湯德意,翁浩軒
(浙江廣川工程咨詢有限公司,浙江 杭州 310020)
在我國,小型水庫數(shù)量眾多、分布廣泛,且在防洪、灌溉、供水、環(huán)境等諸多方面發(fā)揮巨大效益[1]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,水庫的功能也隨之發(fā)生轉(zhuǎn)變,在供水水質(zhì)、生態(tài)用水及防洪功能等方面對水庫功能提出更高的要求[2-4]。小型水庫主體工程結(jié)構(gòu)簡單,功能單一,雖然通過除險(xiǎn)加固在壩體安全上有一定的保證[5],但由于水庫的面積小且其附近居民環(huán)保觀念淡薄,加之在長期運(yùn)行過程中缺乏有效的管理和維護(hù)[6],導(dǎo)致水庫依然存在應(yīng)急泄洪能力不足、水資源利用率不高、水環(huán)境污染問題突出、運(yùn)行管護(hù)功能沒有得到體現(xiàn)等問題[7-10]。本文以舟山市白泉嶺下水庫為樣本,通過調(diào)研水庫現(xiàn)狀,分析存在的問題,論證與整治總體目標(biāo)之間的差距,提出水庫綜合整治思路和工程措施。
白泉嶺下水庫位于舟山市定海區(qū)白泉鎮(zhèn),水庫始建于1972年,總庫容204萬m3,集雨面積1.12 km2,引入集雨面積1.88 km2,是一座以供水、灌溉為主的小(1)型水庫。2005年完成水庫除險(xiǎn)加固,2015年列為浙江省小型水庫綜合整治示范項(xiàng)目。存在的問題有:
(1)應(yīng)急泄洪能力不足。水庫現(xiàn)狀泄洪設(shè)施為預(yù)埋的水管,一日全開僅可降低庫水位33 cm,泄洪設(shè)施簡陋,如大壩遭遇險(xiǎn)情,現(xiàn)狀泄洪能力嚴(yán)重不足。下游溢洪道尾水渠局部擋墻毀損嚴(yán)重,存在泄洪安全隱患。
(2)水資源利用率不高。舟山市四面環(huán)海,淡水資源基本依靠降水補(bǔ)充,淡水資源十分匱乏。水庫每年汛期有大量溢流棄水,而非汛期水位又會(huì)大幅降低,正常蓄水位不高,蓄水量有限,庫區(qū)集水面積內(nèi)雨洪的水資源利用率較低;水庫底泥的淤積量占正常庫容5.3%,導(dǎo)致水庫興利庫容減小。
(3)水環(huán)境污染問題突出。受水庫下游河道翻水入庫、上游引水渠道未設(shè)置截污措施、庫尾消落帶水土流失以及庫底淤泥污染物釋放等因素的影響,庫區(qū)水質(zhì)存在富營養(yǎng)化污染,總氮和總磷超標(biāo),未達(dá)到III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),水質(zhì)問題不容樂觀。
(4)運(yùn)行管護(hù)功能沒有體現(xiàn)。水庫采用傳統(tǒng)的人員現(xiàn)場管理,庫區(qū)管理無明顯分界,管理范圍不清晰,存在無法實(shí)時(shí)了解水庫運(yùn)行狀況,應(yīng)急事件難以及時(shí)上報(bào)等問題;同時(shí)防汛減災(zāi)預(yù)測分析和水資源調(diào)度決策缺乏實(shí)時(shí)、有效的數(shù)據(jù)支持,信息采集、數(shù)據(jù)分析、自動(dòng)預(yù)警等手段無法實(shí)現(xiàn),安全信息的發(fā)布嚴(yán)重滯后,水政管理難度大、效率低。
按照“五水共治”的總體要求并結(jié)合水庫現(xiàn)狀,通過提高水庫防洪減災(zāi)能力、挖掘水庫水資源利用潛力、改善水庫水生態(tài)環(huán)境、落實(shí)水庫綜合管護(hù)措施,提升水庫綜合品質(zhì),達(dá)到“安全水庫、高效水庫、凈美水庫、智慧水庫”的目標(biāo)。
(1)水庫應(yīng)急泄洪能力提升。復(fù)核水庫現(xiàn)狀應(yīng)急泄洪能力,按庫區(qū)防洪調(diào)洪需要對應(yīng)急泄洪隧洞進(jìn)行改造提升,在隧洞入口處新建放水閘,并對原隧洞進(jìn)行襯砌加固,加固長度191 m;對下游溢洪道尾水渠局部毀損擋墻采用漿砌塊石修復(fù)加固,治理長度258 m。
(2)水庫管護(hù)設(shè)施提升。按水庫安全管理的要求,開展水庫管護(hù)措施建設(shè),主要包括大壩監(jiān)測設(shè)施的完善、壩肩滲漏的修復(fù)以及其他管護(hù)設(shè)施的建設(shè)。監(jiān)測設(shè)施的完善主要是增設(shè)壩頂沉降、壩頂水平位移和壩腳滲流等觀測設(shè)施;壩肩滲漏主要采用帷幕灌漿進(jìn)行防滲加固,灌漿長度726 m;其他管護(hù)設(shè)施的建設(shè)包括新建200 m2的水庫綜合管理房和579 m的水庫防汛巡查道路。
(1)兼顧興利需求和防洪安全,論證提高蓄水位,減少汛期棄水,增加水庫蓄水量的可行性?;谒畮炝饔蛴旰橐?guī)律的分析,從興利需求和防洪安全2方面對蓄水位的抬高進(jìn)行分析,根據(jù)用水需求進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)計(jì)算,并結(jié)合防洪影響和淹沒損失的測算,論證蓄水位提高的可行性。
