王繼新,徐傳久,辛洪燕
(龍口市水務局,山東 龍口 265701)
龍口市地處膠東半島北部,西北部瀕臨渤海,東南部與蓬萊、棲霞、招遠接壤,總的地形特點是東南高,西北低。全市土地面積893.3km2,其中南部低山丘嶺面積438.35km2,占總面積的49.13%,北部平原區(qū)面積450.8km2,占總面積的50.87%。
龍口市屬于暖溫帶半濕潤季風型大陸性氣候,四季分明,季風進退明顯,春季干燥多南風,夏季濕熱多陰雨,秋季涼爽少雨,冬季寒冷多北風。根據(jù)1960年以來的降雨統(tǒng)計數(shù)據(jù),多年平均降水量579.2mm,最大1964年全市平均降水量達到1046.2mm,最小1989年則僅為329.4mm。旱災是龍口市的主要自然災害。根據(jù)建國以來的旱災統(tǒng)計,大旱平均4.5年一次,較重的季節(jié)性干旱平均1.2年一次,其中春旱機率為50%,春播干旱機率為58%,夏旱機率為42%,秋播干旱機率為38%。
龍口市南部山區(qū)主要灌溉水源地是小型水庫和塘壩。目前,建有小型水庫和塘壩390座,總蓄水能力3517.77萬m3。其中?。ㄒ唬┬退畮?座,小(二)型水庫66座,控制流域總面積235.82km2,總蓄水能力2723.65萬m3,設計灌溉總面積1680hm2。塘壩316座,控制流域總面積 152km2,總蓄水能力 794.12萬 m3,設計灌溉總面積1486.67hm2。
根據(jù)降雨量及水庫和塘壩復蓄系數(shù)分析,小型水庫多年平均可利用水量為1870萬m3,塘壩多年平均可利用水量 680萬m3。
小型水庫和塘壩除作為灌溉水源地外,另一個作用是補充地下水,通過長期緩慢的入滲地下徑流,對下游區(qū)域進行地下水補給。在大旱年份表現(xiàn)的比較明顯,部分位于水庫下游的村莊,其人畜飲用水依靠上游庫水下滲補給,水庫長時間干涸,會使飲用水源干枯。根據(jù)規(guī)劃,常勝、員外劉家等部分?。ㄒ唬┬退畮?010年以后將承擔小城鎮(zhèn)和城鎮(zhèn)供水的任務。
龍口市390座小型水庫、塘壩中,絕大多數(shù)為年調節(jié)水庫,僅有10%左右為多年調節(jié)水庫。多數(shù)水庫蓄水能力比較低,有限的水資源不能充分攔蓄利用,存在當年降水較多時滿庫溢流,次年春天可滿足灌溉用水,但汛期降水較少時則秋旱及第三年春旱,嚴重影響農業(yè)生產灌溉用水,造成嚴重的減產減收。約1/4的水庫和塘壩蓄水能力與控制流域面積嚴重不匹配,庫容小而來水面積大,存在“有雨則滿,雨大則流,小旱用水則干”的問題。
例,2005年全市平均降水量488mm,低于多年平均降水量近100mm;2006年降水量402mm,降水量偏少,干旱嚴重;2007年,春天干旱持續(xù),全市地表小型水庫及塘壩蓄水量僅1020萬m3,為允許蓄水量的29%,其中小型水庫干涸20座,塘壩干涸180座。旱情持續(xù)至7月1日,地表蓄水 600萬m3,小型水庫干涸46座,塘壩干涸256座。經(jīng)過7月、8月降雨413.2mm后,水庫和塘壩蓄水達到 2814.9萬m3,50座小型水庫、271座塘壩達到滿庫溢流。旱時缺水、豐時溢流特征明顯。
龍口市的小型水庫和塘壩多建于20世紀六七十年代,少數(shù)建于20世紀80年代及以后,建庫年代久遠。建庫以來,從未進行過全面的水庫和塘壩清淤工作。龍口市小型水庫和塘壩的降雨匯流特點是源短流急,匯流時間短,含泥沙量高,多數(shù)水庫存在淤積問題。根據(jù)初步調查,約有70%水庫存在較嚴重的淤積情況,淤積量占總庫容量的20%~30%左右,個別淤積甚至達到興利庫容的50%左右。淤積問題,嚴重削弱了水庫和塘壩的蓄水調洪能力,影響防洪、抗旱效益的充分發(fā)揮。
龍口市在水源充足、位置適宜的山間盆地基本上已修建了小水庫和塘壩,尋找新的建庫合適位置有難度。另外,今后新建的小型水庫不可避免地會遇到造價高、征賠、占用大量優(yōu)質土地等問題。因此,立足于水利工程現(xiàn)狀,啟動實施小型水庫和塘壩清淤、挖擴工程,挖掘蓄水潛力,充分發(fā)揮現(xiàn)有水庫的功能,是緩解水資源危機的有效途徑。
小型水庫清淤、挖擴工程即是對水庫內的淤積泥沙進行清理,另外根據(jù)庫區(qū)地質特點對庫區(qū)周邊的強風化巖、全風化巖、硬質粘土進行開挖,增大小型水庫、塘壩興利庫容。淤積泥沙可實現(xiàn)資源化合理利用,一是可將沙淤積外運作為建筑材料;二是將淤泥沙推運至庫塘附近的平緩山地堆積平整,作為綠化、作物種植用地、改良土壤和填土造田;三是泥沙外運至水庫壩后逐層平整壓實,增加大壩厚度。水庫清淤、挖擴工程的優(yōu)點是成本低、不占用土地或占用土地非常少,能新增可耕地。
