临沂市祊河雨洪资源利用规划研究

赵雯雯

（临沂市刘家道口枢纽工程供水管理处，山东 临沂 276000）

临沂市属资源性缺水地区，人均水资源占有量516.1 m3，仅为全国人均占有量的1/4。祊河是沂河最大的一级支流，全长158 km，流域面积3376 km2。流域内多年平均降雨量为807 mm，降雨量年际变化较大，流域径流主要集中于7～8月，径流量约占全年径流量的60%，而1～2月径流量最小，常常断流。在这种情况下，充分利用当地水资源，是解决水资源短缺问题的重要途径。考虑该地区地下水资源开发利用程度已较高，上游水库已规划为城区供水，充分利用降雨和洪水资源，是缓解临沂市水资源紧缺问题和防洪减灾的重要举措。

1 存在的问题

1.1 农业灌溉

临沂市有“十年九旱”之说，干旱是该区农业生产的主要灾害之一。项目区所处的祊河两岸农业用地均属许家崖灌区范围，近年来，由于许家崖水库灌区上游水源许家崖水库用水性质发生转变，成为费县生活、工业供水的水源地和临沂市的备用水源地，使得许家崖灌区供水量明显不足。充分利用非洪水期河道的蓄水库容，在河道上兴建闸坝等拦蓄工程和扬水站，引水入渠灌溉农田。可以充分有效解决许家崖灌区北干渠的支2～支5所控制的区域及南干渠末端控制的区域，灌溉面积共计约0.2万hm2。

1.2 工业用水

项目所在地的下游是临沂西部新城，其位于临沂市区西部，祊河南岸，是临沂市区的西大门。2012年，兰山区确立了“三城三片”的发展布局，“三城”之一的西部新城已进入了快速建设推进时期。西部新城18个重点项目总投资达125亿元，其中，临沂西部城区供热中心建设是整个临沂市西部城区开发建设中的重要一环，目的是为西部城区的产业区与居民区解决供热问题。对汛期洪水统筹考虑，疏蓄结合，充分利用汛期降雨，引洪蓄洪，来解决西部城区供热用水不足的问题，缓解城区西部水资源紧张状况。

1.3 生态环境用水

根据2017年《临沂市河长制祊河现状排查报告》，祊河部分河段的流量达不到河道所需的生态基流，部分河段甚至出现断流现象，枯水季中上游河段的水位达不到河道所需的最低水位，导致河流纳污能力、稀释自净能力降低，地下水位下降，水土流失、水生生物栖息地环境恶化，河流生态系统遭到破坏等一系列生态环境问题。

2 规划方案

2.1 坝址布置

1）灌溉用水范围。根据现场调查，许家崖灌区现状供水不足的区域主要分布于三和水源下游祊河南北两岸，其中祊河以北主要集中在石埠庄、宋唐庄、于家村、平和庄、柳树庄、平定庄和永固庄一带的末级渠系，属于北干渠的支2～支5所控制的区域，灌溉面积约0.13万hm2，祊河以南主要集中在张家村、新安庄、石泉庄、邱家庄以及327国道以南一带，为南干渠末端控制的区域，灌溉面积为666.67 hm2。

2）西部城区供水方案。临沂西部新城开发建设范围为京沪高速公路以西，工业二路以东，北至祊河，南至涑河，涉及兰山区义堂镇中心镇区17 km2。从西部新城规划位置看，西部城区处在祊河（中泓桩号33+530～41+900）南岸，靠近西部城区的祊河下游已建花园橡胶坝蓄水工程、葛庄橡胶坝蓄水工程，两处蓄水工程的蓄水量1880万m3，且两处的水资源利用方案已运行多年，蓄水工程的蓄水位已至河道滩地，雨洪资源利用的空间也非常有限。另一方面，考虑西部城区水厂的位置，在祊河（中泓桩号33+530～41+900）河段拦蓄雨洪资源可以充分利用地形高差，降低水泵扬程，从而降低能源消耗，节约取水成本。

3）河段现状。现有的雨洪资源利用方法主要有收集、截留、下渗等措施，在本地区在雨洪资源利用措施较为普遍的是充分利用河湖的调蓄能力增加蓄水，对雨洪资源进行调配使用。祊河三和水源至葛庄拦河坝河段范围，河道比降为1/1900，且河道主河槽宽度为400～550 m，两岸堤防宽度为600～820 m，河道断面较宽，若建坝蓄水回水范围较广，且用于调配的蓄水库容较大，会带来较好经济、社会及生态效益。

4）姜庄湖拦河闸。在该河段范围内，已建姜庄湖拦河坝蓄水工程经过40多年运行，经过40多年运行，主体工程损坏严重、闸门不能正常运行，无消能防冲设施，基本丧失蓄水功能，严重影响河道防洪安全和灌溉效益的发挥。

