王真真

（菏澤市河湖流域工程管理服務(wù)中心，山東菏澤 274000）

0 引言

伴隨經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，農(nóng)村人口逐步向城市轉(zhuǎn)移，城市化率將大大提高，居民的日常用水需求將迅速增加，供需矛盾日益突出。單純依靠當(dāng)?shù)厮?，無(wú)法解決菏澤市定陶區(qū)日益加劇的供需矛盾。為了提高城市供水能力，改善飲用水質(zhì)量，定陶區(qū)必須尋找新的水源，緩解城市供水矛盾，滿足居民用水需求。劉樓水庫(kù)的建設(shè)可以提高當(dāng)?shù)貜搅鞯睦寐?，?yōu)化當(dāng)?shù)厮Y源配置，實(shí)現(xiàn)“優(yōu)化用水、優(yōu)化利用”，為定陶區(qū)提供高保障率、優(yōu)質(zhì)水源，解決城鄉(xiāng)居民飲水安全問題，緩解日益緊張的水供需矛盾，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。

圖1 劉樓水庫(kù)樞紐全景

1 水庫(kù)概況

菏澤市定陶區(qū)劉樓水庫(kù)工程，位于定陶區(qū)的西南部，臨商路的西部、西環(huán)線以南。水庫(kù)永久用地面積是152.93 hm2，其中水庫(kù)淹水用地面積為113.4 hm2，圍堰用地面積8.85 hm2，壩外腳截溝用地面積為10.12 hm2，截溝用地面積為5.04 hm2，管理用地面積為12.25 hm2，水廠和管理站用地3.28 hm2。水庫(kù)設(shè)計(jì)水位50.70 m，對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)庫(kù)容1252萬(wàn)m3，水庫(kù)調(diào)節(jié)庫(kù)容1152萬(wàn)m3。水庫(kù)工程總投資4.88億元。劉樓水庫(kù)工程為三級(jí)工程，工程規(guī)模中等。主要建筑物級(jí)別為三級(jí)，副樓建筑物級(jí)別為四級(jí)。庫(kù)區(qū)地震動(dòng)峰值加速度0.1 g，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅶ度，地震設(shè)計(jì)烈度為7度。

劉樓水庫(kù)位于定陶區(qū)西南1.5 km處，主要是為了調(diào)蓄定陶區(qū)東魚河引黃水量，解決引水與居民生活用水之間的時(shí)空分配矛盾，，解決全區(qū)11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)68.63萬(wàn)居民飲水安全問題，并為666.67 hm2農(nóng)田提供灌溉用水。工程建成后，劉樓水庫(kù)每年提供生活用水2342萬(wàn)m3，灌溉用水237萬(wàn)m3，解決了水庫(kù)控制范圍內(nèi)水資源分配不均勻的問題，定陶區(qū)的居民生活供水危機(jī)得以緩解，地方的社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展得到保障。

2 調(diào)度條件

2.1 水文氣象

根據(jù)東魚河張莊水文站1977～2010年實(shí)測(cè)逐月含沙量統(tǒng)計(jì)分析，工程所處河段多年平均懸移質(zhì)含沙量為0.66 kg/m3，斷面最大平均含沙量為13.7 kg/m3，發(fā)生在1978年7月11日。東魚河流域在工程所處河段有路菜園站和張莊閘站兩處水文測(cè)站。路菜園站，設(shè)立于1972年4月，控制流域面積646 km2，位于定陶區(qū)南王店鄉(xiāng)路菜園閘，設(shè)計(jì)中采用該站水位實(shí)測(cè)資料。張莊閘站，設(shè)立于1968年6月，控制流域面積3934 km2，位于成武縣茍村鄉(xiāng)張莊閘，設(shè)計(jì)中采用該站泥沙實(shí)測(cè)資料。

