龍渠河農村水電增效擴容改造方案

劉章龍

(晉城市水務局，山西 晉城 048000)

0 前言

隨著社會經濟的發(fā)展，社會公眾權利意識和環(huán)保意識不斷增強，對自身生存環(huán)境的要求也越來越高，有關農村水電對生態(tài)環(huán)境的影響問題受到人們密切關注。二十世紀建設的農村水電站由于受建設時期、開發(fā)理念和技術手段的制約，一些水電站不合理開發(fā)造成部分河段河道生態(tài)流量不滿足，破壞了河道生態(tài)。因此對水電站生態(tài)泄放設施和減脫水河段改造是十分必要的。

1 概述

1.1 流域概況

龍渠河是沁河的一級支流，其上源有2支，北支流為發(fā)源于浮山縣寨圪塔鄉(xiāng)鄭溝村的山交河，南支流是發(fā)源于翼城縣東北角遼寨鄉(xiāng)的樊村河。2條支流在浮山縣的譚村匯合，形成龍渠河。龍渠河流經浮山、翼城縣和沁水縣，在沁水縣王必鄉(xiāng)匯入沁河。主河長50 km，流域面積為468 km2。多年平均徑流量為5 700萬m3，縱坡為14.30‰。

龍渠河為典型的山區(qū)河流，急彎卡口很多，兩岸常有巨石突出，岸線極不規(guī)則，寬度變化很大，蜿蜒和散亂是它的特點，河床穩(wěn)定性較好。

龍渠河流域總體呈西北高東南低，最高點海拔1 301 m，最低點海拔685 m，相對高差616 m。地形支離破碎，溝壑縱橫、梁峁起伏，流域為石質山區(qū)，植被較好，有大片的森林。河道徑流主要由降雨形成，降雨一部分形成地表徑流直接匯入河道，另一部分下滲補給地下水，枯水季節(jié)以散泉水形式補給河道。

龍渠河流域按綜合自然區(qū)劃分，屬東部季風區(qū)暖溫帶半濕潤地區(qū)，為典型的大陸性氣候。冬季寒冷干燥，夏季溫度較高易形成伏旱，春季少雨多風，常出現(xiàn)春旱，秋季氣溫日差較大，常出現(xiàn)短時間的連陰雨，降雨特點是年際變化較大，年內分配很不均勻。常受不同程度的旱、雹、風、洪、霜等自然災害的威脅，降雨多以暴雨形式降落，易形成山洪災害。

根據(jù)沁水縣氣象站地面氣候統(tǒng)計資料，多年平均氣溫為10.30 ℃，多年平均降水量609.50 mm，多年平均蒸發(fā)量1 687 mm，最大凍土深度0.61 m。

1.2 河流水能資源及開發(fā)利用概況

龍渠河多年平均流量1.81 m3/s，天然落差547.04 m，河流水能理論蘊藏量9.70 MW。干流建有龍渠水電站，建成于1972年，引水流量2.50 m3/s，發(fā)電水頭38.60 m，裝機容量850 kW，年發(fā)電量95萬kW·h。

2 環(huán)境現(xiàn)狀調查與評價

2.1 環(huán)境現(xiàn)狀調查

龍渠河流域屬于大尖山林場區(qū)，桑林覆蓋率較高，植被種類繁多，區(qū)內人類活動較少，涉及浮山縣寨圪塔鄉(xiāng)和沁水縣樊村河鄉(xiāng)，流域內常住人口<5 000人，且為分散性居住，無規(guī)模以上人口聚居區(qū)，無工礦企業(yè)和規(guī)模化養(yǎng)殖產業(yè)。不存在點源污染，非點源污染主要為生活垃圾和化肥、農藥。

龍渠水電站攔河壩至水電站廠房區(qū)間為減水河段，大壩下游510 m處有支溝匯入，涉及龍渠村，全村4個村民組8個自然莊，共計村民130戶381口人，140 hm2耕地。村民大多以農業(yè)、林業(yè)為主。

