龙渠河农村水电增效扩容改造方案

刘章龙

(晋城市水务局，山西 晋城 048000)

0 前言

随着社会经济的发展，社会公众权利意识和环保意识不断增强，对自身生存环境的要求也越来越高，有关农村水电对生态环境的影响问题受到人们密切关注。二十世纪建设的农村水电站由于受建设时期、开发理念和技术手段的制约，一些水电站不合理开发造成部分河段河道生态流量不满足，破坏了河道生态。因此对水电站生态泄放设施和减脱水河段改造是十分必要的。

1 概述

1.1 流域概况

龙渠河是沁河的一级支流，其上源有2支，北支流为发源于浮山县寨圪塔乡郑沟村的山交河，南支流是发源于翼城县东北角辽寨乡的樊村河。2条支流在浮山县的谭村汇合，形成龙渠河。龙渠河流经浮山、翼城县和沁水县，在沁水县王必乡汇入沁河。主河长50 km，流域面积为468 km2。多年平均径流量为5 700万m3，纵坡为14.30‰。

龙渠河为典型的山区河流，急弯卡口很多，两岸常有巨石突出，岸线极不规则，宽度变化很大，蜿蜒和散乱是它的特点，河床稳定性较好。

龙渠河流域总体呈西北高东南低，最高点海拔1 301 m，最低点海拔685 m，相对高差616 m。地形支离破碎，沟壑纵横、梁峁起伏，流域为石质山区，植被较好，有大片的森林。河道径流主要由降雨形成，降雨一部分形成地表径流直接汇入河道，另一部分下渗补给地下水，枯水季节以散泉水形式补给河道。

龙渠河流域按综合自然区划分，属东部季风区暖温带半湿润地区，为典型的大陆性气候。冬季寒冷干燥，夏季温度较高易形成伏旱，春季少雨多风，常出现春旱，秋季气温日差较大，常出现短时间的连阴雨，降雨特点是年际变化较大，年内分配很不均匀。常受不同程度的旱、雹、风、洪、霜等自然灾害的威胁，降雨多以暴雨形式降落，易形成山洪灾害。

根据沁水县气象站地面气候统计资料，多年平均气温为10.30 ℃，多年平均降水量609.50 mm，多年平均蒸发量1 687 mm，最大冻土深度0.61 m。

1.2 河流水能资源及开发利用概况

龙渠河多年平均流量1.81 m3/s，天然落差547.04 m，河流水能理论蕴藏量9.70 MW。干流建有龙渠水电站，建成于1972年，引水流量2.50 m3/s，发电水头38.60 m，装机容量850 kW，年发电量95万kW·h。

2 环境现状调查与评价

2.1 环境现状调查

龙渠河流域属于大尖山林场区，桑林覆盖率较高，植被种类繁多，区内人类活动较少，涉及浮山县寨圪塔乡和沁水县樊村河乡，流域内常住人口<5 000人，且为分散性居住，无规模以上人口聚居区，无工矿企业和规模化养殖产业。不存在点源污染，非点源污染主要为生活垃圾和化肥、农药。

龙渠水电站拦河坝至水电站厂房区间为减水河段，大坝下游510 m处有支沟汇入，涉及龙渠村，全村4个村民组8个自然庄，共计村民130户381口人，140 hm2耕地。村民大多以农业、林业为主。

电站拦河坝和引水渠首出露地层为三叠系砂岩、泥页岩互层，砂岩层相对裂隙发育，构成贮水层及径流通道，存在漏水现象，因此区间全河段全年有水，非汛期支流汇入前后河道流量分别为1.80×10-2m3/s和4.10×10-2m3/s。河床及河漫滩主要为杨树、灌木等非水生植物，河床存在多处跌坎，无鱼类等水生生物。

2.2 环境现状评价

龙渠河流域自20世纪80年代以来受大气降水影响，河道径流不断减少，但人为活动很弱，因此自然环境变化为河流生态变化的主要影响因子。龙渠水电站修建前后，区域内生态条件未发生显著变化，河道水符合Ⅱ类水质，但龙渠水电站的修建在一定程度上减少了河道生态流量，因此需设置无节制泄流设施，保证河道生态流量，恢复河道原有河流生态条件，并在局部修建滚水坝，提高水面面积。

3 改造项目及实施安排

3.1 电站河流生态治理情况

按照财政部、水利部《关于继续实施农村水电增效扩容改造的通知》要求，需要对增效扩容改造项目所在的河流单元水电站减脱水河段进行生态修复治理，以恢复河道生态流量，恢复河流生态环境。为此，对龙渠水电站减脱水河段进行河流生态修复改造是十分必要的。

根据晋城市水利勘察设计院2016年3月份编制的《山西省沁水县龙渠水电站增效扩容改造项目初步设计报告》中的水文复核计算，电站坝址以上流域地表年径流量为2 517.65万m3，基流量为1 139.31万m3，年径流量均值为3 656.96万m3。20 a一遇洪峰流量579 m3/s，100 a一遇洪峰流量1 248 m3/s。

