六股河青山水库工程规模的合理性分析

GXF360 2017-11-09

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六股河青山水库工程规模的合理性分析

邹俏俏

（辽宁省水利水电勘测设计研究院，辽宁沈阳110006）

［摘要］水库工程规模的确定除与用户需水量和工程布置有关外，还与工程所在地径流条件和经济指标有关。文中通过对青山水库工程的流域气候特点、径流特性、需水要求进行分析，并根据当地地形条件拟定不同正常蓄水位进行经济比较，最终确定合理的工程规模。

［关键词］六股河；青山水库；工程规模；合理分析

青山水库位于六股河干流中游葫芦岛市绥中县西台村，坝址以上控制面积1 650 km2。工程的主要任务是以城市供水、防洪为主，兼顾改善流域下游农业供水条件以及生态环境等综合利用。青山水库总库容约为6.63亿m3，为大（2）型水库。水库正常蓄水位85.7 m，死水位68 m，兴利库容3.06亿m3；拦河坝为粘土心墙砂砾石坝，水库设计洪水标准为500年一遇，校核洪水标准为5 000年一遇。工程建成后可保证葫芦岛市近期的供水需求，供水规模17.1万t/d。

1 流域概况

六股河发源于建昌县谷杖子乡双庙村之北篓子山，源头海拔高程1 092 m，河流全长为158 km，向东南流经兴城市与绥中县之间，至绥中县小庄子乡大渔厂村附近注入渤海。六股河流域面积为3 045 km2，全流域南北长，东西窄，形似牵牛花。流域东与小凌河、烟台河为邻，西北由大凌河环绕，西南与狗河为界。六股河主要支流有黑水河、王宝河、云山洞河、八家子河等。

六股河流域属中纬度温带季风性气候，冬季严寒干燥，以西北季风为主；夏季炎热多雨，以东南季风为主；四季冷暖、干湿分明。从多年平均年降水量等值线图上看，其分布趋势自西南700 mm向北550 mm递减，降水量年内分配极不均匀，多集中于夏季，6—9月的降水量约占全年降水量的70%，且又多集中于几场较大暴雨。六股河流域多年平均蒸发量在1 480～1 870 mm（20 cm口径蒸发皿）。多年平均月最大蒸发量发生在五月，为340 mm；最小发生在1月，为35 mm。流域多年平均气温在8～9℃；多年平均相对湿度为53～62℃；多年平均风速为3 m/s；最大冻土深度1.30 m。

2 径流特性

六股河流域有绥中、前白水、药王庙、山咀四处水文测站。其中绥中水文站观测年限最长，1934年11月设站开始观测水位，1954年6月改为水文站，一直到现在；前白水水文站1964年6月设站，其中1971年6月至1994年改为水位站，1995年至今又恢复为水文站。

六股河流域年径流年际间变化较大。根据1954—2007年54年资料的统计，绥中站最大年径流量为1 668.03×106m3（1969年），最小年径流量为94.61×106m3（1992年），最大是最小径流的17.63倍，变差系数Cv值为0.72。前白水站最大年径流量为592.87×106m3（1969年），最小年径流量为37.84×106m3（1992年），最大是最小径流的15.67倍，变差系数Cv值为0.69。

六股河流域径流量年内分配极不均匀，7—9月径流量占全年的75%左右。

选择绥中站进行年径流系列代表性分析，可以看出，年径流丰、枯变化明显，包含了1962—1977年的丰水期和1978—2007年的枯水期。这种丰枯变化大、枯水期长的径流特性要求青山水库必须是多年调节水库，以满足枯水年的需水要求。

3 需水要求

青山水库工程除满足生态环境需水及补偿下游农业用水外，主要供水对象为葫芦岛市城市需水。葫芦岛市地处辽宁省西南端，东邻锦州市，西接山海关，北靠朝阳市，素有“关外第一市”的美称。葫芦岛市是1989年晋升为省辖市，晋升为地级市以后，城区规模不断扩大，随着城市人口的增加和社会经济发展，供水紧张矛盾日益突出。现状葫芦岛市城区总供水量为9 339万m3，地下水供水水源所占比重较大，年利用地下水量4 374万m3，地下水超采水量共1 612万m3。地下水超采严重，局部地区已经出现海水入侵现象，青山水库工程可以满足葫芦岛市近期的需水要求。

青山水库供水首先是满足坝下生态环境用水，然后是六股河下游农业的补偿水量，最后是葫芦岛市城市生活与工业用水。生态环境用水供水保证率为100%，六股河下游农业供水保证率为不低于75%，葫芦岛市城市生活与工业供水保证率为不低于95%。

4 工程规模确定

青山水库位于六股河干流上，是六股河流域的控制性骨干工程，水库担负着葫芦岛市城市工业与生活供水、六股河流域的防洪任务、提高流域下游地区用水保证率及改善河道生态环境水量。水库规模的选择，应从各方面进行综合分析比较，并满足以下原则：一是为充分利用水资源，应尽可能增加兴利库容，提高其调节程度，并尽量满足供水要求；二是满足下游河道的各级防洪要求；三是充分考虑水库淹没、浸没问题，尽可能减少工程淹没；四是考虑地形、地质条件，便于工程施工；五是水库工程应在技术上安全可靠，经济上合理可行。

这次拟定了三个方案进行规模比较分析，分别是正常蓄水位83.0 m、85.7 m和87.0 m。三方案均能满足流域内下游防洪、各业需水及生态流量的要求，只是向葫芦岛市供水量不同。这次经济比较，采用差额投资内部收益率法，方案比较成果见表1。

通过对青山水库不同正常蓄水位方案的比较，方案一工程总投资194 643万元；方案二工程总投资213 144万元；方案三工程总投资231 047万元。方案二比方案一投资多18 502万元，方案三比方案二投资多17 903万元。三个方案的单方供水投资分别为39.79元/m3、34.49元/m3、34.84元/m3，增加单方水量投资分别为14.37元/m3、39.54元/m3，单方供水投资方案二最少；从增加水量的单方水投资看，从方案一增加到方案二时投资最少。方案一和方案二比较，差额投资内部收益率为8.48%，大于5.94%，方案二优于方案一；方案二和方案三比较，差额投资内部收益率为3.76%，小于5.94%，方案二优于方案三。综合上述分析，最终选定方案二为推荐方案，即水库正常蓄水位85.7 m方案。

表1 不同方案经济比较表