電站攔河壩和引水渠首出露地層為三疊系砂巖、泥頁巖互層，砂巖層相對裂隙發(fā)育，構成貯水層及徑流通道，存在漏水現(xiàn)象，因此區(qū)間全河段全年有水，非汛期支流匯入前后河道流量分別為1.80×10-2m3/s和4.10×10-2m3/s。河床及河漫灘主要為楊樹、灌木等非水生植物，河床存在多處跌坎，無魚類等水生生物。

2.2 環(huán)境現(xiàn)狀評價

龍渠河流域自20世紀80年代以來受大氣降水影響，河道徑流不斷減少，但人為活動很弱，因此自然環(huán)境變化為河流生態(tài)變化的主要影響因子。龍渠水電站修建前后，區(qū)域內生態(tài)條件未發(fā)生顯著變化，河道水符合Ⅱ類水質，但龍渠水電站的修建在一定程度上減少了河道生態(tài)流量，因此需設置無節(jié)制泄流設施，保證河道生態(tài)流量，恢復河道原有河流生態(tài)條件，并在局部修建滾水壩，提高水面面積。

3 改造項目及實施安排

3.1 電站河流生態(tài)治理情況

按照財政部、水利部《關于繼續(xù)實施農村水電增效擴容改造的通知》要求，需要對增效擴容改造項目所在的河流單元水電站減脫水河段進行生態(tài)修復治理，以恢復河道生態(tài)流量，恢復河流生態(tài)環(huán)境。為此，對龍渠水電站減脫水河段進行河流生態(tài)修復改造是十分必要的。

根據(jù)晉城市水利勘察設計院2016年3月份編制的《山西省沁水縣龍渠水電站增效擴容改造項目初步設計報告》中的水文復核計算，電站壩址以上流域地表年徑流量為2 517.65萬m3，基流量為1 139.31萬m3，年徑流量均值為3 656.96萬m3。20 a一遇洪峰流量579 m3/s，100 a一遇洪峰流量1 248 m3/s。

龍渠水電站為無調節(jié)電站，根據(jù)電站運行記錄，通過水能計算逐月成果分析顯示，電站枯水期為3—5月份，枯水期多年平均流量為0.14 m3/s，最小流量僅為1.10×10-2m3/s。

龍渠河流域無水文測站，缺乏長系列水文資料，因此按照《農村水電增效擴容改造河流生態(tài)修復指導意見》要求的生態(tài)流量計算方法，采用近10 a最枯月流量法計算，按照水電站多年運行數(shù)據(jù)分析計算逐日河道流量，得出最枯月多年平均流量為6.20×10-2m3/s。

龍渠河僅建有龍渠水電站，電站攔河壩為漿砌石重力壩，壩高10 m，壩長52 m，引水渠道為漿砌石，渠道斷面3 m×2.50 m，長850 m，無壓力前池，壓力管道為φ1 000鋼筋混凝土管，長90 m，電站裝機為(1×250+3×200)kW，本次增效擴容改造為(1×320+2×200+1×160)kW。

