大王坪水庫技術(shù)方案經(jīng)濟分析

林興周

(三明市尤溪縣水利局，福建 三明 365100)

大王坪中型水庫是新嶺溪流域的龍頭水庫，于20 世紀80年代縣水利局已對該水庫工程作過規(guī)劃，但未設(shè)計。為能更好地掌握項目建設(shè)的投資效益情況，對項目進行方案比較，確定建設(shè)規(guī)模、投資總額、建設(shè)工期、工程效益等，并對項目的經(jīng)濟效益進行重點分析，本文就分析的內(nèi)容作簡要介紹。

1 工程概況

該水庫位于新嶺溪流域的上游，流域總面積252.4 km2，多年平均降水量1 734.6 mm，多年平均徑流量4 715萬m3，多年平均流量1.50 m3/s。于流域大王坪處建一座高49 m混凝土砌石雙曲拱壩，攔蓄新嶺溪水成庫，總庫容1 130萬m3，興利庫容1 050萬m3，庫水面面積48.96萬m2，來調(diào)節(jié)下游梯級電站，向洋中鎮(zhèn)水廠提供源水，灌溉下游5個村的農(nóng)田，提高下游河道的防洪能力，并在壩后建一壩后站，充分利用庫水勢能，多措并舉，以求達到水資源的合理配置和其它水功能的實現(xiàn)。

庫區(qū)需移民24 戶74 人，淹沒耕地11.33 hm2，經(jīng)濟林地20.08 hm2，各類房屋6 319 m2，鄉(xiāng)道3.58 km(是湯川—洋中鄉(xiāng)道，已在改線不需另改)，未利用地2.52 hm2，水域15 hm2。

2 分析內(nèi)容

2.1 工程建設(shè)的必要性

該水庫建設(shè)能有效調(diào)蓄新嶺溪徑流，在滿足新嶺溪水電梯級開發(fā)、農(nóng)業(yè)灌溉、生態(tài)環(huán)境用水、提高防洪能力的同時，還可為洋中鎮(zhèn)水廠提供量足質(zhì)優(yōu)的水源，本工程建設(shè)十分必要。

2.2 工程任務(wù)和建設(shè)規(guī)模

依據(jù)水庫工程特性、地區(qū)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展對水利工程建設(shè)的綜合利用，通過對工程必要性分析，確定該水庫工程是以調(diào)節(jié)為主，兼灌溉、供水、防洪、生態(tài)的綜合利用的水利工程。其正常蓄水位的選擇是結(jié)合壩址的地形地質(zhì)、水工布置、水量利用、調(diào)度能力、水庫淹沒及工程投資經(jīng)濟指標等因素進行分析［1］。

綜合考慮后建議正常高水位為615.00 m，相應(yīng)興利庫容1 050萬m3，為多年調(diào)節(jié)水庫，中型規(guī)模，洪水標準大壩按50 a一遇設(shè)計，500 a一遇校核，壩后站按20 a一遇設(shè)計，100a一遇校核。工程等別為Ⅲ等，攔河壩為3 級建筑物;壩后站為4 級建筑物;大壩導(dǎo)流建筑物為5 級，洪水標準為5 a一遇，導(dǎo)流時段選用10—2月;工程總工期2 a。

2.3 工程建設(shè)內(nèi)容

工程樞紐包括攔河大壩、壩后站、輸電線路及其它組成。大壩為混凝土砌石雙曲拱壩，壩高49 m，總庫容1 130萬m3，興利庫容1 050萬m3;庫水經(jīng)Φ1 200鋼管引水200 m入壩后站發(fā)電，裝機800 kW，年發(fā)電量365.7萬kW·h，年利用小數(shù)4 571 h;新架設(shè)10 kV輸電線路3.2 km，送后莊電站上縣網(wǎng)。

2.3.1 攔河壩

通過對壩址的代表軸線，壩型及樞紐布置等綜合比較后，壩址選在狹窄“V”型河谷的大王坪河段上，此處河床和左右岸坡的基巖大部裸露，節(jié)理裂隙不發(fā)育，左右岸坡較對稱，巖性為花崗巖，巖石致密堅硬，巖體具有足夠的強度及完整性，壩肩的穩(wěn)定性良好，適宜修拱壩，下游開闊，便于布置施工場地，且有湯川—洋中鄉(xiāng)道從壩址經(jīng)過，交通方便。