3.2.1 按新建小型水庫成本估算
假設新建一座興利庫容15萬m3的小型水庫(以蓄水量/投資比較高的石良鎮(zhèn)魯家溝為原型),壩長180m,最大壩高16m,頂寬4m;前坡干砌石護坡,坡比1∶1∶2.5,后坡坡比1∶2。 粘土心墻頂寬1m,底寬 8m;溢洪道破碎強風化巖開挖 50m,寬15m,深 3.5m,靠壩一側漿砌石翼墻。放水洞為直徑600mm壓力鋼筋混凝土管,內襯直徑300mm鋼管,壩后閘閥控制。新建20m2防汛管理房。庫區(qū)需淹沒土地4hm2。按砂殼土就地取材計,不考慮庫區(qū)淹沒征地成本,根據(jù)估算,需完成土方9.2萬m3,石方 1700m3、混凝土方 60m3,投資342.1萬元,折合每立方米蓄水量的投資成本為22.6元。
3.2.2 小型水庫與塘壩清淤擴挖成本估算
(1)淤泥用推土機推至庫塘附近(高于校核水位)就地堆放的成本:堆放位置選擇荒地,且可新造耕地,按176kW推土機推土50m定價估算為5.5元,若運距達到100m則定價估算為10.2元。
(2)淤泥外運:用 1m3挖掘機挖裝自卸汽車運土500m,按龍口市地方財政定價為10元/m3。運至附近荒地可用于造地。
(3)含淤泥較少的沙淤積可作為建筑用沙或填筑用沙,可實現(xiàn)無成本清淤。
(4)擴挖部分:只對粘土或砂粒狀強風化巖挖取外運,若強風化巖強度高,需爆破則不進行擴挖。含砂粒較多粘土可外運利用,交通不便則在庫塘附近堆放平整。
根據(jù)以上比較,清淤工程即使最高成本也不超過新建水庫成本的50%,具有明顯的優(yōu)勢,且不需要淹沒河谷地區(qū)相對較好的耕地,避免占地征賠糾紛。
為研究解決小型水庫的清淤挖擴、增容蓄水問題,2007年,龍口市水務局結合水庫除險加固,對龍口市北馬鎮(zhèn)王壽水庫進行了清淤挖擴工程。通過對該水庫清淤擴挖的分析,可以在一定程度上說明清淤擴挖的優(yōu)勢。
北馬鎮(zhèn)王壽水庫為?。ǘ┬退畮?,總庫容10.2萬m3,興利庫容6.25萬m3,死庫容0.35萬m3。庫區(qū)地質為全風化巖,呈酥石狀。水庫除險加固前,淤積非常嚴重,壩前淤泥高于放水洞1.0m,庫內淤積區(qū)前鋒距大壩50m,實際興利庫容僅為3萬m3左右。2007年4月,開始對水庫進行清淤,并進行除險加固。該水庫交通條件尚可,交通土路經(jīng)簡單維修后可實現(xiàn)通行載重車輛。由某建筑工程公司承擔庫內挖擴及清淤任務,對庫底淤泥實行外運,對庫區(qū)兩岸全風化巖向上游用挖掘機挖取,自卸汽車外運。底高程低于興利水位1.5m,庫區(qū)寬度100m到50m逐步縮窄。淤泥免費外運,擴挖的酥石由于可作為填筑土石料,每方收取一定費用,用于對征用土地的補償。除險加固所需的土料則免費運至大壩壩后,用于加高加寬大壩。經(jīng)清淤挖擴后,水庫目前實際蓄水能力已達10萬 m3,增加蓄水能力3.4萬m3。因實現(xiàn)挖擴土料資源化利用,水庫清淤挖擴工程實現(xiàn)零投資完成。
目前,龍口市的?。ǘ┬退畮旒疤翂味嘤伤诖骞芾?,少量由所在鎮(zhèn)管理;?。ㄒ唬┬退畮煊伤阪?zhèn)管理。鑒于小型水庫和塘壩分布廣泛,數(shù)量眾多,清淤挖擴工程宜由所在鎮(zhèn)政府統(tǒng)一組織實施。
由于小型水庫和塘壩交通狀況、庫區(qū)地質、淤積狀況、灌溉用水需求情況各不相同,為此首先需要進行全面的淤積情況調查和庫區(qū)地質調查,在此基礎上制定挖擴具體方案。
選擇在干旱年份枯水期庫塘水位降至死水位附近或干涸時實施,這樣更易于排干,為清淤創(chuàng)造有利條件。盡量不進行泄水騰庫,避免對當年農業(yè)灌溉用水產生不利影響。每座庫塘具體實施時間由各鎮(zhèn)區(qū)靈活掌握。
應本著多方籌集的原則,建議由省級20%、市縣級20%、鎮(zhèn)級及村級60%的比例,共同出資。根據(jù)投資額,一次或多次撥付到位。由縣、鎮(zhèn)級組成驗收工程小組,每座庫塘完工后,按完成清淤量將上級撥款撥付到鎮(zhèn),由鎮(zhèn)支付施工費用。為保障資金用到實處,充分接受群眾監(jiān)督,建議每座水庫和塘壩的投資金額、清淤工程量在所在鎮(zhèn)、村全部公開。
要充分認識小型水庫和塘壩清淤工作的必要性、緊迫性。要從防洪、灌溉、保證水資源與水質的目的出發(fā),以對人民群眾負責和對社會經(jīng)濟發(fā)展有利的高度,認真研究對待水庫清淤挖擴問題;要把水庫和塘壩清淤工作列入政府工作計劃,確保領導到位、資金到位。同時,要加大宣傳力度,切實抓好水庫和塘壩清淤工作,造福于民。