孫英杰
(錫林浩特市水利工作隊,內蒙古錫林浩特026000)
錫林河水庫防洪效益評價
孫英杰
(錫林浩特市水利工作隊,內蒙古錫林浩特026000)
通過對錫林河水庫的自然概況、社會經濟和流域現狀的分析,簡述了錫林河洪水特征,并對錫林河洪水進行調洪演算,總結出錫林河發生洪水規律。依此確定了錫林河水庫工程規模,并對錫林河水庫經濟、社會和環境等效益進行了系統分析。
錫林河;水庫;防洪;效益評價
水庫是發展國民經濟、保障社會穩定的重要基礎設施,除灌溉農田外,還可以防洪、發電、供水、養魚、改變自然面貌。錫林河水庫是一座以防洪、城市供水為主,兼顧灌溉、水產養殖等綜合利用的中型水庫。水庫正常高水位1 013.40 m,而錫林浩特市城區地面平均高程980 m,庫水位比城區地面高33 m。可以這樣說,錫林河水庫是“錫林浩特人頭上頂著的一盆水”。隨著經濟社會的發展,錫林河水庫防洪重要性更加突出。
2.1 自然條件
錫林浩特市位于內蒙古高原中部、大興安嶺西延的低山丘陵邊緣上,地勢南高北低,處于東經115°16′~117°13′、北緯43°02′~44°52′。氣候屬中溫帶半干旱大陸性氣候,特點是干旱、少雨、風大、寒冷。年均氣溫1.8℃,極端最低氣溫-42℃,極端最高氣溫38.3℃,年均日照時數3 107.5 h,全年≥5℃的積溫2 100℃,≥10℃的積溫1 750℃。降水分布由東南向西北遞減,年降水量294 mm,集中在7—9月,占全年的70%以上;年蒸發量1 746.5 mm。春季多風沙,平均風速為3.5 m/s,最大風速達29 m/s,全年盛行西北風。無霜期90~110 d。最大凍土層厚度3 m。
2.2 社會經濟
錫林浩特市總土地面積15 758 km2,其中草場面積1 306 km2。全市轄4個蘇木、3個建制鎮、5個國有農牧場、5個城鎮街道辦事處,現有總人口15.04萬人,其中牧區人口4.07萬人。2004年,全市國內生產總值31.035億元,第一產業增加值2.67億元,牧民人均純收入3 009元。
畜牧業是全市的基礎產業,2004年牲畜總頭數達到141萬頭(只)。全市現有煤炭、石油、電力、化工、建材、礦產、皮革、乳品、印刷、服裝、食品加工等企業,初步形成了電力能源、畜產品加工、礦產品開發、輕紡化工、建工建材、食品加工和飼料加工等門類比較齊全、布局較為合理、具有地方特色的民族工業體系。
2.3 流域情況
錫林河水庫位于內蒙古錫林浩特市以南9 km的錫林河干流上,控制流域面積3 942 km2,占錫林河流域面積的37.4%。
錫林河屬內陸河,發源于赤峰市克什克騰旗的敖倫諾爾和呼和諾爾,海拔高程1 334 m。錫林河總長度268 km,總流域面積10 543 km2,水庫以下40 km為規劃防洪區段,河道比降約1/1 000,河床寬度一般5~10 m,水深小于1.0 m;年均徑流量2 018萬m3,年均流量0.637 m3/s;年均含沙量0.165 kg/m3,年均輸沙量0.372萬t。
3.1 洪水特征及洪水危害
3.1.1 洪水特征
錫林河屬草原型河流,每年僅有春夏兩汛洪水,河流來水主要集中在這兩個汛期。根據實測資料統計,春汛最大洪峰流量為57.4 m3/s(1987年),最大7 d洪量為1 560萬m3(1987年);夏汛最大洪峰流量為37.1 m3/s(1992年),最大7 d洪量為612萬m3(1998年)。洪水過程有單峰和多峰2種類型,以多峰洪水居多,春汛洪水歷時在15 d左右,夏汛洪水歷時相對短一些。
3.1.2 洪水危害
錫林河流域先后在1950、1958、1959、1974、1979、1987、1998年發生較大的洪澇災害。最大一次洪水發生在1987年4月7日,錫林河春汛流量57.4 m3/s,泄洪量37 m3/s,城市西部及部分市區大面積被淹,最深處達1.5 m左右。1990年7月16日,洪水向城市南郊侵襲,部分機關、居民房屋和農場菜地被淹,直接損失達116.74萬元。1993年7月25日,洪峰漫過錫張公路進入南郊區,2輛大客車被洪水沖下路基,錫張公路中斷,經過3 h搶險才恢復正常秩序,造成直接經濟損失48萬元。1994年,錫林浩特市遇洪水入侵,1條街道被淹,經濟損失達1 500萬元。
3.2 洪水還原計算
3.2.1 基本資料
錫林浩特水文站位于錫林河干流上,距錫林河水庫20 km,控制流域面積3 852 km2,主要觀測項目有水位、流量、泥沙、冰情等。觀測的水文資料均按規范要求整理,方法正確,資料精度較高,經過內蒙古自治區各級水文部門核審,已刊印成冊。錫林浩特水文站觀測系列成果,見表1。

表1 錫林浩特水文站觀測系列成果
3.2.2 洪水還原計算成果