攔河壩為混凝土砌石雙曲拱壩，壩高49 m，壩頂高程為617.00 m，壩底高程566.00 m，正常蓄水位為615.00 m，壩頂弧長146 m，壩底弧長25 m，壩頂厚3 m，壩底厚10 m，壩頂不掛閘，因下游壩基巖體能滿足泄洪消能要求，施工導(dǎo)流采用壩體底孔出流。

2.3.2 壩后站

通過對地形、地質(zhì)、環(huán)境條件等比較，發(fā)電廠房選在距攔河壩下游200 m左岸的湯川－洋中鄉(xiāng)道的下方，該處遠離高陡坡、后坡山體穩(wěn)定，地勢開闊，便于布置，進廠交通方便。經(jīng)壩攔蓄新嶺溪抬高水位與下游后莊電站的攔河壩正常水位的高差為47.00 m，庫水經(jīng)Φ1 200鋼管引入壩后站發(fā)電，獲最高凈水頭45.5 m，綜合利用凈水頭36 m，裝2 臺HLA153—WJ—50 水輪機配套2 臺SFW400—8/990發(fā)電機，總裝機800 kW，多年平均發(fā)電量365.7萬kW·h，年利用小時數(shù)為4 571 h。

2.3.3 輸電線路及其它

壩后站電能經(jīng)新架設(shè)3.2 km的10 kV線路送至后莊電站并入縣電網(wǎng)運行。水庫工程建設(shè)需配套一些其它零星雜項工程。

2.3.4 庫區(qū)淹沒

水庫居民遷移線按20 a一遇水位線;耕地征用線按5 a一遇水位線;林地征用按正常蓄水位615.00 m。移民安置由鄉(xiāng)政府實行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一征地、統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一委托代建、統(tǒng)一“五通一平”(水、電、路、通信、寬帶、場地)。公建項目的遷建、復(fù)建、實行規(guī)劃一步到位，組織實施量力而行，分期建設(shè)，逐步完善，調(diào)查庫區(qū)淹沒實物種類和數(shù)量見表1。

表1 庫區(qū)淹沒實物種類和數(shù)量成果表

耕地和林地被征收后，土地補償費支付給項目所在村集體經(jīng)營管理，因該村有能力調(diào)整數(shù)量與質(zhì)量相當?shù)耐恋亟o被征地農(nóng)民繼續(xù)承包經(jīng)營，且項目所得的補償費和安置補助費，只能用于開展生產(chǎn)，不得挪為它用。

2.4 工程投資估算

本工程投資估算依據(jù)閩水計財［2011］98 號文頒發(fā)的《福建省水利水電工程設(shè)計概(估)編制規(guī)定》、《福建省水利水電建筑工程預(yù)算定額》、《福建省水利水電設(shè)備安裝工程預(yù)算定額》、《福建省水利水電工程施工機械臺班費定額》。預(yù)備費取工程部分5%，建設(shè)期貸款按總投資的50%計，建設(shè)期貸款利息按分年底投資的25%計，貨款年利率按6.55%計，工程建設(shè)總工期為2 a。

2.4.1 土建工程投資估算

根據(jù)設(shè)計圖紙，列出工程項目明細、計算工程量;根據(jù)地區(qū)建筑材料發(fā)布價、向廠家和市場詢價、當?shù)夭牧蟽r、施工條件、交通運輸條件等，預(yù)算本工程單價;按國家規(guī)定的費率取費;計算土建工程投資。

經(jīng)計算土建工程估算投資為1 624.66萬元，其中拱壩工程1 220.23萬元，壩后站工程271.93萬元，輸電線路及其它132.50萬元。

2.4.2 水庫淹沒征地及實物補償

征地及實物補償標準參照本縣在建的中型水庫工程，屬同一類別，可直接套用，本工程水庫淹沒征地及實物補償由耕地、經(jīng)濟林地、未利用地及房屋4部分組成，總補償費為1 613.83萬元，見表2。

表2 水庫淹沒征地及實物補償表

2.4.3 獨立費用

獨立費用由勘測設(shè)計費、建設(shè)管理費和手續(xù)費、經(jīng)濟技術(shù)服務(wù)費、工程建設(shè)監(jiān)理費、生產(chǎn)準備費及其它組成。共380萬元，其中勘測設(shè)計費145萬元，建設(shè)管理費和手續(xù)費100萬元，經(jīng)濟技術(shù)服務(wù)費30萬元，工程建設(shè)監(jiān)理費45萬元，生產(chǎn)準備費30萬元，其它30萬元。

