基于實施伊遜河生態補水工程方案探討

姚晨光

（河北省水利水電勘測設計研究院，天津 300250）

1 工程概述

承德市位于河北省東北部，周圍群山環抱，是國家著名的歷史文化名城和風景旅游城市，也是冀東北地區政治、經濟、文化中心。承德市境內共有灤河、潮白河、遼河、大凌河四大水系，全市水資源總量35億m3，人均水資源占有量1042m3，是河北省平均水平304m3的3.4倍。由于水資源時空分布不均，枯水年武烈河春季常常斷流，導致山莊湖區水位下降甚至干涸。2000年湖區干涸時間曾長達68d，不但嚴重影響了承德市的旅游生態環境，而且使避暑山莊歷史文化遺產的生態環境逐步惡化。為了改善城市生態與水環境，建造山水園林城市和生態旅游城市，承德市區的武烈河修建了12道橡膠壩，但是由于春季缺水，夏季防洪，秋季進入冬季時間較短，橡膠壩難以充分發揮改善環境的作用。位于市中心二仙居、石洞子溝、牛圈子溝和獅子溝4條旱河的環境狀況與承德市的旅游城市形象不相適應，幾條旱河因長年無水，河道被擠占嚴重，河道衛生狀況堪憂，多年來為附近居民造成諸多不便。近年來雖然對旱河兩岸居住環境進行大力整治，環境得以改善，但因水源短缺致使水環境尚未實現改善目標。

2 伊遜河水資源量分析

2.1 不同水平年水資源量

超梁灣攔河壩位于伊遜河韓家營水文站上游，和韓家營之間為峽谷河道，無大的支流匯入，流域面積6399km2，韓家營水文站以上控制流域面積6750km2，區間面積僅占水文站以上面積的5.2%。規劃引伊濟武工程的引水口位置為伊遜河超梁灣附近，通過修建超梁灣攔河壩雍高水位。

伊遜河韓家營站多年平均實測徑流量3.65億m3，經對流域內工業、農業、人畜耗用水量和廟宮水庫的蓄水變量進行還原分析后，伊遜河韓家營站多年平均天然年徑流量3.73億m3，50%保證率天然年徑流量3.12億m3，75%保證率天然年徑流量1.97億m3，95%保證率天然年徑流量1.11億m3，扣除流域內耗用水量后得到2020水平年徑流系列，并按面積比推算超梁灣攔河壩處不同保證率的設計年徑流量如表1。

表1 超梁灣站年徑流量分析成果 單位：萬m3

2.2 超梁灣下游需水量預測

超梁灣攔河壩下游伊遜河流域現有人口3.525萬人，耕地0.28萬hm2，其中水澆地500 hm2，稻田300 hm2；現有廠礦12座，年用水量550萬m3。根據承德市國民經濟發展規劃，預測2020水平年超梁灣下游總需水量1684萬m3。

2.3 2020水平年可引水資源量分析

引水規模除不影響超梁灣下游生產、生活用水外，考慮下游河流生態需水要求，規劃多年平均年引水量以不超過伊遜河年來水量的50%為控制，并對引水規模進行確定，經計算，在最大引水規模9.0m3/s時，多年平均年引水量11436萬m3，引水量占年來水量的44.7%，引水后伊遜河仍能夠滿足下游區域內需水要求。

引水后水量分配如表2。

表2 伊遜河引水后多年平均水量分配成果 單位：萬m3

3 引水工程總體布局

引伊濟武工程主要包括伊遜河超梁灣攔河壩工程、引水隧洞工程和水電站工程如圖1。

圖1 承德市引伊濟武工程總體布置示意圖

3.1 超梁灣攔河壩工程

通過在伊遜河超梁灣附近修建攔河壩，在伊遜河上形成具有日調節能力的小型蓄水工程，并在攔河壩上游左岸開鑿引水隧洞至承德市雙橋區，攔河壩全長181.3m，最大壩高25m。規劃引水流量9m3/s。

3.2 引水隧洞工程

引水隧洞由伊遜河—上營子分水樞紐段主洞、上營子分水樞紐至雙峰寺支洞、上營子分水樞紐至山神廟旱河引水支洞和市區內7條旱河的分水洞組成，工程引水線路全長52.2km。

