滕州市马河水库增容工程探析

2024-03-14孙国梁

山东水利 2024年1期

孙国梁

（滕州市水库管理服务中心，山东滕州 277533）

滕州市是山东省水资源较贫乏的县级市之一。马河水库作为滕州市唯一的大（2）型水库，其地表水资源为滕州经济社会发展提供了重要的保障作用。

马河水库位于北沙河上游，滕州市城区东北15 km，属淮河流域南四湖水系，是一座具有防洪、灌溉、供水及生态养护等综合效益的大（2）型水库，控制流域面积240 km2，总库容1.38 亿m3，兴利库容6 989 万m3。水库设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准为5 000 年一遇。

马河水库是滕州市最大的地表水水源地，流域多年平均降雨726.2 mm，多年平均来水量5 696 万m3，水库控制流域内产水条件良好，来水相对较为丰富，但对径流洪水调控能力相对较弱，雨洪资源利用水平较低。在保证防洪安全的前提下，通过增加水库兴利库容以增强其水资源调蓄能力，提高雨洪资源利用率，服务于经济社会的发展是十分必要和迫切的。

1 区域水资源分析

1.1 区域水资源概况

滕州市位于山东省南部，地处暖温带半湿润大陆性季风气候区，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥。降水量年内、年际变化较大，连丰、连枯周期性发生，年内降雨多集中7、8 月份，占48.77%，多以暴雨形式出现，多年平均降水量756 mm，丰枯比为3.39。区内河流属淮河流域南四湖水系，境内有大小河流近百条，流域面积20～100 km2的有22 条、100 km2以上的骨干河道有5 条。全市有大型水库1 座，中型水库1 座，小（1）型水库4座，小（2）型水库12 座，塘坝235 座，总调蓄能力1.822 亿m3，设计有效灌溉面积1.31 万hm2。

1.2 区域水资源供需平衡分析

1）水资源量分析。根据滕州市水利和渔业局、山东省鲁南地质工程勘察院2017 年联合编制的《滕州市水资源综合规划（2016—2030）》成果，对滕州市降水量、地表水资源量、地下水资源量、水资源总量等进行分析，经计算50%、75%、95%频率下水资源成果见表1。

表1 滕州市水资源总量成果表

2）水资源供需平衡分析。采用2018 年作为现状水平年，2025 年作为规划水平年。参考《山东省水资源综合利用中长期规划报告》《滕州市水资源综合规划（2016—2030）》及滕州市水资源公报等成果，对滕州市现状年及规划年水资源供需平衡进行分析，成果见表2。

表2 滕州市现状年及规划水平年供需平衡成果表

从表2 中可知，滕州市现状水平年50%保证率时，略有余水；75%、95%保证率时，分别缺水4 504 万m3、6 484 万m3，缺水率分别为10.1%、14.6%。由此可见，枯水年、特枯水年较为缺水。滕州市规划年50%保证率时，余水3 724 万m3；75%，95%保证率时，分别缺水1 484 万m3，3 629 万m3，缺水率分别为3.3%、8.1%。枯水年、特枯水年依然较为缺水。

2 马河水库增容可行性和必要性分析

2.1 可行性

1）马河水库历年控制运用情况分析。根据水库运行资料分析，水库1960 年建成蓄水至今有31 年出现弃水，多年平均弃水量2 175 万m3，2003 年、2005 年弃水量更是超过1 亿m3。由此可见，马河水库现状兴利库容较小，对上游来水调蓄功能较弱，造成大量弃水，大量丰水年汛期径流得不到充分利用，浪费了当地有限地表水资源，亟需进行增容，适度增加马河水库兴利库容，加强对当地雨洪资源利用的程度。

2）除险加固工程为水库增容提供了工程保障。2002 年6 月进行马河水库除险加固工程，主要为主、副坝加固，东西放水洞加固，溢洪道（闸）加固等。2005 年8 月通过了山东省水利厅组织的马河水库除险加固工程主体工程的竣工验收。水库除险加固工程完成后，原有病险问题得到有效解决，工程质量得到进一步加强，防洪安全能力得到较大提升。

2.2 必要性

1）是有效发挥现有工程潜力的必要措施。与新建水库比较，马河水库增容具有以下有利条件：水库除险加固实施后，工程安全有保障；投资费用低，移民占地相对较少；不需增设新的管理机构；可有效发挥现有工程潜力，提高工程供水能力和供水效益。

2）是充分利用当地雨洪资源的重要途径。马河水库控制流域内产水条件良好，来水相对较为丰富，但是对径流洪水调控能力较弱，雨洪资源利用水平较低。马河水库除险加固工程实施后，在保证防洪安全的前提下，通过增容工程可有效地拦蓄雨洪资源，提高雨洪资源利用率，增强其水资源调蓄能力。