定陶區(qū)屬北溫帶半濕潤(rùn)性大陸季風(fēng)區(qū)，具有春暖干旱、夏熱多雨、秋季涼爽、冬季干冷多風(fēng)、四季分明的特點(diǎn)。光照充足，溫度適宜，雨熱同季，適合農(nóng)作物生長(zhǎng)。根據(jù)近40年降水資料分析，定陶區(qū)平均年降水量為671 mm。1967年最大1125 mm，1966年最小356 mm。降雨多集中在6、7、8、9四個(gè)月份，占全年降雨的70%以上。年平均蒸發(fā)量1911.3 mm，最大蒸發(fā)量2577 mm，出現(xiàn)在1966年。年平均氣溫13.8℃，最高氣溫43.2℃，最低氣溫-17.9℃，年平均無(wú)霜期207天。

2.2 水工金屬結(jié)構(gòu)安全運(yùn)用條件

入庫(kù)泵站進(jìn)口閘在水庫(kù)水位等于或低于最高蓄水水位51.70的靜水或動(dòng)水條件下閉門擋水。閘門框架及面板沒有變形、沒有歪扭、門槽沒有堵塞、啟閉靈活。閘門沒有裂紋、沒有銹蝕、沒出現(xiàn)氣蝕、沒有磨損、沒出現(xiàn)焊縫開裂、沒出現(xiàn)油漆剝落等現(xiàn)象。啟閉機(jī)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分潤(rùn)滑油充足、地腳螺栓沒有松動(dòng)，絲杠沒有出現(xiàn)彎曲、磨損、銹蝕，吊點(diǎn)受力均衡。

2.3 水工建筑物安全運(yùn)用條件

劉樓水庫(kù)經(jīng)過下閘蓄水工程驗(yàn)收后具備了一定的蓄水等功能，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，樞紐工程外貌特征均達(dá)到規(guī)范要求。大壩上下游護(hù)坡工程完成，具備擋水條件，迎水坡沒有風(fēng)浪沖損。沒有害蟲及害獸活動(dòng)，壩頭岸坡沒有澆滲。且壩身沒有裂縫、無(wú)塌坑、無(wú)滑坡和隆起現(xiàn)象。背水坡沒有散浸及集中滲漏。壩后排水導(dǎo)滲設(shè)施沒有堵塞、破壞、失效現(xiàn)象。壩址沒有流土管涌跡象。入庫(kù)泵站、出庫(kù)泵站及啟閉機(jī)等電氣設(shè)備全部完成施工，完成安裝調(diào)試，投入使用。

2.4 工程安全監(jiān)測(cè)與巡視檢查要求

按規(guī)范要求對(duì)水庫(kù)每年進(jìn)行一次全面檢查，研究判斷水庫(kù)是否具備安全度汛條件，檢查過程中，按規(guī)定程序，對(duì)大壩各種設(shè)施進(jìn)行外觀檢查，還應(yīng)審閱維護(hù)記錄、大壩運(yùn)行和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等檔案資料。汛期，按照要求定期對(duì)主要建筑物進(jìn)行檢測(cè)與巡視檢查，當(dāng)水位超過汛限水位時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況安排工程技術(shù)人員根據(jù)險(xiǎn)情程度增加觀測(cè)次數(shù)。非汛期，按監(jiān)測(cè)要求對(duì)主要水工建筑物進(jìn)行監(jiān)測(cè)與巡視檢查。對(duì)巡視檢查和測(cè)量結(jié)果，做好記錄，整編歸檔。發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情及時(shí)上報(bào)。

2.5 充庫(kù)時(shí)間分析

充庫(kù)過程擬定：由于水庫(kù)距閆譚引黃閘輸水線路較長(zhǎng)，且充庫(kù)流量較小、輸水渠道設(shè)計(jì)流量較大，考慮渠道輸水損失和泥沙淤積等因素，為水庫(kù)單獨(dú)引水充庫(kù)困難較大。充庫(kù)時(shí)間應(yīng)結(jié)合灌區(qū)引黃灌溉時(shí)間，并盡可能避開灌區(qū)渠道可直接供水的時(shí)期，統(tǒng)籌考慮灌區(qū)其他用水戶的影響。首先要確保居民生活用水，其次考慮農(nóng)田灌溉用水。按照可引水天數(shù)分析，結(jié)合灌區(qū)灌溉引水時(shí)間、水庫(kù)用水特點(diǎn)，擬定充庫(kù)時(shí)間為3～5月份、9～10月份。

