引资入涟是解决娄底市水资源短缺的有效途径

2011-06-21张有兴

湖南水利水电 2011年5期

张有兴

（湖南省水利水电勘测设计研究总院长沙市 410007）

1 基本情况

涟水为湘江中游一大支流，源于新邵观音山，自西向东，流经涟源市、娄星区、双峰县，经湘乡至湘潭县河口入湘江，全长224 km，沿途纳孙水、湄江、测水等1～4级支流89条，控制流域面积7 155 km2。

涟水与支流孙水汇合口以上区域包括娄星区、涟源市，面积2 357 km2，人口155.65万人。其中：娄星区：辖乡4个，镇3个，街道办事处7个，面积4 26 km2，人口 43.69万人。区政府驻长青中街。涟源市：辖乡4个，镇15个，街道办事处1个，面积1 895 km2，人口111.96万。市政府驻蓝田镇。

2 水资源现状分析

依据《湖南省水资源综合规划》相关成果，进行涟水孙水口以上区域规划水平年2020年水资源开发利用初步分析：

P=50%年份：本地产水量17.30亿m3，需水量6.92亿m3，由于水资源时空分布，流域8月份缺水905万m3，开发利用率为40.1%。

P=75%年份：本地产水量13.99亿m3，需水量7.29亿m3，由于水资源时空分布，流域缺水2个月，共计缺水8 997万m3，其中8月份缺水3 109万m3，9月份缺水5 888万m3，开发利用率为52.1%。

P=90%年份：本地产水量12.14亿m3，需水量7.47亿m3，由于水资源时空分布，流域缺水5个月，共计缺水23 514万m3，其中1月份缺水445万m3，2月份缺水196万 m3，7月份缺水 2 381 万 m3，8月份缺水 11 204 万 m3，9月份缺水8 587万m3，10月份缺水702万m3，开发利用率为61.6%。见表1。

表1 涟水孙水口以上区域P=90%水资源平衡（典型年选取1965年）亿m3

目前国内大多专家比较认同：对一条河流的开发利用不能超过其水资源量的40%，当流域水资源开发利用率小于30%时,河流健康状况为“健康”;当水资源开发利用率在30%～40%之间时,河流健康状况为“亚健康”;当水资源开发利用率大于40%时,河流健康状况为“不健康”。可见，涟水孙水口以上区域由于本地产水较少，在规划2020年，丰平枯3个水平年来水条件下，区域水资源开发利用程度均超过40%，水资源开发利用程度的加大意味着用水量的增加，而用水量的增加势必引起排污量的增加，换句话说，其用水要求已超过水资源承载能力，经济社会发展是不可持续的。解决的办法有三：一是限制经济社会发展从而降低需水要求；二是修建大型蓄水工程进行年或者多年水资源调节；三是外引其它流域水源。

娄底市区及涟源市矿产资源丰富，素有“世界锑都”、“百里煤海”和“有色金属之乡”的美誉。境内人口密集，土地开发程度高，经济发展的无法制约，必须修建大型蓄水工程或者外流域引水。

涟水孙水口以上流域经过多年建设，建设有中型水库3处，小（Ⅰ）型28处，小（Ⅱ）型197处，干支流适合建设地点基本已建设水库，合适建设地点只有规划的中型水库——塞海水库工程，本地区无条件修建其它大、中型蓄水工程，最后只能考虑外流域引水这一条路。涟水流域西部资水江流域，水资源丰富，利用隧道贯通金竹山，即可将资水流域丰富水资源引入涟水。

3 本流域水源分析

涟水孙水口以上经过多年建设，建设有中型水库3处，小（Ⅰ）型28处，小（Ⅱ）型197处，干支流适合建设地点基本已建设水库，可供选择的水源工程在流域内部只有白马水库、大江口水库、双江水库及规划的塞海水库工程。

（1）白马水库。白马水库位于涟源南部湘水二级支流—孙水河上游，控制集雨面积205 km2。坝顶高程180.5 m、总库容6 900万m3，灌溉兴利库容5 500万m3。灌溉面积1.49万hm2（22.34万亩）。由于灌溉面积较大，白马水库仅能保证灌区用水，灌溉保证率约90%。

（2）大江口水库。大江口水库位于涟源市北部湘水二级支流—湄水河上游，控制集雨面积91.6 km2。坝顶高程432 m，总库容4 300万m3，灌溉兴利库容4 180万m3。灌溉面积0.85万hm2（12.8万亩）。在满足本区灌溉保证率90%情况下，可为涟水补水9.0万m3/d。

（3）双江水库。娄底市双江水库枢纽工程位于湘江三级支流井勘上河流域，是一座以灌溉为主，结合防洪、发电和养殖等综合利用的中型水利工程。井勘上河发源于娄星区双江乡丁字坳，在该乡茶阳村白屋里注入高灯河，全长12 km，流域面积23 km2，平均坡降为10.5‰。大坝控制集雨面积19.55 km2，多年平均流量约0.49 m3/s。双江水库正常蓄水位249 m，相应库容1 035万m3，死水位219.4 m，死库容 60万m3，调节库容975万m3。

