基于大坝塘水库工程的必要性分析及论证

2020-08-17汤波

陕西水利 2020年5期

关键词：宁乡保证率大坝

汤波

（宁乡市水利水电工程质量监督站，湖南长沙 410600）

1 引言

大坝塘水库空间上靠近降雨充沛地区，距离黄材水库较近，大坝塘水库的建设可以很大程度上增强黄材灌区基础水利设施调节能力，为宁乡市的经济发展和农业发展带来水利基础保障。与此同时，大坝塘水库的建设还可以极大地缓解宁乡市城区用水紧张的局面。

2 大坝塘水库工程背景概述

宁乡市多年平均水资源总量为22.32亿m3，人均水资源1620 m3，仅为湖南省人均水资源量的65%。现有水资源开发利用率为35.35%，水资源开发利用远不能满足需要，存在不同程度的时段性、结构性、水质性和工程性水资源短缺。宁乡市平均降雨量1360.4 mm～1647.7 mm，降雨时空分布不均。在空间上，西部沩山靠近湖南省安化梅城暴雨中心，气流频繁活动，降雨量充沛，东部平原为少雨地带；在时间上，季节分配很不均衡，雨季为4月～7月，三个月中平均降水623.3 mm，占全年降水量的43.2%，7月以后降水明显减少。宁乡市西部降水充沛，东部平原降水相对较少，而宁乡市工农业重心均位于东部，解决宁乡市的水资源供需矛盾，应充分提高西部地区的水资源利用率。

3 大坝塘水库工程建设必要性分析与论证

3.1 大坝塘水库工程建设必要性分析

大坝塘水库坝址位于黄材水库附近的沩水一级支流峡溪下游。在空间上，靠近安化梅城暴雨中心，降雨量充沛，是宁乡市政府多次规划并论证的水库工程。建设大坝塘水库可增强黄材灌区基础水利设施调节能力，增加黄材灌区总干片灌溉供水能力，置换黄材水库部分水量用于补充沩丰坝枯水期为宁乡市城区供水的缺水量，使黄材水库和大坝塘水库可为沩丰坝补水，与黄材水库共同增加沩丰坝的供水能力，缓解宁乡市城区的供水负担。大坝塘水库建成后可为宁乡市的经济社会发展用水带来有效保障。工程建设必要性为大幅度提高黄材灌区基础水利设施调节性能[1]。

近年来宁乡市发展迅速，根据《宁乡市城总体规划（2000年～2020年）（2015年修编）》，宁乡市中心城区范围包括玉潭镇、城郊街道、白马桥乡、历经铺街道、金洲镇、夏铎铺镇以及菁华铺乡的傅家塘、八家湾、桃林桥三个村；回龙铺镇的万寿山、新开河两个村；坝塘镇的金洲村和双江口镇的檀树湾、杨柳桥、长兴、长联、白玉五个村，总面积345.97 km2。根据水量预测，到2030年，宁乡市城区的规划需水量将达到46万m3/d。宁乡市目前通过正农水厂从沩丰坝取水，新建的南太湖水厂也在沩丰坝取水。经水量平衡计算，仅仅通过沩水取水及黄材水库补充供水，无法满足宁乡市城区的用水需求，经计算，若在远期不开辟新的水源，则黄材水库将无力为宁乡市城区供水提供有效保障，宁乡市开辟新的水源地、解决城区的用水难题迫在眉睫。

黄材水库修建于20世纪50年代末至60年代初，设计时未考虑下泄生态流量。按黄材水库不考虑下泄生态流量进行水量平衡计算，黄材水库可基本满足黄材灌区灌溉保证率85%的要求，并经对沩丰坝补水，沩丰坝能达到供水保证率95%要求的供水能力为2.1万t/d。考虑黄材水库下泄生态流量进行水量平衡计算，黄材灌区灌溉保证率仅76.1%，达不到灌溉保证率85%的要求。大坝塘水库位于较为缺水的总干直灌1片，坝址处控制流域面积54.3 km2，多年平均径流量3668万m3，且水库渠首位于该片的上游，可作为该片的控制性高库，大坝塘水库的建设可以有效解决该片的灌溉缺水，减轻黄材水库的灌溉压力，从而有余力承担下游供水任务。大坝塘水库工程的建设，可以有效提升黄材灌区基础水利设施的调节能力，为提高黄材灌区的灌溉保证率提供保障[2]。