2.6 定陶引黃河水量配置

根據(jù)山東省水利廳魯水資字〔2010〕3號(hào)文《關(guān)于印發(fā)山東境內(nèi)黃河及所屬支流水量分配暨黃河取水許可總量控制指標(biāo)細(xì)化方案的通知》及菏澤市引黃水量的分配方案，菏澤市分配給定陶區(qū)黃河水量為7500萬(wàn)m3。根據(jù)定陶區(qū)人民政府關(guān)于引黃指標(biāo)的分配方案的通知，對(duì)菏澤市分配給黃河水量為7500萬(wàn)m3引黃指標(biāo)進(jìn)行了分配，劉樓水庫(kù)3300萬(wàn)m3，其他調(diào)蓄4200萬(wàn)m3，在實(shí)際調(diào)蓄過程中優(yōu)先保證劉樓水庫(kù)用水。

3 防洪調(diào)度

3.1 蓄水度汛安全

根據(jù)《可研報(bào)告》評(píng)審意見，劉樓水庫(kù)是為定陶11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民飲水安全問題，保證供水水源水質(zhì)和水量，充分利用黃河水源來替代地下水引水型水庫(kù)。按照《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-94）和SL252-2000的有關(guān)規(guī)定，劉樓水庫(kù)屬于平原水庫(kù)，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，汛期庫(kù)水位不高，暴雨對(duì)庫(kù)水位的影響不大。從安全方面考慮，充分考慮暴雨對(duì)庫(kù)水位的影響，汛期最高庫(kù)水位控制在51.70 m以下。

3.2 初期蓄水

劉樓水庫(kù)充庫(kù)利用東魚河工程體系，東魚河經(jīng)過多年運(yùn)行，有較完善的引黃、沉沙、輸水體系。截至目前，入庫(kù)泵站引水閘、入庫(kù)泵站和入庫(kù)閘、水庫(kù)圍壩、出庫(kù)泵站等建筑物主體工程已完工，具備正常運(yùn)行條件。

水庫(kù)設(shè)計(jì)蓄水位51.70 m，設(shè)計(jì)庫(kù)容1127萬(wàn)m3。初期引水時(shí)考慮到大壩初建成對(duì)安全有一定影響，初期蓄水分3次進(jìn)行。第1次蓄水至46.74 m，庫(kù)容為558萬(wàn)m3，蓄水到位后停留360 h（15天），并對(duì)水庫(kù)圍壩和主要建筑物進(jìn)行安全檢查。第1次蓄水全部可通過引水閘、入庫(kù)泵站自流充庫(kù)。充庫(kù)初期采用小流量充庫(kù)，初期控制入庫(kù)流量不大于設(shè)計(jì)充庫(kù)流量的0.3倍，后期可逐漸增大到設(shè)計(jì)流量。第2次蓄水至49.20 m，庫(kù)容為826萬(wàn)m3，蓄水停止后對(duì)圍壩和主要建筑物進(jìn)行安全檢查，停留30天時(shí)間。以上蓄水完成后，結(jié)合圍壩和主要建筑物的運(yùn)行情況，第3次蓄水至設(shè)計(jì)水位51.70 m，庫(kù)容1127萬(wàn)m3，蓄水至設(shè)計(jì)水位后，組織管理人員嚴(yán)密觀察圍壩和主要建筑物（表1）。

表1 水庫(kù)初期蓄水過程

嚴(yán)格按批準(zhǔn)的初期蓄水方案，有序組織進(jìn)行蓄水。堅(jiān)決杜絕未驗(yàn)收及超設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)蓄水行為發(fā)生，并安排專職人員對(duì)蓄水階段實(shí)行24 h不間斷值守，確保初期蓄水安全。初期蓄水安全監(jiān)測(cè)和巡邏觀測(cè)不得少于2次/天，對(duì)重要的圍壩上游壩坡、下游壩坡、圍壩與建筑物結(jié)合部、出庫(kù)泵站平臺(tái)等關(guān)鍵部位進(jìn)行巡查，并做好安全監(jiān)測(cè)和巡查記錄，以便進(jìn)行系統(tǒng)的資料分析。

