王保玉
(桐柏縣水利局,河南 桐柏 474750)
桐柏縣位于河南省南部豫鄂兩省交界處,是千里淮河的發(fā)源地,屬亞熱帶季風性濕潤氣候。全縣多年平均降雨量1 130 mm,自然面積1 915 km2,下轄18個鄉(xiāng)鎮(zhèn)(園區(qū)),有大小河流58條,中型小型水庫108 座(其中,中型水庫4 座,小型水庫104 座)。小水庫數(shù)量居南陽市之首。這些水庫中有105座建于20世紀50至70年代。3座建于20世紀90年代,大多水庫設計標準較低,加之經過多年運行,管理措施跟不上,不同程度出現(xiàn)壩體單薄,滲漏,滑坡,輸水洞設施破損等危及大壩安全的諸多問題。2008 年開始,國家實施水庫除險加固工程,經過安全鑒定,桐柏縣有106座水庫被鑒定為C類壩。自2008年開始至2021年,國家和省級、市級投資22 100 萬元,陸續(xù)對桐柏縣106 座水庫進行了除險加固,水庫險情得到解除,為水庫安全度汛奠定了堅實的基礎。
桐柏縣水庫除險加固工程輸水洞主要采取3種取水形式:
一是閘門形式,適用于較大的水庫。趙莊、二郎山、石步河3座中型水庫和銀盤河、清淮、尤莊、桐樹莊、蓮莊、丁莊、后河、學屋莊、栗園等9座小(1)型水庫及蔣河等12座?。?)型水庫采用此種形式取水。這種取水形式的優(yōu)點是輸水量大,流量易于控制,在汛期調洪時能夠有效快速參與泄洪,擔負著泄洪和灌溉兩種職能。缺點是,需專業(yè)人員操作養(yǎng)護,運行維護成本較高。同時,閘門進水口位于死水位處,水溫較低。據(jù)現(xiàn)場測量,輸水洞出口水溫夏季可低于環(huán)境氣溫15°以上,直接灌溉農田極不利于農作物生長。特別是小水庫,水從水庫流出來后直接進入農田灌溉農作物(桐柏縣主要是水稻),與利用塘堰灌溉的水稻長勢明顯有差別,水稻畝產量相差100 kg以上,當?shù)厝罕姺从硰娏摇5珜χ行退畮旌托。?)型水庫來說,灌溉面積較大,渠道較長,放出的庫水經過渠道輸送時水溫逐漸提高,對農作物影響相對較小。
二是折懸臂式輸水洞。折懸臂式輸水洞是在死水位處設輸水洞,進口設鑄鐵蓋板,蓋板臨岸側以轉軸與底座連接,蓋板另一側上部垂直蓋板設懸臂,懸臂頂端連接鋼絲繩與岸上卷揚機相連,利用卷揚機牽拉蓋板進行開啟。桐柏縣共有15 座水庫采用這一形式。這種取水形式的優(yōu)點是施工簡單,操作方便、安全,但也有明顯缺點。主要是維修困難,運行成本較高。輸水洞取水口位于死水位,水位較深,水溫低,放水時水出庫后就進入農田,低溫水不利于農作物生長;這種取水形式流量小,在汛期泄水或緊急維修時放水需要較長時間,難以發(fā)揮明顯作用;另外,對取水口蓋板進行維修時需把水庫水放空,浪費大量水資源,維修成本極高。由于取水口蓋板處水深壓力大,需用較粗鋼絲繩,成本較高;鋼絲繩易銹蝕,平均不足3年就要更換一次,運行成本較高。
三是爬坡漏形式。桐柏縣共有67 座小(2)型水庫采用這種形式。在壩坡或山坡上,建斜臥管與水平輸水洞相連,在斜臥管上每1 m左右設一進水口,根據(jù)水深可設5~10個進水口,以樹樁堵塞。取水時,先從高處取水口開始,拔開堵塞取水口的樹樁即可放水。爬坡漏形式取水是群眾多年形成的傳統(tǒng)取水形式,操作方便,不需專業(yè)人員即可操作,所用樹樁可就地取材,維修更換方便,灌溉用水取自水庫表層,水溫與環(huán)境溫度基本一致,有利于農作物生長,這種形式深受群眾喜愛,?。?)型水庫輸水洞主要采用這種形式。
經過多年運行,水庫不同程度存在淤積問題。2020年,桐柏縣遭遇特大旱情,水庫水位急劇下降,60座水庫降至死水位以下,其中干涸16座(小(1)型水庫一座,?。?)型水庫15座)。管理人員利用無人機對干涸的16 座水庫淤積情況進行測量:16 座水庫原總庫容572 m3,減少161 m3,減少率28.10%;原興利庫容336 m3,減少107 m3,減少率31.80%;原死庫容21 m3減少9.60 m3,減少45.70%。依此推算,桐柏縣104座小水庫減少總庫容1 103 m3、減少興利庫容761 m3、減少死庫容62.40 m3。16 座水庫灌溉面積由560 hm2減至380 hm2。減少了32.10%,據(jù)此推算,桐柏縣小水庫灌溉面積減少了207.67萬hm2。年直接經濟損失超過千萬元。
閘門形式輸水洞,適用于有專業(yè)管護人員的有防洪任務的較大水庫。閘門可快速調節(jié)水位,有利于防洪。
懸臂形式輸水洞,施工方便,但運行維護不便,維修成本較高,且取水口位置庫水較深,水溫低,不利于作物農作物生長。建議對此種形式輸水洞有計劃改造為爬坡漏形式。
爬坡漏輸水洞是傳統(tǒng)形式,運行使用簡單,易于操作,取水庫上層水,水溫與環(huán)境溫度接近,有利于農作物生長。此種形式適用于小水庫,建議予以推廣。
水庫淤積造成庫容嚴重縮減,嚴重影響水庫防洪效益的發(fā)揮和農業(yè)灌溉效益發(fā)揮。在完成大壩除險加固任務后,應把清淤擴容作為水庫今后工作的一項重要內容,通過清淤擴容,恢復水庫的防洪功能,擴大下游灌溉面積。同時也必將對鄉(xiāng)村振興和美麗鄉(xiāng)村建設作出重要貢獻。