楊 斌
(巨野縣水務(wù)局,山東 巨野 274900)
我國(guó)幅員遼闊地形復(fù)雜,三階梯的地勢(shì)為河流的發(fā)源和水能的儲(chǔ)備提供了良好的條件,特別是在南方地區(qū),降雨量充沛,且河流的分布相對(duì)較廣,為人工水庫的建設(shè)創(chuàng)造了基礎(chǔ)。合理性分析是水庫建設(shè)的理論支撐,關(guān)系到水庫建設(shè)的成敗,建庫前的合理性分析是極其必要的,也是必須的。基于此,本文針對(duì)新建水庫合理性進(jìn)行分析。
水庫建設(shè)合理性分析是指在水庫建設(shè)之初,水利部門和建設(shè)部門對(duì)水庫建設(shè)基本情況進(jìn)行詳細(xì)的勘察和分析,判斷建設(shè)工程是否符合當(dāng)?shù)丨h(huán)境要求及當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)條件能否使水庫達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。合理性分析多是先對(duì)水庫所在位置的地形和地貌進(jìn)行相關(guān)資料的收集和查詢,后進(jìn)行實(shí)地考察,全面分析水庫建設(shè)的條件和應(yīng)注意的問題,最終在多個(gè)部門和多位專家的商討論證下得出結(jié)論。
水庫建設(shè)屬于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),利國(guó)利民。建設(shè)一個(gè)具有較高社會(huì)效益的水庫需要綜合考慮很多條件和因素。
(1)水庫建設(shè)屬于工程建設(shè),不同于文學(xué)藝術(shù)。工程建設(shè)涉及到較多的自然條件,建設(shè)環(huán)境復(fù)雜,充分利用建設(shè)區(qū)域的地形條件可以在很大程度上降低水庫建設(shè)的難度,加快水庫建設(shè)的步伐。因此有效利用地理優(yōu)勢(shì)避開不利因素是合理性分析的重要原因。
(2)水庫建設(shè)目的主要是為人民服務(wù),具體來說是保證農(nóng)業(yè)蓄水灌溉,保證生產(chǎn)生活用水和發(fā)電,防洪抗旱。因此,水庫的建設(shè)要綜合考慮到各方面的利益,最大程度發(fā)揮水庫的作用。效益是人工水庫建設(shè)的基本因素,如有些地區(qū)人口稀少、建設(shè)成本較高,水庫建成后得不到有效利用,造成人力物力的極大浪費(fèi)。
綜上所述,水庫建設(shè)的合理性分析在水庫建設(shè)中是必不可少的環(huán)節(jié)[1]。
水庫建設(shè)合理性分析內(nèi)容繁多,其中地形地貌、水資源的分布情況、蓄水能力、資金支持屬重要部分,應(yīng)進(jìn)行全面、仔細(xì)調(diào)查分析。在以往的工程實(shí)踐中,水庫合理性分析已取得了非常好的效果。表1為部分基于合理性分析而充分發(fā)揮了應(yīng)有作用的水庫案例。
表1 水庫合理性分析
不同于高樓大廈的修建,水庫的建設(shè)對(duì)地形地貌的要求較為嚴(yán)格,水庫的選址要利用地形優(yōu)勢(shì),趨利避害。由表1可見,4個(gè)水庫的修建都是利用了所處位置的優(yōu)勢(shì),
(1)三峽水庫的壩址處整個(gè)河道由寬變窄,形成了一個(gè)像漏斗一樣的形狀,在此修建大壩,不僅可以減少投資,還可在很大程度上提高大壩高度,增加庫容量和庫存面積,更好地調(diào)節(jié)下游的過水流量,起到兼顧防洪發(fā)電灌溉的綜合作用。
(2)龍羊峽水庫大壩位于黃河第一個(gè)峽谷處,兩邊有堅(jiān)硬而高大的花崗巖,利用峽谷最小口30 m的優(yōu)勢(shì),加上大壩兩端的巖石作為輔助,在此修建大壩可以促使大壩發(fā)揮最大優(yōu)勢(shì)。
(3)丹江口水利樞紐地處丹江和長(zhǎng)江最大支流漢江的交匯處以下幾百米左右,壩口寬500多米,河道中東部有深槽,河道兩岸有較為高大的土石壩,對(duì)擬建大壩形成非常好的地形優(yōu)勢(shì)。
(4)鳳巖水庫位于深圳市寶安區(qū),整個(gè)水庫原是因采石場(chǎng)使用壽命結(jié)束后通過再次開挖休整而建,地處七瀝水庫和長(zhǎng)流坡水庫分水嶺。若在兩個(gè)水庫之間開通壓力隧道,利用這一個(gè)盆地地形進(jìn)行蓄水,剛好增加了水庫的蓄水能力,可以起到調(diào)價(jià)水庫庫容的作用。
因此,充分利用地形優(yōu)勢(shì)是大部分水庫建庫的主要原則,不僅可以較少工程投資,還可以減少人工對(duì)工程周邊環(huán)境的擾動(dòng)[2]。