由于灌溉面积较大，双江水库仅能保证灌区用水，灌溉保证率约80%。

（4）新建塞海水库。根据项目建议书，拟建塞海水库坝址位于涟水支流湄江一级支流湄塘河上游，涟源市西北角，地处涟源市湄江镇，大江口水库以下约6.5 km，大坝控制集雨面积136.6 km2（上游大江口水库控制集雨面积为91.6 km2，区间流域面积45 km2），址距涟源市城区40 km。塞海水库正常蓄水位346 m，相应库容1 700万m3，死水位323 m，相应库容104万m3，调节库容1 596万m3。塞海水库位于大江口灌区，无灌溉任务，工程建设后可向本流域补水7.0万m3/d。

从以上分析可得，流域内部仅大江口、塞海湖可为涟水补水5 840万m3。不能解决涟水水资源短缺的问题。

4 引资入涟的跨流域引水方案

涟水流域西部为资水流域，属中亚热带季风湿润气候区,各站多年平均气温在（16.2～17.1）℃之间，多年平均降水量在（1 272.5～1 691.8）mm 之间，汛期在 4～9 月，主汛期在5～7月，枯季为12月～翌年2月，根据1962～2006年共45年资料统计，罗家庙站（双江口下0.7 km）、冷水江站、桃江站多年平均流量分别为301，405，734 m3/s，多年平均径流量分别为94.9，128，231.47亿m3，水资源丰富。根据地质地形条件，可从资水干流浪石滩水库右岸开挖隧洞，进口高程175 m，在财溪乡硐下村注入涟水，出口底板高程159 m，隧洞长度11 km，将水量充沛的资水水量调入水资源缺乏的涟水流域。

保障娄底市中心城区用水，按生态基流取多年平均流量的1/10、供水保证率97%、灌溉设计保证率取90%计算，将本流域可能的水源工程全部利用后，娄底市中心城区2020年缺水38.09万m3/d；2030年缺水59.89 m3/d；引水利用系数采用0.85，计算引水流量8.15 m3/s。

保证涟水孙水口以上水资源利用率40%以下，使涟水孙水口以上水资源步入良性循环，引水流量应达到20 m3/s。

故本次初步规划确定引水工程规模如下：设计引水流量8.15 m3/s，最大引水流量20.0 m3/s。

根据地形地质情况，拟定两个方案进行比较：

（1）方案一：取水口位于浪石滩水电站库区的沙塘湾，浪石滩水电站位于资水干流中游冷水江市，坝址位于冷水江大桥上游820 m处的大湾里。是资水干流梯级开发方案中第五级电站，下接柘溪水电站库尾，上与筱溪水电站尾水衔接，是一个以发电为主，兼顾航运等综合利用的水电工程。工程枢纽建筑物主要包括大坝、厂房和升船机三部分，为4级建筑物，临时性水工建筑物为5级，航道等级VI级，III等工程。大坝为混凝土重力坝，最大坝高28 m，坝轴线长608.8 m，坝顶高程 187 m，坝顶设5 m宽公路桥贯通资江两岸。水库正常蓄水位175 m，相应库容2 710万m3，总库容8 434万m3，为中型水库。

从资水干流右岸沙塘湾通过隧洞，横穿金竹山山脉，进口高程170 m，在涟源市财溪乡硐下村进入涟水，出口高程159 m，隧洞长度11 km。输水隧洞采用圆拱直墙，采用明渠均匀流计算，糙率采用0.025，经水力学计算，断面尺寸选定底宽3.0 m，直墙高度3.5 m，洞身采用0.5 m钢筋混凝土衬砌。估算洞挖石方20.69万m3，衬砌灌溉混凝土3.85万m3，估算直接经费1.3亿元。

（2）方案二：取水口位于筱溪电站库区，筱溪水电站位于湖南省资水干流中游新邵县境内，是一座以发电为主，兼有航运、灌溉、旅游、养殖等综合效益的大（II）型水利水电枢纽工程。正常蓄水位198 m，总库容1.4亿m3，大坝为混凝土重力坝，坝顶高程204.50 m，最大坝高44.5 m，坝顶长度340 m。电站装机13.5万kW，安装4台轴流式水轮机组，总装机容量13.5万kW。

从资水干流筱溪水库右岸开挖隧洞，进口高程193 m，在肖家冲注入白马水库，出口底板高程178 m，隧洞长度23 km。输水隧洞采用圆拱直墙，采用明渠均匀流计算，糙率采用0.025，经水力学计算，断面尺寸选定底宽3.5 m，直墙高度3.5 m，洞身采用0.5 m钢筋混凝土衬砌。估算洞挖石方45.27万m3，衬砌灌溉混凝土8.47万m3，估算直接费用2.6亿元。

（3）方案比较。

方案一：隧洞长度较短，投资约方案二的一半，但取水口位于浪石滩库区，冷水江市污染对水质影响较大。取水口低于浪石滩正常蓄水位5 m，调节库容约1 200万m3。

方案二：隧洞长，投资是方案一的一倍，取水口位于筱溪库区，水质能得到保障。取水口位于筱溪正常蓄水位以下5 m，调节库容约3 000万m3。同时，白马水库也能调蓄部分水量，方案二取水水质与取水可靠性高于方案一。

从投资角度考虑，可推荐方案一。工程总投资1.3亿元。该工程每年向涟水补水21 860万m3，对娄底市经济发展产生不可估量的效益，以产生0.2元/m3效益计算，每年即可获得效益4 372万元。