)西漿砌石壩處增設(shè)2孔溢洪閘。

根據(jù)擬定的溢洪道泄流規(guī)模，在控制校核洪水位不超過184.34 m的條件下，水庫增容興利水位建議提高至179.50 m，興利庫容增加4 900萬m3。

6）工程投資估算。水庫增容所涉及工程內(nèi)容主要有溢洪道擴建、上游淹沒及浸沒區(qū)移民安置、上游環(huán)庫路修建及臺田工程等，估算總投資約4.2億元。

4 工程實施評價

1）跋山水庫上游流域來水量充沛，現(xiàn)狀庫容系數(shù)（0.73）較小，水庫來水量利用率較低，具有增大興利庫容的潛力。水庫大壩及溢洪閘閘門超高富裕量較小，僅能滿足現(xiàn)狀興利水位調(diào)算下的防洪控制要求。因此，根據(jù)水庫現(xiàn)狀條件及上述影響初步分析，建議興利水位抬高至179.50 m，增容 4 900 萬 m3。

2）因水庫現(xiàn)狀興利水位下存在移民遷占問題，若采取抬高興利水位增大興利庫容的方式勢必會引起新的征地遷占問題。水庫增容建議采用庫內(nèi)開挖、庫外修筑臺田并增大溢洪道寬度、抬高堰頂高程的增容方案。

3）水庫除險加固已批復(fù)待實施，水庫增容應(yīng)盡可能的減少與現(xiàn)有除險加固內(nèi)容的交叉及影響，避免工程建設(shè)投資主體不清晰、責(zé)任不明確及設(shè)計變更等問題。水庫增容后下泄流量相對減少，增容設(shè)計前應(yīng)對下游用水影響進行調(diào)查分析。