2.4.4 工程總投資

工程總投資3 917.41萬元，其中土建工程1 624.66萬元，征遷補償1 613.83萬元，獨立費用380萬元，基本預(yù)備費180.92萬元，建設(shè)期利息118萬元。

3 效益分析

效益分析主要從5個方面闡述:

3.1 效益對象

水庫工程建成后可調(diào)節(jié)下游梯級電站10 座(縣境內(nèi))，總裝機13 825 kW，灌溉下游5個村農(nóng)田360 hm2，向供水5 000 t/d的洋中水廠提供源水，提高流域下游河道的防洪能力和改善河道的水生態(tài)環(huán)境。

3.2 水庫調(diào)節(jié)下游梯級電站新增發(fā)電量

水庫放水原則是:按中、大雨不放流，小雨放小流，天晴加大流，長晴多放流。利用水庫優(yōu)勢調(diào)蓄徑流，提高調(diào)節(jié)能力，使下游梯級電站多發(fā)電［2］。調(diào)節(jié)計算方法如下:壩后站利用庫來水量按100%，其它梯級站利用庫來水量按無庫時利用率56% 提高34%～90%，各站年多利用水量為34% ×4715萬m3=1 603.1萬m3，計算庫調(diào)后梯級電站新增發(fā)電量及累加發(fā)電量，并與無庫調(diào)時進行對比，見表3、表4，經(jīng)對比知，可新增電站裝機2 200 kW，年新增發(fā)電量1 689.6萬kW·h，總裝機13 825 kW，累加發(fā)電量5 761.92萬kW·h，且新增發(fā)電量多為枯水電能、能電質(zhì)量優(yōu)。

3.3 向洋中鎮(zhèn)水廠年供源水量

洋中鎮(zhèn)水廠向洋中集鎮(zhèn)和工業(yè)園供水，解決供水人口1.1萬人和規(guī)模企業(yè)35 家，供水量6 000 t/a，供水量219萬t/a，由大王坪水庫提供源水。

3.4 農(nóng)業(yè)灌溉用水

水庫建成后可確保下游陽星、水圳、洋中、梅峰、際口5個村沿河兩岸360 hm2的農(nóng)田的灌溉用水，做到旱澇保收，可增產(chǎn)糧食1 500 kg/hm2·a，增產(chǎn)糧食54萬kg/a。

3.5 投資收益

水庫建成后運行收入由壩后站發(fā)電電費、梯級電站(不含壩后站)發(fā)電水費，供源水水費、灌溉水費4 部分組成，總收入為424.93萬元。運行收入計算:

1)壩后站發(fā)電電費=365.7萬kW·h ×0.32元/kW·h=117.024萬元。

2)梯級電站發(fā)電水費=(5 761.92萬kW·h－365.7萬kW·h)×0.05 元/kW·h=269.81萬元。

3)供源水水費=219萬t ×0.10 元/m3=21.9萬元。

表3 庫調(diào)后梯級電站增加發(fā)電量及累加發(fā)電量

表4 現(xiàn)有大王坪水庫下游梯級電站情況表

4 結(jié)論

本工程通過建庫蓄水調(diào)節(jié)徑流，多措并舉［3］，提高水的利用率，使有限的水利資源得以充分利用，達到增加梯級電站發(fā)電裝機、發(fā)電量，提高電能質(zhì)量，提高供水保證率，增強下游河道的防洪能力和水生態(tài)環(huán)境保護能力，使河流的各項水功能得到充分發(fā)揮，有效地緩解了縣電網(wǎng)枯水期向省電網(wǎng)購買高價電的壓力，具有較好的社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益，項目可行，經(jīng)濟合理，建議早日籌建。

［1］陳書況.百色水庫技術(shù)方案經(jīng)濟比較淺析［J］.廣西水利水電科技，1985(04):17－26.

［2］尹起亮.平原水庫增容技術(shù)研究［D］.南京:河海大學(xué)，2006.

［3］嚴祖文，魏迎奇，李維朝.水庫除險加固技術(shù)方案關(guān)聯(lián)分析與決策［J］.中國水利水電科學(xué)研究院學(xué)報，2012(02):153－158.