3）是缓解水资源紧缺，提升水安全保障能力的需要。马河水库是滕州市仅有一座大型水库，在滕州市水资源调配保障体系中地位显著，是实现“上蓄中拦下排、河库湖渠连通、蓄引提调结合、多水高效配置”的重要一环。实施增容工程可增加其拦蓄库容，增加调蓄能力，提高工农业供水和生态补水保障，充分发挥马河水库在现代水网中的水资源调配调节作用，实现水资源的优化配置和高效利用。同时，增加近700 万m3拦洪能力，防洪减灾能力进一步加强。

3 增容工程实施内容

3.1 工程设计和工程规模

马河水库增容工程于2020 年5 月启动工程设计、立项申请等前期工作。工程设计按照“原标准、原规模、原功能”的原则，以确保水库防洪安全、提高水资源利用率为根本，分析马河水库来水条件、用水需求、水库淤积、库区周边及历次建设库区遗留问题等情况，妥善处理用水和蓄水之间的关系，最终确立了降低死水位至97.35 m，维持现状正常蓄水位110.85 m，挖库704 万m3的增容工程方案。

2022 年6 月，马河水库增容工程通过山东省发展和改革委员会立项批准，2022 年8 月通过山东省水利厅、山东省发展和改革委员会初设批复，批复工程概算总投资22 815 万元。

水库增容后，大坝、放水洞等主体工程无需进行改造，工程设计指标确定时，洪水调节计算起调水位按兴利水位110.85 m：死水位97.35 m，死库容282 万m3；兴利水位110.85 m，兴利库容9 108 万m3；校核洪水位114.52 m，总库容15 333 万m3。增容后，水库规模仍为大（2）型。增容前、后马河水库特征水位、特征库容成果见表3。

表3 增容前、后马河水库特征水位与特征库容

3.2 主要建设内容及措施

马河水库增容工程批复的主要建设内容包括：库区开挖704 万m3，新建库区管理路17.6 km，新建、改建建筑物61 座等。主要工程措施为：

1）库区开挖工程。挖库范围布置在马河水库滕州境内的库区范围内高程108.35～103.1 m 之间，开挖起始断面距离坝脚280 m，开挖终止断面距离滕州与邹城县界350 m，起始和终止断面以1∶10 比降现状库底连接，开挖断面挖深0.5～5.25 m，开挖边坡坡比1∶3.5 开挖典型横断面见图1，开挖土方一部分用于修建库区管理路，一部分用于周边村镇的造地及土地改良。

图1 开挖典型横断面

2）库区管理路工程。为加强工程运行管理和水域安全保护，在现状等高线110.85 m 库区范围内利用弃土修建库区管理路，路面高程111.15 m，库区管理路总长17.6 km，路面宽9.0 m，临水侧边坡1∶3，背水侧边坡1∶2，背水侧设置植物绿化带。

3）生产桥及管涵工程。水库库区管理路建成后，为了保护堤外村庄及农田，防止土壤渍涝，本次工程需新建生产桥3 座、改建生产桥4座，新建穿路管涵47 处、改建穿路管涵4 处、箱涵1 处。

3.3 预期效益

马河水库增容工程于2022 年8 月开工建设，截止到2023 年5 月已完成：清淤土方开挖685 万m3、管理路路基铺设14 km、桥梁基础施工完成，预计汛前主体完工。增容工程完工后，效果显著。

1）缓解水资源紧缺状况。增容工程实施后可增加兴利库容2 119 万m3，新增多年平均城市生活及工业供水量212 万m3，有效缓解滕州市水资源紧缺状况，更加保障城乡居民生活和工、农业供水安全。

2）利于水生态文明城建设。马河水库增容可提高下游生态用水保障能力，改善库域小气候，提升区域水资源、水环境、水生态质量，利于水生态文明城市的建设。

3）补给地下水资源。一是马河水库每年通过供水尾水调节、灌溉、专项补水等方式向北沙河及支流生态补水近1 000 万m3，通过回补，满足北沙河左岸农田浅层地下水回补需求。二是缓解荆泉水源地地下水超采问题。荆泉水源地区域每年春夏之交，农溉水井叠加居民生活取水、部分工业取水，短期取水量大于补给量，2015 年、2016年、2019 年，地下水位出现大幅下降，个别监测点水位下降多达60 余米。马河水库增容后，引水库地表水涵养地下水源，向荆泉水源地上游河道补水1 300 万m3/a，可有效解决农灌、居民生活用水矛盾，有利于地下水源的可持续利用。

4）改良土地。水库东西两岸有12 个村沿水库呈带状分布，耕地多是丘陵薄地，风化砂性土壤，耕作层不超过30 cm，主要种植花生、地瓜等作物，产量收入低。增容工程在实施过程中，挖库的淤泥一部分用于周边村镇的造地及改良薄地，可提高产量，改善周围群众的生产生活条件。