3.3 供水調(diào)度

劉樓水庫(kù)工程為全區(qū)11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道辦事處居民生活用水。定陶區(qū)人口68.63萬(wàn)人，其中非農(nóng)業(yè)人口11.81萬(wàn)人，農(nóng)業(yè)人口56.82萬(wàn)人。城鎮(zhèn)居民生活用水定額為90 L/p·d，農(nóng)村居民生活用水定額增長(zhǎng)到65 L/p·d；大牲畜用水定額40 L/t·d，小牲畜用水定額每天20 L/t·d。經(jīng)復(fù)核，定陶區(qū)人畜總需水量為2148萬(wàn)m3。

根據(jù)劉樓水庫(kù)供水區(qū)內(nèi)的人畜需水總量，按居民生活用水的5%考慮公共建筑用水，管網(wǎng)漏損水量和不可預(yù)見水量按上述水量之和的5%計(jì)算。根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》水廠自用水量按最高日用水量5%～10%計(jì)算，總需水量2007.98萬(wàn)m3，則水庫(kù)出庫(kù)泵站日出水6.42萬(wàn)m3/天，年供水量2579萬(wàn)m3。

根據(jù)黃河的水沙特點(diǎn)與來水過程的不確定性，以及主要利用引黃灌區(qū)現(xiàn)有工程取水，充庫(kù)時(shí)間盡可能避開灌區(qū)渠道直接供水的時(shí)期，并統(tǒng)籌考慮灌區(qū)其他用水戶的影響。按照可引水天數(shù)分析，充庫(kù)時(shí)間擬定充庫(kù)時(shí)間：3～5月份、9～10月份，共40天。由于黃河來水過程的不確定性造成了引黃水庫(kù)具有搶時(shí)間充庫(kù)的特性，為了便于管理、運(yùn)行和降低引水造成的水資源損失，盡量結(jié)合灌溉，在正常的灌溉引水期前后，盡可能大流量集中充庫(kù)。充庫(kù)流量為8 m3/s。

4 結(jié)語(yǔ)

工程調(diào)度運(yùn)用是整個(gè)水庫(kù)工程運(yùn)行中的重要環(huán)節(jié)，是體現(xiàn)工程經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益的關(guān)鍵工作。供水對(duì)象為定陶區(qū)居民用水，把原超采的地下水和生態(tài)用水予以回補(bǔ)。正確處理和認(rèn)識(shí)水庫(kù)供水工程與治污、節(jié)水和保護(hù)環(huán)境的關(guān)系，堅(jiān)持先治污后通水、先節(jié)水后調(diào)水、先環(huán)保后用水的原則。堅(jiān)持按市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)配水和計(jì)劃用水相結(jié)合的原則，實(shí)現(xiàn)外調(diào)水與當(dāng)?shù)厮膬?yōu)化配置和聯(lián)合調(diào)度，發(fā)揮供水效益，最大限度地降低供水成本。

劉樓水庫(kù)盡可能多充庫(kù)，保持水庫(kù)水位高水位運(yùn)行。依照水庫(kù)設(shè)計(jì)功能和灌區(qū)供水計(jì)劃，制定水庫(kù)年度運(yùn)用計(jì)劃，并貫徹執(zhí)行，具體確定各單項(xiàng)工程設(shè)施的啟用和關(guān)閉。保證工程安全的前提下，綜合利用水資源，充分發(fā)揮工程效益。按照設(shè)計(jì)調(diào)度原則和上級(jí)主管部門的指示，結(jié)合當(dāng)年實(shí)際情況，確定充庫(kù)水量、水位，合理分配水量，定額配水，經(jīng)濟(jì)用水。配水時(shí)對(duì)用水大戶統(tǒng)籌安排，以求最佳經(jīng)濟(jì)效益。