3.2 大坝塘水库工程建设必要性论证

经测算，设计水平年2030年，考虑黄材水库下泄生态流量并满足黄材灌区灌溉保证率85%的设计要求时，需大坝塘水库调节库容为960万m3。此时，沩丰坝满足保证率的供水能力为2.1万t/d。设计水平年2030年，测算增加大坝塘水库库容提高黄材水库和沩丰坝共同承担宁乡市城区的供水能力，当大坝塘水库调节库容为2930万m3时，黄材水库和沩丰坝供水能力达34万t/d。设计水平年2030年，大坝塘水库正常蓄水位（调节库容4360万m3）并考虑通过平交道引提上游蒿溪、塅溪弃水方案时，考虑黄材水库下泄生态流量时，黄材灌区灌溉保证率可以满足85%的设计要求，且通过黄材水库和大坝塘共同对沩水的补水，可使沩丰坝承担为宁乡市城区的供水能力提高到46万t/d，基本满足宁乡市城区的供水需求。建大坝塘（调节库容4360万m3）设计水平年2030年宁乡市城区供水情况分析见表1[3]。

可见大坝塘水库建成后，通过提高黄材灌区基础水利设施的调节能力，增加黄材灌区总干片灌溉供水能力，置换黄材水库部分水量用于补充沩丰坝枯水期为宁乡市城区供水的缺水量，使黄材水库和大坝塘水库可为沩丰坝补水，提高沩丰坝的供水保证率，与黄材水库共同增加沩丰坝的供水能力的效果，缓解宁乡市城区的供水负担。

表1 建大坝塘设计水平年2030年宁乡市城区供水情况表单位：万m3

由表1可知建大坝塘兴利库容为4360万m3。

3.3 提高沩水生态用水保证率的需要的论证

黄材水库修建于20世纪50年代末至60年代初，设计时未考虑下泄生态流量。按黄材水库不考虑下泄生态流量进行水量平衡计算，可满足黄材灌区灌溉保证率85%的要求。如考虑黄材水库下泄生态流量进行水量平衡计算，黄材灌区灌溉保证率仅76.1%，达不到灌溉保证率85%的要求。经测算，设计水平年2030年，大坝塘水库调节库容为960万m3时，黄材水库在保证下泄生态流量的情况下，黄材灌区灌溉保证率可以满足85%的设计要求，并可使黄材水库多年平均下泄生态流量0.51 m3/s，多年平均下泄生态水量1599万m3。

此外，黄材灌区由总干渠灌区和沩水河坝引水灌区部分组成，沩水河坝引水灌区包括陶公坝灌区、鸡子湾坝灌区、太阳坝灌区、沩丰坝灌区四个沩水上的河坝引水灌区，沩水河坝引水灌区从沩水河内直接取水，不足水量再由黄材水库下放补充。由于河坝缺乏调蓄能力，黄材水库下游沩水4处河坝无法保证其坝址断面生态流量下放，需由黄材水库进行补水。宁乡市近年来发展迅速，用水需求随之增加，加之沩水河周围各类用户水均从沩水河坝内取用水，在用水需求较大时生态流量得不到保证。一旦河道来水量小于生态流量，将对河道内鱼类、水生植物等的生存产生危害，不利于沩水河内生态多样性的可持续发展。建设大坝塘水库，增强黄材灌区基础水利设施的调节能力，能使黄材水库可保证本身坝址生态流量的下放，并有余力为下游区间河道不足的生态用水进行补充。经计算，设计水平年2030年，下游沩丰坝多年平均需黄材水库补充生态水量为255万m3，生态流量保证率86.6%，经黄材水库向下游沩水河坝内进行生态补水，黄材水库多年平均可向下游河道提供生态补水194万m3，可将生态流量保证率提升至98.1%[4]。