(2)準(zhǔn)確測算水庫底泥淤積量,通過底泥清理增加水庫庫容。通過庫區(qū)地形測量和底泥勘察,分析淤積量及淤積分布、淤積主要來源,提出水庫底泥清理擴(kuò)容的設(shè)計(jì)方案,根據(jù)水位條件采用水下絞吸式挖泥船和陸地干土挖掘相結(jié)合的底泥清理方式,清理規(guī)模30萬m3。
(1)通過水庫水質(zhì)超標(biāo)因子與富營養(yǎng)化控制性指標(biāo)分析入庫污染來源及其數(shù)量?;谒畮鞖v史水質(zhì)資料,分析水庫水質(zhì)變化情況,識別水庫的主要污染因子及富營養(yǎng)化控制性指標(biāo);在明確控制性指標(biāo)后分析上游生活污水、翻水河道、消落帶農(nóng)業(yè)活動(dòng)和水庫淤積污泥等可能的污染來源并計(jì)算相應(yīng)的入庫污染總量。
(2)根據(jù)污染源的產(chǎn)生方式和輸移途徑提出水質(zhì)修復(fù)和水環(huán)境生態(tài)治理的對策措施。根據(jù)污染來源及遷移途徑,針對性地提出“源頭減量化+沿程生態(tài)攔截+庫區(qū)原位修復(fù)”的綜合性整治措施。源頭減量化側(cè)重對庫區(qū)上游的生活污水、農(nóng)業(yè)面源、畜禽養(yǎng)殖污水的治理以及翻水河道水質(zhì)的凈化;沿程生態(tài)攔截側(cè)重對入庫渠道的改造及消落帶的治理,入庫渠道的改造主要采用生態(tài)砌塊修復(fù)渠道護(hù)岸,修復(fù)長度226 m;消落帶治理總面積15 700 m2,按人工濕地構(gòu)筑要求,采用挺水植物、沉水植物以及生態(tài)景觀相結(jié)合的措施,塑造生態(tài)水景觀;庫區(qū)原位修復(fù)通過實(shí)施生態(tài)浮床和水庫污染底泥清理,其中生態(tài)浮床建設(shè)面積2 000 m2。
(3)對大壩壩面和周邊設(shè)施提升改造,實(shí)現(xiàn)人文和自然的凈美建設(shè)。大壩壩面提升改造長度390 m,包括壩頂?shù)缆飞鷳B(tài)改造、迎水坡砌石修復(fù)以及防浪墻加固;其他周邊設(shè)施改造主要是在壩腳設(shè)置生態(tài)公園,營造庫區(qū)優(yōu)美的生態(tài)風(fēng)景,便于周邊居民休閑娛樂。
(1)全面構(gòu)建可視化管理平臺。以閘門計(jì)算機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)、中控室設(shè)備等監(jiān)測采集系統(tǒng)及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為基礎(chǔ),構(gòu)建數(shù)據(jù)中心、地圖展示、統(tǒng)計(jì)分析、自動(dòng)預(yù)警、考核監(jiān)管、水量模型、系統(tǒng)管理等功能為一體的可視化管理平臺,實(shí)現(xiàn)人員位置可視化、工作任務(wù)可視化、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)可視化、事件狀態(tài)可視化,管理人員只需通過管理平臺,可以及時(shí)了解人員到崗情況、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和現(xiàn)場實(shí)時(shí)情況,為緊急事件的快速處理提供信息和技術(shù)支撐。
(2)實(shí)行區(qū)域化分級管理。建設(shè)區(qū)域信息化智能分級管理平臺,既能滿足單個(gè)水庫的運(yùn)行管理需要,又能納入多個(gè)小型水庫,實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)多個(gè)水庫的統(tǒng)一管理,為區(qū)域水資源統(tǒng)一調(diào)度提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和技術(shù)支持。
(3)實(shí)現(xiàn)水庫信息共享與集成。水庫管理平臺充分考慮各應(yīng)用系統(tǒng)、軟件之間的信息共享、功能集成和整合,既包括業(yè)務(wù)系統(tǒng)內(nèi)部功能集成,也包括與外部應(yīng)用系統(tǒng)之間的集成。
本文圍繞“安全水庫、高效水庫、凈美水庫、智慧水庫”的總體目標(biāo),結(jié)合中小流域綜合治理的新形勢,從水庫功能提升及水庫大壩安全、水資源高效利用、水環(huán)境整治、綜合管護(hù)等方面提出小型水庫綜合整治的思路和工程措施,通過上述綜合整治措施的實(shí)施,實(shí)現(xiàn)白泉嶺下水庫防洪安全能力全面完善,水環(huán)境生態(tài)全面修復(fù),水資源蓄水能力全面提升,水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理全面建設(shè),保障水庫長期安全高效運(yùn)行,促進(jìn)“五水共治”建設(shè)與人水和諧發(fā)展。