西河水庫(kù)開(kāi)發(fā)方案初步研究

高 強(qiáng)，湯 巍，黃曉琴

(重慶市水利發(fā)展研究中心，重慶 401147)

西河水庫(kù)是重慶市主城區(qū)范圍內(nèi)規(guī)劃的重要水庫(kù)，主要解決主城區(qū)城市供水問(wèn)題。壩址位于御臨河干流渝北區(qū)統(tǒng)景鎮(zhèn)梅家灣河段，壩址以上控制流域面積約1900km2，多年平均流量38.7m3/s，多年平均徑流深640mm，多年平均徑流量12億m3，多年平均徑流模數(shù)為20.4L/(s·km2)。

本文在進(jìn)行水庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)踏勘、淹沒(méi)調(diào)查及水文水資源分析等工作基礎(chǔ)上，從充分利用水資源角度，開(kāi)展了西河水庫(kù)開(kāi)發(fā)方案初步分析研究，初步提出2個(gè)開(kāi)發(fā)利用方案，即西河單庫(kù)開(kāi)發(fā)方案(方案一)和碑口、西河水庫(kù)梯級(jí)開(kāi)發(fā)方案(方案二)。

1 西河單庫(kù)開(kāi)發(fā)方案(方案一)

該方案是在分析水文條件、淹沒(méi)條件、地質(zhì)條件及溫泉與水庫(kù)蓄水相互關(guān)系基礎(chǔ)上，初步提出196、200、205、220m四個(gè)水位開(kāi)發(fā)方案。

1.1 水位196m方案

主要考慮盡量不淹沒(méi)沿河兩岸場(chǎng)鎮(zhèn)、不影響渝北統(tǒng)景溫泉和鄰水白龍峽風(fēng)景區(qū)旅游開(kāi)發(fā)，同時(shí)結(jié)合地質(zhì)分析，196m河床高程在白龍峽出口小南海河段出露，正好是三疊系須家河組地層底界。

經(jīng)水量調(diào)節(jié)計(jì)算，水庫(kù)正常蓄水位196m，死水位185m，相應(yīng)正常庫(kù)容3100萬(wàn)m3，死庫(kù)容270萬(wàn)m3，興利庫(kù)容2830萬(wàn)m3；多年平均可供水量2.2億m3，供水保證率達(dá)95%以上。

該方案回水末端位于白龍峽出口小南海河段，總回水長(zhǎng)度約33km，水面面積約5km2，其中重慶境內(nèi)回水長(zhǎng)度23km，水面面積約4km2。除淹沒(méi)渝北區(qū)龍安村級(jí)場(chǎng)鎮(zhèn)部分范圍外，不會(huì)淹沒(méi)黃印、秤砣、碼頭3個(gè)村級(jí)場(chǎng)鎮(zhèn)及御臨鎮(zhèn)場(chǎng)鎮(zhèn)，也不會(huì)影響白龍峽河段漂流等項(xiàng)目。淹沒(méi)土地面積約200hm2，淹沒(méi)房屋面積約1.4萬(wàn)m2，淹沒(méi)影響人口約0.18萬(wàn)人，其中淹沒(méi)場(chǎng)鎮(zhèn)房屋面積和影響人口分別為1萬(wàn)m2和200人。

水庫(kù)大壩采取閘壩型式，壩軸線(xiàn)長(zhǎng)約380m，最大壩高20m。泄洪閘布置于河道中間，初擬溢流凈寬110m，溢流堰頂高程188m，布置11孔，單孔尺寸為10m×8m(寬×高)。取水設(shè)施布置于右岸大壩上游適當(dāng)位置。

工程總投資10億元，其中水庫(kù)工程投資4億元，淹沒(méi)補(bǔ)償投資6億元。

1.2 水位200m方案

主要考慮盡量少淹沒(méi)沿河兩岸場(chǎng)鎮(zhèn)，同時(shí)考慮在淹沒(méi)白龍峽河段后，對(duì)規(guī)劃的小南海電站(尾水位200m)發(fā)電不產(chǎn)生影響，對(duì)現(xiàn)在正在運(yùn)行的漂流項(xiàng)目可以通過(guò)水庫(kù)調(diào)度調(diào)節(jié)等措施，在汛期漂流時(shí)段將水位降低至196m運(yùn)行，基本不會(huì)對(duì)其造成大的影響。