由于錫林河缺乏歷史洪水調查資料,洪水還原采用錫林浩特水文站實測資料進行分析計算,因測站以上沒有較大蓄引水工程,故實測資料代表天然來水情況,資料系列具有一致性。洪水還原計算采用系列為1958—1998年,共41 a。
春、夏兩汛洪水的成因類型不同,所以需要分類統計,分別選取歷年春、夏2個汛期的洪峰及各時段洪量(1、3、7、15日)最大值組成洪水系列,該系列長達41 a,具有一定的代表性。
洪水參數方面,依據《水利水電工程設計洪水計算規范(SL44-1993)》分別對春汛和夏汛洪水的洪峰及各時段洪量進行頻率計算,頻率曲線采用PⅢ型曲線。由矩法初估特征參數,通過圖解適線、參數優選及地區綜合分析調整參數,經分析比較,洪水還原采用春汛洪水成果。錫林浩特水文站設計洪水成果,見表2。

表2 錫林浩特水文站設計洪水成果
3.3 工程規模
錫林河水庫總庫容2 003萬m3,屬中型水庫,設計洪水標準為100年一遇,校核標準為1 000年一遇。
錫林河水庫于1958年動工建設,1964年建成蓄水。2000年10月,內蒙古自治區水利廳組織有關專家對錫林河水庫進行大壩安全鑒定,根據《水庫大壩安全鑒定辦法》第十六條規定,大壩屬“三類壩”,亟待進行除險加固。錫林河水庫于2002年開始進行除險加固,2004年工程完成。經過除險加固,水庫校核洪水位1 014.44 m,設計洪水位1 013.95 m,正常蓄水位1 013.40 m,汛期限制水位1 013.40 m,防洪高水位1 013.84 m,死水位1 009.00 m,總庫容2 003萬m3,正常蓄水位以下庫容1 539萬m3,調洪庫容464萬m3,防洪庫容234萬m3,調節庫容1 160萬m3,死庫容379萬m3。
4.1 經濟效益評價
4.1.1 基本參數確定
社會折現率采用7%,價格采用國內市場價格,計算期為47 a,2000年為基準年和基準點。
4.1.2 基本費用分析
水利建設項目的費用包括項目的固定資產、流動資金和年運行費。
錫林河水庫除險加固后,經錫林郭勒資信資產評估事務所評估,總投資為1 625.00萬元,年運行費為65.00萬元,年流動資金按年運行費的10%計算為6.50萬元。
4.1.3 經濟效益分析
(1)直接效益。根據資料統計,錫林浩特市1978年國民生產總值為3 381萬元,依此計算,則該地區平均單位面積財產價值為442.6萬元/km2。按照綜合確定的2005年單位財產價值為535.52萬元/km2、年洪澇綜合損失率為30%、基準年洪澇淹沒面積為9.34 km2、區域洪澇面積為1.15 km2的有關參數進行估算,錫林河水庫1959—2005年的直接經濟效益約為8 687萬元。
(2)間接效益。根據《已成防洪工程經濟效益分析計算及評價規范(SL206-1998)》,參考國內外的類似水庫,錫林河水庫間接效益為直接效益的30%,即2 606萬元。
4.1.4 經濟效益評價結果
根據有關規定,防洪減災經濟效益評價是通過對防洪體系的投入與防洪過程中產生的直接經濟效益比較,評價防洪體系的合理性。經計算,錫林河水庫防洪減災經濟效益現值為361.96萬元,評價期投入費用現值為43.47萬元,經濟效益費用比為2.52,這說明錫林河水庫建設在經濟上是合理的。
4.2 環境效益分析
經過除險加固,錫林河水庫安全有了保證。水庫標準的提高,對環境的影響主要有以下5個方面:
(1)除險加固后,錫林河水庫將錫林浩特市防洪標準由50年一遇提高到100年一遇,保護著下游城市安全及交通路線的安全。
(2)錫林河水庫的除險加固,避免了洪水泛濫造成的瘟疫流行、水體和環境惡化。同時,使牲畜養殖和庭院經濟得到發展,增加了當地百姓收入。
(3)水庫建成后,超采的地下水得以恢復,地下水位上升,城市周邊的樹木草地得以有效地生長,改善了城市的環境。
(4)水庫建成后,寬闊的水面改變了周邊的小氣候,增加了空氣濕度,延長了無霜期,引來鳥類在此棲息,生態環境得到良性循環。
(5)水庫的建設有利于發展旅游業,提高人民群眾生活水平。在北方干旱地區,山水相依是人們向往的地方。到了夏天,水庫青山綠水,會吸引出游的人們到此一游,豐富假日生活。
根據以上的分析及評價,錫林河水庫的建成產生了顯著的經濟效益、社會效益及環境效益,使當地的水土資源得到合理的開發利用,有利于保護生態、促進農牧業生產和地區經濟的可持續發展以及和諧社會的構建。
TV877
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1004-7328(2016)06-0020-03
10.3969/j.issn.1004-7328.2016.06.006
2016—08—15
孫英杰(1975—),女,工程師,主要從事水利工程管理工作。