龙渠水电站为无调节电站，根据电站运行记录，通过水能计算逐月成果分析显示，电站枯水期为3—5月份，枯水期多年平均流量为0.14 m3/s，最小流量仅为1.10×10-2m3/s。

龙渠河流域无水文测站，缺乏长系列水文资料，因此按照《农村水电增效扩容改造河流生态修复指导意见》要求的生态流量计算方法，采用近10 a最枯月流量法计算，按照水电站多年运行数据分析计算逐日河道流量，得出最枯月多年平均流量为6.20×10-2m3/s。

龙渠河仅建有龙渠水电站，电站拦河坝为浆砌石重力坝，坝高10 m，坝长52 m，引水渠道为浆砌石，渠道断面3 m×2.50 m，长850 m，无压力前池，压力管道为φ1 000钢筋混凝土管，长90 m，电站装机为(1×250+3×200)kW，本次增效扩容改造为(1×320+2×200+1×160)kW。

从电站拦河坝至尾水口减水段河长880 m，河床天然落差30.50 m，有3个2～5 m的跌坎，河道有深潭、浅滩、冰瀑等自然景观。根据《农村水电增效扩容改造河流生态修复指导意见》，河流生态修复要遵循“尊重自然，保护优先”和“以自然修复为主，人工修复为辅”的原则，在满足河道生态流量的前提下，依靠自然修复恢复和维持河流蜿蜒性特征及自然景观格局，保持局部弯道、深潭、浅滩、洲滩湿地以及河滨带等自然景观多样性特征。在水电站拦河坝下游480 m内有连续3个深浅潭自然景观，此段河道治理应尽量减少人为干预，以清理河道杂草、河卵石和孤石为主，河卵石和孤石堆放在生态岛迎水坡水面以下，并适当种植芦苇；在下游510 m处有1条支沟汇入河道，需对该条支沟入河段进行清淤，建设小型湿地生态，并种植垂柳，后期协调发展小休闲园，将支沟淤泥清运后选择在支沟入河口北侧堆成生态岛，提高农村宜居环境；拟在下游710 m处修建一道3.50 m高的浆砌石滚水坝，坝长58 m，在电站尾水入河口前修建一道2.20 m高的浆砌石滚水坝，坝长52 m，在河道内壅水形成水面，滚水坝顶宽0.50 m，上游坡面1∶0.50，下游坡面1∶0.20，坝体基础为砂页岩河床，仅做清面处理；在大坝冲砂闸增设无节制放流管，放流流量6.20×10-2m3/s，在枯水季节考虑通过放流管向下游泄放生态流量，以改善下游河流水生态和水环境。经计算需要管径为DN200，壁厚为5 mm的钢管。

3.2 工程量及投资

河流生态治理主要工程量为：河道平整9 600 m2；清淤量5 000 m3；M7.5浆砌石约470 m3；种植垂柳20株、水草16 m2；管径DN200，壁厚5 mm的钢管长1 m，增设监测、调度所需设备1套。工程总工期为2个月。

按照水利部有关概预算定额规定，本工程只计算工程部分投资，其余费用不计列。估算工程总投资30万元，其中省级资金25万元，项目单位自筹5万元。

3.3 实施安排

项目单位应根据河流生态改造方案编制具体的施工方案，并上报至县水务局备案并由县水务局进行批复，县水务局应严格按照施工方案对项目进行监管，确保项目施工质量、财务管理和工程进度全部合格规范，达到增效扩容改造项目竣工验收标准。

根据项目前期准备情况和要求到2019年年底改造项目全部完工并验收的要求规定，2018年开展河道生态治理改造工作，2019年底前完成项目的全部工作并按照相关规定完成验收。

4 长效机制

开展河流水量生态管理，电站在增效扩容改造项目验收时要求按照《农村水电安全生产标准化建设》进行验收；根据河流生态治理详细设计确定的河流生态基流，由所属河道主管部门和水电站主管单位监督电站的下泄生态流量，畅通举报监督；在枯水期及防汛抗旱等特殊时期，必须首先满足生态基流，确实执行“电调服从水调”的要求。

5 效益分析

5.1 社会效益

通过电站增效扩容的实施，水资源得到了充分利用。一是通过改造，水资源再生利用得到了大幅提高，还可消除安全隐患，提高设备的保护性能，保障安全运行；二是工程的实施，可解决周边群众剩余劳动力，使群众在工程建设中得到实惠，增加收入；三是按照沁河流域规划的总体构想，依托自然景观、水电开发和生态修复的同步发展，结合增效扩容改造工程的实施，着力打造构建生态长廊，实现绿色、生态、园林景观式绿色电站。

5.2 生态效益

通过增效扩容的改造，使老化设备效能得到了提升，水资源利用率得到了提高，促进了节能减排，电站河流改造完成2道滚水坝、支沟清淤和湿地休闲园后，可形成深潭、浅滩、洲滩湿地与小型瀑布相协调的自然景观，适度发展旅游业，增加当地居民的收入，同时也满足了脱水河段周边群众的休闲、亲水、近水的愿望，提高农村宜居环境，实现水资源可持续利用。