經(jīng)水量調(diào)節(jié)計(jì)算，水庫(kù)正常蓄水水位200m，死水位185m，相應(yīng)正常庫(kù)容5670萬(wàn)m3，死庫(kù)容270萬(wàn)m3，興利庫(kù)容5400萬(wàn)m3；多年平均可供水量3億m3，供水保證率達(dá)95%以上。

該方案水庫(kù)回水末端位于白龍峽上游新場(chǎng)河段，總回水長(zhǎng)度約36km，水面面積約8km2，其中重慶境內(nèi)回水長(zhǎng)度23km，水面面積約6km2。該水位將淹沒(méi)龍安村級(jí)場(chǎng)鎮(zhèn)全部，淹沒(méi)黃印、秤砣、碼頭3個(gè)村級(jí)場(chǎng)鎮(zhèn)及御臨鎮(zhèn)場(chǎng)鎮(zhèn)極少部分區(qū)域，通過(guò)水庫(kù)合理調(diào)度，基本不會(huì)影響白龍峽漂流項(xiàng)目。淹沒(méi)土地面積約400hm2，淹沒(méi)房屋面積約4萬(wàn)m2，淹沒(méi)影響人口約0.35萬(wàn)人，其中淹沒(méi)場(chǎng)鎮(zhèn)房屋面積和影響人口分別為1.5萬(wàn)m2和300人。

水庫(kù)大壩采取閘壩型式，壩軸線(xiàn)長(zhǎng)390 m，最大壩高25 m。泄洪閘布置于河道中間，初擬溢流凈寬110m，溢流堰頂高程192m，布置11孔，單孔尺寸為10m×8m(寬×高)。取水設(shè)施布置于右岸大壩上游適當(dāng)位置。

工程總投資19億元，其中水庫(kù)工程投資6.5億元，淹沒(méi)補(bǔ)償投資12.5億元。

1.3 水位205m方案

主要考慮水庫(kù)規(guī)模能夠達(dá)到大型水庫(kù)、同時(shí)盡量減小對(duì)沿河主要場(chǎng)鎮(zhèn)及土地的淹沒(méi)。

經(jīng)水量調(diào)節(jié)計(jì)算，水庫(kù)正常蓄水位205m，死水位185m，相應(yīng)正常庫(kù)容10030萬(wàn)m3，死庫(kù)容270萬(wàn)m3，興利庫(kù)容9760萬(wàn)m3；多年平均可供水量4.2億m3，供水保證率達(dá)95%以上。

該方案水庫(kù)回水末端位于四川鄰水境內(nèi)大墳山河段，總回水長(zhǎng)度約39km，水面面積約11km2，其中重慶境內(nèi)回水長(zhǎng)度23km，水面面積約8km2。該水位將淹沒(méi)龍安村級(jí)場(chǎng)鎮(zhèn)全部范圍及黃印、秤砣、碼頭3個(gè)村級(jí)場(chǎng)鎮(zhèn)及御臨場(chǎng)鎮(zhèn)大部分范圍，并會(huì)淹沒(méi)白龍峽風(fēng)景區(qū)河段，對(duì)現(xiàn)在正在運(yùn)行的漂流項(xiàng)目也會(huì)造成較大影響，對(duì)規(guī)劃的小南海電站發(fā)電效益造成一定影響。淹沒(méi)土地面積約733.33hm2，淹沒(méi)房屋面積約21.8萬(wàn)m2，總淹沒(méi)影響人口約0.9萬(wàn)人，其中淹沒(méi)場(chǎng)鎮(zhèn)房屋面積和影響人口分別為15.8萬(wàn)m2和3200人。

水庫(kù)大壩采取閘壩型式，壩軸線(xiàn)長(zhǎng)440m，最大壩高30m。泄洪閘布置于河道中間，初擬溢流凈寬120m，溢流堰頂高程197m，布置12孔，單孔尺寸為10m×8m(寬×高)。取水設(shè)施布置于右岸大壩上游適當(dāng)位置。