從電站攔河壩至尾水口減水段河長880 m，河床天然落差30.50 m，有3個2～5 m的跌坎，河道有深潭、淺灘、冰瀑等自然景觀。根據(jù)《農村水電增效擴容改造河流生態(tài)修復指導意見》，河流生態(tài)修復要遵循“尊重自然，保護優(yōu)先”和“以自然修復為主，人工修復為輔”的原則，在滿足河道生態(tài)流量的前提下，依靠自然修復恢復和維持河流蜿蜒性特征及自然景觀格局，保持局部彎道、深潭、淺灘、洲灘濕地以及河濱帶等自然景觀多樣性特征。在水電站攔河壩下游480 m內有連續(xù)3個深淺潭自然景觀，此段河道治理應盡量減少人為干預，以清理河道雜草、河卵石和孤石為主，河卵石和孤石堆放在生態(tài)島迎水坡水面以下，并適當種植蘆葦；在下游510 m處有1條支溝匯入河道，需對該條支溝入河段進行清淤，建設小型濕地生態(tài)，并種植垂柳，后期協(xié)調發(fā)展小休閑園，將支溝淤泥清運后選擇在支溝入河口北側堆成生態(tài)島，提高農村宜居環(huán)境；擬在下游710 m處修建一道3.50 m高的漿砌石滾水壩，壩長58 m，在電站尾水入河口前修建一道2.20 m高的漿砌石滾水壩，壩長52 m，在河道內壅水形成水面，滾水壩頂寬0.50 m，上游坡面1∶0.50，下游坡面1∶0.20，壩體基礎為砂頁巖河床，僅做清面處理；在大壩沖砂閘增設無節(jié)制放流管，放流流量6.20×10-2m3/s，在枯水季節(jié)考慮通過放流管向下游泄放生態(tài)流量，以改善下游河流水生態(tài)和水環(huán)境。經計算需要管徑為DN200，壁厚為5 mm的鋼管。

3.2 工程量及投資

河流生態(tài)治理主要工程量為：河道平整9 600 m2；清淤量5 000 m3；M7.5漿砌石約470 m3；種植垂柳20株、水草16 m2；管徑DN200，壁厚5 mm的鋼管長1 m，增設監(jiān)測、調度所需設備1套。工程總工期為2個月。

按照水利部有關概預算定額規(guī)定，本工程只計算工程部分投資，其余費用不計列。估算工程總投資30萬元，其中省級資金25萬元，項目單位自籌5萬元。

3.3 實施安排

項目單位應根據(jù)河流生態(tài)改造方案編制具體的施工方案，并上報至縣水務局備案并由縣水務局進行批復，縣水務局應嚴格按照施工方案對項目進行監(jiān)管，確保項目施工質量、財務管理和工程進度全部合格規(guī)范，達到增效擴容改造項目竣工驗收標準。

根據(jù)項目前期準備情況和要求到2019年年底改造項目全部完工并驗收的要求規(guī)定，2018年開展河道生態(tài)治理改造工作，2019年底前完成項目的全部工作并按照相關規(guī)定完成驗收。

4 長效機制

開展河流水量生態(tài)管理，電站在增效擴容改造項目驗收時要求按照《農村水電安全生產標準化建設》進行驗收；根據(jù)河流生態(tài)治理詳細設計確定的河流生態(tài)基流，由所屬河道主管部門和水電站主管單位監(jiān)督電站的下泄生態(tài)流量，暢通舉報監(jiān)督；在枯水期及防汛抗旱等特殊時期，必須首先滿足生態(tài)基流，確實執(zhí)行“電調服從水調”的要求。

5 效益分析

5.1 社會效益

通過電站增效擴容的實施，水資源得到了充分利用。一是通過改造，水資源再生利用得到了大幅提高，還可消除安全隱患，提高設備的保護性能，保障安全運行；二是工程的實施，可解決周邊群眾剩余勞動力，使群眾在工程建設中得到實惠，增加收入；三是按照沁河流域規(guī)劃的總體構想，依托自然景觀、水電開發(fā)和生態(tài)修復的同步發(fā)展，結合增效擴容改造工程的實施，著力打造構建生態(tài)長廊，實現(xiàn)綠色、生態(tài)、園林景觀式綠色電站。

5.2 生態(tài)效益

通過增效擴容的改造，使老化設備效能得到了提升，水資源利用率得到了提高，促進了節(jié)能減排，電站河流改造完成2道滾水壩、支溝清淤和濕地休閑園后，可形成深潭、淺灘、洲灘濕地與小型瀑布相協(xié)調的自然景觀，適度發(fā)展旅游業(yè)，增加當?shù)鼐用竦氖杖耄瑫r也滿足了脫水河段周邊群眾的休閑、親水、近水的愿望，提高農村宜居環(huán)境，實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用。