5）梯级拦蓄，水面连续。考虑梯级拦蓄建成后形成连续水面，葛庄拦河坝蓄水位81.00 m，葛庄拦河坝回水范围至祊河三南尹断面处下游。

综上所述，本工程规划在充分利用河道蓄水调节功能的前提下，拟结合姜庄湖拦河闸改建工程，在姜庄湖（中泓桩号41+900）和三南尹（中泓桩号33+830）分别建坝蓄水。

2.2 径流分析计算

费县祊河姜庄湖以上流域面积2 946.5 km2，据姜庄湖橡胶坝1961—2009年49年来水频率分析计算，坝址处频率为50%的年来水量为43 634.4万m3；从来水资料中选取年来水量接近于设计年降水的几个年份，根据历年旱情分析，选择来水分配对作物生长较为不利的年份为典型年，将设计年来水量按典型年来水进行分配。姜庄湖橡胶坝保证率为50%的年来水系列典型年为1979年7月至1980年6月，典型年来水月分配成果见表1。

表1 50%保证率典型年来水月分配成果表 万m3

姜庄湖坝址处河道现状年频率为50%的年来水量为43 634.4万m3，水资源较丰富，由于来水时空分布不均，汛期来水量占全年的70%以上，作为拟规划水源之一的姜庄湖拦蓄工程在灌溉保证率为50%的情况下，可满足0.6万hm2灌溉面积用水要求；现状设计灌溉面积仅为0.13万hm2，其余0.47万hm2灌溉能力可以为下游灌区补充水源。三南尹拦蓄工程在灌溉保证率为50%的情况下，可满足0.8万hm2灌溉面积用水要求；现状设计灌溉面积仅为666.67 hm2，其余0.73万hm2灌溉能力可以为下游灌区及西部城区补充水源。

根据三南尹拦蓄工程坝址处现状年来水频率分析计算结果，现状年频率50%的年来水量为4.4亿m3，灌溉保证率50%，采用典型年法对姜庄湖、三南尹拦蓄工程进行调算，扣除农业用水量、生态用水、蒸发渗漏损失水量、坝前蓄水量后，仍可有3.9亿m3的弃水。三南尹下游的已建葛庄、花园、角沂3处蓄水工程，蓄水总量2410万m3，且3处蓄水工程处在靠近城区位置，用水规划主要以生态用水为主。拟规划的雨洪资源利用工程除满足自身用水外，弃水量满足下游拦蓄工程供水需求。

2.3 正常蓄水位

本次雨洪资源利用规划控制正常蓄水位不造成浸没损失，且拦蓄工程建成后形成连续水面，回水末端水深控制在0.5 m以内。姜庄湖拦河坝拟建坝址以上两岸滩地高程均在92.0 m以上，三和水源工程下游河底高程92.0 m，本次确定姜庄湖拦河闸正常蓄水位92.0 m；三南尹拟建坝址以上两岸滩地高程均在88.5 m以上，姜庄湖拦河坝下游河底高程88.1 m，本次确定三南尹拦河闸正常蓄水位88.5 m。

2.4 拦蓄方案

本次雨洪资源利用规划蓄水原则不侵占河道行洪断面。姜庄湖正常蓄水位92.0 m，现状坝址处河底高程86.8 m；三南尹正常蓄水位88.5 m，现状坝址处河底高程83.3 m。两坝挡水高度均约5.0 m，同时考虑上游许家崖水库、唐村水库已除险加固完成，许家崖水库设计标准为100年一遇，校核洪水标准为万年一遇，唐村水库设计标准为100年一遇，校核洪水标准为5000年一遇，设防标准较高，且上游近期竣工的三和水源拦河闸工程设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为100年一遇，均具有较强的洪水调蓄能力。该两处蓄水坝汛期运行腾空库容的时间相对充足，同时考虑工程投资、运行维修方便等方面的因素，采用本地运用较为成熟的橡胶坝挡水方案。

2.5 工程规划指标

祊河雨洪资源拦蓄工程兴利库容785万m3，回水水面面积2.5 km2，回水长度14.1 km，灌溉泵站设计流量2 m3/s，设计扬程16.0 m，5台水泵型号为20SH-19，电机功率135 kW。西部城区供热用水泵站设计流量3万m3/d，设计扬程36.5 m，2台水泵型号为250WQ/P13091B，额定功率110 kW。

3 效益分析

项目建成后可向许家崖水库灌区提供优质水源，提高了灌区内农田用水保证率，满足农业灌溉面积0.2万hm2的用水要求，同时满足工业年用水量1095万m3的用水要求。工程的建设把蓄水水面与滩地、河畔植被连成一体，构成一个完整的河道生态系统，对鱼类等水生动物及两岸植物都带来更适宜的环境，对保持生物多样性具有积极意义。