工程匡算總投資33億元，其中水庫(kù)工程投資8.8億元，淹沒(méi)補(bǔ)償投資24.2億元。

1.4 水位220m方案

該方案是結(jié)合《重慶市城區(qū)水資源規(guī)劃》《西南五省重點(diǎn)水源規(guī)劃》等相關(guān)規(guī)劃對(duì)西河水庫(kù)規(guī)模的初步定位，即庫(kù)容達(dá)到3億m3以上，同時(shí)充分考慮水庫(kù)成庫(kù)條件及對(duì)統(tǒng)景溫泉可能造成的不利影響。由于下壩址在水位220m不具備成庫(kù)條件，因此該方案壩址采用上壩址方案。

經(jīng)水量調(diào)節(jié)計(jì)算，水庫(kù)正常蓄水水位220m，死水位185m，相應(yīng)的正常庫(kù)容30250萬(wàn)m3，死庫(kù)容120萬(wàn)m3，興利庫(kù)容30130萬(wàn)m3；多年平均可供水量約7.2億m3，供水保證率達(dá)95%以上。

該方案水庫(kù)回水末端位于四川鄰水壇垌場(chǎng)鎮(zhèn)下游約3km處的大茅坡河段，總回水長(zhǎng)度約41km，水面面積約18km2，其中重慶境內(nèi)回水長(zhǎng)度21km，水面面積約12km2。該水位將淹沒(méi)龍安、黃印、秤砣、碼頭4個(gè)村級(jí)場(chǎng)鎮(zhèn)及御臨鎮(zhèn)場(chǎng)鎮(zhèn)全部范圍，并會(huì)淹沒(méi)白龍峽風(fēng)景區(qū)河段，使目前正在運(yùn)行的漂流項(xiàng)目無(wú)法運(yùn)行，對(duì)規(guī)劃的小南海電站發(fā)電效益會(huì)造成較大影響。淹沒(méi)土地面積約1400hm2，淹沒(méi)房屋面積約46.7萬(wàn)m2，淹沒(méi)影響人口約1.5萬(wàn)人，其中淹沒(méi)場(chǎng)鎮(zhèn)房屋面積和影響人口分別為24萬(wàn)m2和4800人。

水庫(kù)大壩采用埋石砼重力壩，壩軸線(xiàn)長(zhǎng)255m，最大壩高43m。采用壩頂閘孔溢流泄洪，初擬溢流凈寬為80m，溢流堰頂高程為210m，布置8孔，單孔尺寸為10m×10m(寬×高)。取水設(shè)施布置于右岸大壩上游適當(dāng)位置。

工程總投資60億元，其中水庫(kù)工程投資19.1億元，淹沒(méi)補(bǔ)償投資40.9億元。

西河單庫(kù)開(kāi)發(fā)各水位方案基本情況詳見(jiàn)表1。

2 碑口、西河水庫(kù)梯級(jí)開(kāi)發(fā)方案(方案二)

該方案是在西河水庫(kù)不具備優(yōu)先建設(shè)條件下，先期建設(shè)碑口水庫(kù)，作為東河上已建成的大洪河水庫(kù)電站的反調(diào)節(jié)水庫(kù)，在保持大洪河水庫(kù)原有發(fā)電功能前提下，充分利用東河水資源量；后期建設(shè)西河水庫(kù)，碑口水庫(kù)與西河水庫(kù)形成梯級(jí)聯(lián)合開(kāi)發(fā)形態(tài)，通過(guò)雙水庫(kù)調(diào)節(jié)，可以比較充分利用西河水資源量；在碑口、西河水庫(kù)形成后，再考慮將東河水引至西河，經(jīng)西河水庫(kù)統(tǒng)一調(diào)節(jié)利用，余水流入下游碑口水庫(kù)再次進(jìn)行利用，能更加充分的利用西河、東河水資源量。