水資源分析是水庫建設(shè)的最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。沒有巨大的水流量的支撐,水庫最終只會(huì)是一個(gè)空殼,不能完全發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)。
(1)三峽水庫處于中國(guó)第一大河——長(zhǎng)江流域,流域面積廣,降水量豐富且河流眾多。具有非常充足的水資源;(2)龍羊峽水庫水源河流流經(jīng)青海草原,是天然的蓄水池,具有調(diào)節(jié)水含量的作用。整個(gè)壩址選址在黃河上,水流量可觀;(3)丹江口水利樞紐出于丹江和漢江的匯合處,漢江為長(zhǎng)江第一大支流,流域常年水量充沛,兩河匯聚在一起充分保障了水庫的庫存需求;(4)鳳巖水庫屬小型水庫,但與旁邊兩個(gè)水庫貫通,加之深圳靠海,降水量大,可以充分保障水庫對(duì)水量的要求[3]。
蓄水是水庫最重要的功能,是水庫建設(shè)應(yīng)該首先考慮的因素,因此不能將水庫建于平原之上,不能建于水量較小的河流內(nèi)。分析表1可得,龍羊峽和三峽水庫都利用了地形壩址的狹窄優(yōu)勢(shì),可將大壩修建高度提高,達(dá)到150 m以上,極大地增加了水庫的庫容和總面積,同時(shí)還增加了水庫的勢(shì)能利于發(fā)電。而丹江口和風(fēng)巖水庫則利用了河流和水源的優(yōu)勢(shì),特別是丹江口水庫地區(qū),丹江和漢江交匯處形成了一個(gè)較為開闊的水域,在下游收口處修建大壩正好可以利用該優(yōu)勢(shì),增加水庫庫容,保證水庫的蓄水能力[4]。
水庫修建是一個(gè)巨大的工程,需花費(fèi)較大的人力財(cái)力和物力,必須有強(qiáng)大的資金來源。表1中的三峽、龍羊峽和丹江口水庫均由國(guó)家財(cái)政支持修建。鳳巖水庫由深圳地區(qū)地方財(cái)政支持修建。因此,水庫建設(shè)必須有足夠的資金的來源作為支撐[5]。
(1)鳳巖水庫作為一座水源調(diào)蓄水庫,集水面積小,僅靠自產(chǎn)水在短期內(nèi)難以蓄滿,通過連通建筑物的興建,在豐水年可將周邊水庫富余的雨洪資源收集到鳳巖水庫進(jìn)行調(diào)蓄,既充分利用周邊區(qū)域雨洪資源,又可以縮減水庫的蓄水時(shí)間。
(2)三峽水庫在為下游補(bǔ)水的同時(shí),逐步騰出庫容,為主汛期防洪抗汛做好準(zhǔn)備。
(3)丹江口水庫按后期規(guī)模建完后,水庫調(diào)節(jié)能力及承擔(dān)各項(xiàng)水利任務(wù)的能力將有較大的改善和提高。按規(guī)劃其綜合利用水利任務(wù)為:防洪、供水、發(fā)電、航運(yùn)及養(yǎng)殖。自水庫建成幾十年來,共攔蓄、削滯漢江、丹江上游發(fā)生的上萬立方米每秒的洪水59次。解除了武漢、襄陽等23個(gè)縣市1億多人口及1860多萬畝耕地的洪水威脅,其抵御暴洪的能力達(dá)到了百年一遇的標(biāo)準(zhǔn)。
(1)缺水狀況嚴(yán)重一直是阻礙深圳快速發(fā)展的一大問題。鳳巖水庫庫容520萬m3,在攔蓄本地水的同時(shí)還可用以調(diào)蓄境外水源,可增加全市調(diào)蓄庫容,提高供水保證率,增加城市的供水保障能力。
(2)為滿足長(zhǎng)江中下游地區(qū)供水、生態(tài)和航運(yùn)等社會(huì)需求,三峽樞紐在發(fā)電的同時(shí),枯水期持續(xù)為下游進(jìn)行補(bǔ)水,三峽水庫一季度累計(jì)為下游補(bǔ)水超過百億立方米。截至2019年4月1日21時(shí),實(shí)測(cè)三峽水庫水位165.40 m,一季度累計(jì)為下游補(bǔ)水達(dá)100.2億m3,有效緩解了枯水季節(jié)長(zhǎng)江中下游地區(qū)生產(chǎn)生活用水緊張的局面。
(3)丹江口水庫是中線工程近期引漢的水源工程,按發(fā)電服從調(diào)水、調(diào)水服從生態(tài)、生態(tài)服從防洪安全的原則擬定控制水位和調(diào)度規(guī)則,基本滿足漢江中下游用水要求。
人工水庫為我國(guó)的農(nóng)業(yè)、工業(yè)及人民的生產(chǎn)生活用水提供了巨大幫助,修建之初必須結(jié)合工程區(qū)的地形地貌、水資源分布、水庫蓄水能力、建設(shè)資金來源等因素對(duì)水庫建設(shè)的合理性進(jìn)行論證,保證人工水庫建設(shè)可以順利進(jìn)行,且能夠滿足工程設(shè)計(jì)要求,促進(jìn)我國(guó)水利事業(yè)的發(fā)展。