（1）引水隧洞的主洞和支洞主要在山神廟出口獅子溝旱河以上，總長39.65km，主要有：伊遜河攔河壩至上營子引水隧洞主洞3.3m×3.2m，洞長19.85km；上營子至雙峰寺水庫支洞斷面2.5m×3.2m，洞長13.65m；上營子至山神廟的市區旱河引水方向支洞1.9m×1.8m，洞長6.15km；市區各旱河間支洞1.5m×1.8m。

（2）7條旱河的6條分水隧洞總長12.5km，主要有牤牛河分水洞長1.5km；獅子溝至水泉溝隧洞洞長4.0km；水泉溝至石洞子溝隧洞洞長3.2km；石洞子溝至牛圈子溝隧洞洞長0.9km；牛圈子溝至綠核隧洞洞長0.8km；綠核分水隧洞洞長2.1km。

3.3 水電站工程

為充分利用引伊濟武工程的水能資源，在分向雙峰寺水庫的隧洞出口設置水電站，水電站尾水退入雙峰寺水庫。該電站裝機3000kW，年發電量1467萬kW·h。

4 效益評價

承德引伊濟武工程的建設可提高承德避暑山莊湖區水源、市區橡膠壩群水源的保證程度，并從根本上解決市區旱河的通水問題，工程建成后將大大改善承德歷史文化遺產的生態環境，具有明顯的經濟效益、社會效益和生態環境效益。

4.1 生態效益

工程通過向市區旱河供水，可解決承德市區生態用水。①獅子溝旱河通水后，普陀宗乘之廟、須彌福壽之廟等皇家寺廟將恢復依山傍水的歷史風采。②二仙居旱河貫穿市區，可有效地補給避暑山莊湖區水量，使市區武烈河河道上的橡膠壩群在枯水季節有水可蓄，為城市注入靈氣。③可改善承德市區260hm2水面生態環境。

4.2 供水成本效益

目前承德市供水以從灤河干流上揚水為主，工程實施后，可通過隧洞向承德市雙橋區內的各條旱河和武烈河橡膠壩群補水，可相應降低由灤河向上游揚水的供水成本，初步估算年降低直接供水成本400萬元以上。

4.3 發電效益

承德引伊濟武工程供雙峰寺水庫的水電站總裝機容量3000kW，按年利用4890h計算，年發電量達1467萬kW·h；按現行水電上網電價0.4元/kW·h計算，年平均發電收入587萬元。

4.4 有利于實現水資源優化配置

承德市引伊濟武工程的實施，可使承德市水資源利用總體效益進一步增大，通過對水資源優化配置，伊遜河和武烈河下游地區不同用途的用水保證率將進一步均衡，可以改善承德市區水環境狀況，保護文化遺產。

5 結語

（1）解決避暑山莊水源不足。通過輸水隧洞引入承德市區武烈河干流和獅子溝旱河，然后再引入避暑山莊湖區，從根本上解決避暑山莊的水源不足。

（2）通過引伊濟武工程，市區段武烈河上的橡膠壩群在枯水時期將有水源保證，使承德市生態水環境得到有效改善。

（3）通過引伊濟武工程，把部分伊遜河的水引入承德市的旱河，從根本上解決因水源問題導致的旱河長年干涸和兩岸生態環境較差問題，并通過一定的工程措施，使各條旱河在不同的河段形成梯級水面，與兩岸的生態景觀建設相融合，從而消除各條旱河留給人們的臟、亂、差印象，改善市區周圍旱河的水生態環境。

（4）通過引伊濟武工程，能夠在保持雙峰寺水庫原設計規模不變的前提下，增加水庫的可供水量和供水保證率。

［1］河北省水利水電勘測設計研究院.灤河流域防洪規劃報告［R］.2002.

［2］水利部海河水利委員會水文局.海河流域水情防汛調度手冊·灤河及冀東沿海分冊［R］.2007.

［3］河北省水利水電勘測設計研究院.雙峰寺水庫工程項目可行性研究報告［R］.2002.

［4］河北省水利水電勘測設計研究院.承德市城市水資源規劃［R］.2003.

［5］河北省水利廳.河北省水資源評價［R］.2004.