碑口水庫(kù)壩址位于東、西河匯合之后的御臨河干流石船鎮(zhèn)麻柳沱場(chǎng)鎮(zhèn)上游約2km處，上距西河水庫(kù)下壩址約12km。壩址以上控制集雨面積3380km2，多么平均徑流量接近20億m3。通過(guò)對(duì)統(tǒng)景場(chǎng)鎮(zhèn)分布及已建、規(guī)劃防洪工程情況調(diào)查，其場(chǎng)鎮(zhèn)主要高程及最低堤頂高程均在189m以上，只要水庫(kù)水位不超過(guò)189m，就不會(huì)對(duì)統(tǒng)景場(chǎng)鎮(zhèn)造成淹沒(méi)，同時(shí)考慮到川渝省界斷面處河床高程為188m，在保證不淹沒(méi)四川境內(nèi)前提下，盡量提高碑口水庫(kù)蓄水位。因此初步確定碑口水庫(kù)最高水位可達(dá)188m。

表1 西河單庫(kù)開(kāi)發(fā)各水位方案基本情況表

針對(duì)碑口水庫(kù)成立條件，方案二分別從先期建設(shè)碑口水庫(kù)、后期建設(shè)西河水庫(kù)(“碑口+西河”水庫(kù))以及在碑口、西河水庫(kù)形成后考慮從東河引水(“碑口+西河”兩庫(kù)+東河引水)3個(gè)方面研究水資源利用情況。

2.1 先期建設(shè)碑口水庫(kù)

在西河水庫(kù)無(wú)法先期建設(shè)前，先期建設(shè)碑口水庫(kù)，并保持大洪河水庫(kù)原有發(fā)電功能，將碑口水庫(kù)作為大洪河水庫(kù)發(fā)電尾水的反調(diào)節(jié)水庫(kù)，充分利用東河水資源量。通過(guò)對(duì)沿河主要場(chǎng)鎮(zhèn)調(diào)查分析，同時(shí)盡量不淹沒(méi)四川境內(nèi)(川渝省界斷面河床高程約為188m)，并充分利用水資源，初步確定正常水位188m。

該水位相應(yīng)水庫(kù)庫(kù)容2910萬(wàn)m3，水庫(kù)庫(kù)容為中型。多年平均可供水量3.6億m3，供水保證率達(dá)95%以上。

該水位方案不會(huì)淹沒(méi)沿河主要場(chǎng)鎮(zhèn)，淹沒(méi)土地面積約120hm2，淹沒(méi)房屋面積約500m2，淹沒(méi)影響人口約1000人。

水庫(kù)大壩采取閘壩型式，全斷面設(shè)閘，布置8孔，單孔尺寸為10m×12m。取水設(shè)施布置于右岸大壩上游附近。

工程總投資7.2億元，其中水庫(kù)工程投資3.7億元，淹沒(méi)補(bǔ)償投資3.5億元。

2.2 后期建設(shè)西河水庫(kù)(“碑口+西河”水庫(kù))

本方案為先期碑口水庫(kù)建成后，未來(lái)待條件成熟后再新建西河水庫(kù)，形成西河水庫(kù)+碑口水庫(kù)梯級(jí)開(kāi)發(fā)形態(tài)，通過(guò)2個(gè)水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度，充分利用西河水量多且水質(zhì)優(yōu)的水資源量。

西河來(lái)水先進(jìn)入西河水庫(kù)，經(jīng)西河水庫(kù)調(diào)節(jié)利用后，余水疊加大洪河水庫(kù)發(fā)電尾水及區(qū)間水量再進(jìn)入碑口水庫(kù)，進(jìn)行再次利用。通過(guò)調(diào)節(jié)計(jì)算，碑口水庫(kù)與西河水庫(kù)在196、200、205、220m水位時(shí)的多年平均總供水量分別為3.8、4.2、5.5、8.15億m3。

“碑口+西河”水庫(kù)各水位方案主要指標(biāo)詳見(jiàn)表2。

表2 “碑口+西河”水庫(kù)各水位方案主要指標(biāo)表

3 方案分析比較

針對(duì)前面提出的2種開(kāi)發(fā)方案和西河水庫(kù)4種規(guī)模方案，分別從地形地質(zhì)、成庫(kù)條件、淹沒(méi)條件、水資源利用情況及工程總投資等方面進(jìn)行分析研究。

3.1 西河水庫(kù)各水位方案

西河單庫(kù)開(kāi)發(fā)方案(方案一)提出的4種水庫(kù)水位方案成庫(kù)條件、建壩條件均較好，庫(kù)區(qū)不存斷層、滑坡、浸沒(méi)等不良地質(zhì)及文物古跡等影響建壩成庫(kù)的不利因素。通過(guò)《御臨河(西河)水庫(kù)蓄水與溫泉相互影響初步研究》專(zhuān)題分析，4種水位方案均不會(huì)對(duì)統(tǒng)景溫泉造成不利影響。

通過(guò)《御臨河(西河)水庫(kù)淹沒(méi)調(diào)查初步研究》專(zhuān)題分析，西河水庫(kù)淹沒(méi)條件是決定其規(guī)模大小的最重要因素，水位196m和200m相應(yīng)的水庫(kù)規(guī)模均是中型，除會(huì)對(duì)龍安村級(jí)場(chǎng)鎮(zhèn)及沿河兩岸土地和零星房屋造成不同程度淹沒(méi)外，不會(huì)淹沒(méi)黃印、秤砣、碼頭3個(gè)村級(jí)場(chǎng)鎮(zhèn)和御臨鎮(zhèn)場(chǎng)鎮(zhèn)，對(duì)白龍峽風(fēng)景區(qū)旅游項(xiàng)目基本無(wú)影響。水位205m和220m相應(yīng)的水庫(kù)規(guī)模均是大⑵型，水位205m將淹沒(méi)龍安村級(jí)場(chǎng)鎮(zhèn)全部范圍和黃印、秤砣、碼頭3個(gè)村級(jí)場(chǎng)鎮(zhèn)及御臨鎮(zhèn)場(chǎng)鎮(zhèn)大部分范圍，水位220m將全部淹沒(méi)沿河4個(gè)村級(jí)場(chǎng)鎮(zhèn)及御臨鎮(zhèn)場(chǎng)鎮(zhèn)，兩個(gè)水位均會(huì)使目前正在運(yùn)行的白龍峽漂流項(xiàng)目無(wú)法運(yùn)行，同時(shí)對(duì)規(guī)劃的小南海電站發(fā)電效益產(chǎn)生不同程度的不利影響，淹沒(méi)損失較大。但是220m水位時(shí)能較大抬高峽谷河段水位，形成“高峽出平湖”景觀(guān)，在小南海攔河壩未建設(shè)之前可以提前發(fā)展水上觀(guān)光游樂(lè)等旅游項(xiàng)目，有利于白龍峽風(fēng)景區(qū)綜合開(kāi)發(fā)。

多年平均可供水量和水資源開(kāi)發(fā)利用程度將隨著水庫(kù)規(guī)模增大而逐漸提高，但供水量增加的幅度隨著水庫(kù)規(guī)模的不斷增加而減少，196m水位方案多年平均供水量約2.2億m3，水資源開(kāi)發(fā)利用率約18%，有較多棄水；205m水位方案多年平均可供水量約4.2億m3，水資源開(kāi)發(fā)利用率約35%，棄水較少；220m方案多年平均可供水量達(dá)到7.2億m3，水資源開(kāi)發(fā)利用率達(dá)到60%，水量利用率較高。

水庫(kù)單位庫(kù)容投資隨著水庫(kù)規(guī)模的增大而減少，但水庫(kù)單方供水投資隨著水庫(kù)規(guī)模的增大而增加。

針對(duì)西河單庫(kù)開(kāi)發(fā)方案，從淹沒(méi)條件、工程投資及開(kāi)發(fā)難度等方面綜合考慮，宜優(yōu)先選擇低水位196～200m水位方案，水庫(kù)規(guī)模為中型；從水資源利用程度、供水效益等方面考慮，增加水庫(kù)供水滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求的同時(shí)，工程建設(shè)資金、征地移民等社會(huì)問(wèn)題也能夠解決，可以選擇205～220m水位方案，水庫(kù)規(guī)模為大⑵型。

3.2 碑口、西河水庫(kù)梯級(jí)開(kāi)發(fā)各水位方案

碑口、西河水庫(kù)梯級(jí)開(kāi)發(fā)方案(方案二)分別從“先期建設(shè)碑口水庫(kù)”“后期建設(shè)西河水庫(kù)(“碑口+西河”水庫(kù))”這2個(gè)方面分別進(jìn)行分析比較。

3.2.1先期建設(shè)碑口水庫(kù)

考慮到西河水庫(kù)來(lái)水量較充足，可供水量較大，而碑口水庫(kù)受上游統(tǒng)景場(chǎng)鎮(zhèn)及統(tǒng)景溫泉等因素影響，水庫(kù)規(guī)模將受限制，在修建西河水庫(kù)之后，再建設(shè)碑口水庫(kù)的必要性不大。因此，碑口水庫(kù)成立條件就是西河水庫(kù)不具備優(yōu)先建設(shè)條件，而碑口水庫(kù)由于建設(shè)條件相對(duì)簡(jiǎn)單，工程投資相對(duì)較少，可以先期建設(shè)及早發(fā)揮供水效益。

碑口水庫(kù)188m水位與方案一西河水庫(kù)196m水位方案相比，2個(gè)方案水庫(kù)規(guī)模均為中型，碑口水庫(kù)供水量比西河水庫(kù)少0.2億m3，但總投資少約3.7億元，單位庫(kù)容投資少7.5元，單方供水投資少0.8元，而且碑口水庫(kù)淹沒(méi)全部位于重慶境內(nèi)，不存在跨省之間協(xié)調(diào)問(wèn)題，移民安置更容易解決，淹沒(méi)損失也比西河水庫(kù)更少。可見(jiàn)，碑口水庫(kù)188m方案比方案一西河水庫(kù)196m水位方案更優(yōu)。對(duì)于碑口水庫(kù)水質(zhì)可能會(huì)受到統(tǒng)景場(chǎng)鎮(zhèn)影響問(wèn)題，可以考慮將取水口設(shè)置于統(tǒng)景場(chǎng)鎮(zhèn)上游。但是碑口水庫(kù)的建設(shè)也會(huì)造成兩江新區(qū)和渝北區(qū)沿河兩岸部分土地被淹沒(méi)，使建設(shè)用地減少。

3.2.2后期西河水庫(kù)(“碑口+西河”2庫(kù))

在碑口水庫(kù)188m水位方案情況下，西河水庫(kù)196、200、205、220m水位方案時(shí)多年平均可供水量分別為3.8、4.2、5.5、8.15億m3，水資源開(kāi)發(fā)利用率分別為18%、21%、28%、41%。與方案一相比，多年平均可供水量增加1～1.6億m3，初估總投資增加近6億元。

后期西河水庫(kù)196m水位方案(即“碑口188m水位+西河196m水位”2庫(kù))多年平均可供水量比先期碑口水庫(kù)188m水位方案僅多0.2億m3，但投資卻多8.5億元，所以，如果先期建設(shè)碑口水庫(kù)，后期西河水庫(kù)選擇低水位方案明顯不經(jīng)濟(jì)，適宜選擇205～220m大型水庫(kù)方案。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)西河水庫(kù)196m水位方案與碑口水庫(kù)188m水位方案相比，由于碑口水庫(kù)淹沒(méi)范圍只會(huì)涉及重慶境內(nèi)，不會(huì)對(duì)四川造成淹沒(méi)，不會(huì)存在跨省協(xié)調(diào)問(wèn)題，而且初估總投資少2.8億元，多年平均可供水量多1.4億m3，雖然可能存在統(tǒng)景場(chǎng)鎮(zhèn)對(duì)水質(zhì)造成不利影響，但可以將取水口設(shè)置在統(tǒng)景場(chǎng)鎮(zhèn)上游予以解決，同時(shí)碑口水庫(kù)建成更有利于打造統(tǒng)景場(chǎng)鎮(zhèn)水景觀(guān)、提升統(tǒng)景旅游綜合競(jìng)爭(zhēng)力，因此，相對(duì)于西河水庫(kù)低水位方案碑口水庫(kù)更優(yōu)，在西河水庫(kù)不具備先期建設(shè)大型水庫(kù)條件下，宜優(yōu)先選擇碑口水庫(kù)188m水位方案，水庫(kù)規(guī)模為中型。

(2)如果未來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)水的需求程度較大，而且西河水庫(kù)也具備建設(shè)大型水庫(kù)的條件，能夠解決比較突出的淹沒(méi)等問(wèn)題，可以選擇205m水位方案，即西河水庫(kù)正好達(dá)到一座大⑵型水庫(kù)規(guī)模，多年平均供水量約4.2億m3。