商南縣清油河水庫建設影響分析

孟 浩，趙瑞明

（商南縣縣河水庫管理處，陜西 商洛 726300）

清油河水庫樞紐由堆石混凝土重力壩、溢流壩段、泄洪排沙底孔和引水孔等組成。水庫工程為小（1）型，總庫容984 萬m3，規劃為商南縣城年供水量830 萬m3。為了減少工程建設對流域的影響，需對水庫建設帶來的影響進行分析。

1 河流概況

清油河發源于秦嶺南麓蟒嶺商南縣沙坪鄉的蘇溝，自北向南，在過風樓鎮徐家店村匯入丹江。清油河流域北高南低，流域面積369 km2，主河道全長58 km，河道有效落差為895 m，河道平均比降為13.1‰。清油河流域地處亞熱帶與暖溫帶過渡地帶，多年平均降水量為795 mm，年最大降水量為1 013.6 mm，年最小降水量為420.1 mm，兩者比值為2.4，說明流域內降水量年際變化較大。

2 水庫規模及影響范圍

清油河水庫樞紐工程是一座擬修建在清油河干流上游的水源工程，位于商南縣清油河鎮團坪村下游0.6 km 處，壩址距清油河鎮7.0 km，東距商南縣約18 km。壩址以上控制集雨面積145 km2，多年平均徑流量3 263萬m3，多年平均流量1.03 m3/s。

取水影響論證范圍為清油河整個流域，面積為369 km2；退水影響論證范圍為壩址以下至清油河入丹江區間流域，面積為224 km2。

3 水庫建設影響分析

3.1 水量損失分析

清油河水庫建設后，由于庫水面增加增大了水量損失。水庫水量損失包括水庫滲漏損失和水面蒸發損失。清油河水庫滲漏損失量按旬平均庫容的0.33%計算。清油河水庫水面蒸發損失量計算公式為：

式中：ΔW為水庫水面蒸發損失量（m3）；ΔE為水庫水面蒸發損失深（mm），清油河水庫多年平均水面蒸發損失深為415.3 mm，其年內分配見表1；FV為建庫增加的水面面積（m2），取計算時段始末的平均面積。

表1 清油河水庫蒸發增損年內月分配 mm

3.2 對河道徑流影響分析

清油河上游無取水工程，因此清油河水庫的入庫水量即為水庫上游河道的天然來水量。清油河水庫建成后，未改變上游的水資源條件。而且由于水庫的建設使庫周的地表水用水條件有所改善，對區域水資源的分配可起到較好的調節作用，對庫周多數區域用水是有利的。工程運行中，壩址下游形成減水河段，改變了河道的徑流特點，對河道的水文情勢有所影響。

在枯水年份、平水年枯水期，清油河水庫出流首先保證下游河道的生態基流，再考慮城鎮生活生產供水?？紤]到供水范圍外的下游地區溝壑密布，地下水資源豐富，故水庫建設對下游用水戶影響不大。河道天然徑流經水庫調節后，可向商南縣城提供生產生活和工業用水830 萬m3，有利于區域水資源的合理開發和利用。

3.3 對防洪安全影響分析

采用推理公式計算庫區壩址處洪水，將暴雨形成洪水的過程分為產流與匯流2 個階段，然后在假定和概化的基礎上，利用等流時線原理，經過推理，得出洪峰流量的計算公式。其基本假定為：流域匯流時間內的凈雨強度不變，即可用平均凈雨強度來表達；將匯流面積曲線即匯流面積隨時間的變率概化為矩形，且沿程匯流速度不變。其計算步驟如下。

（1）確定流域特征參數θ。本次采用《商洛地區實用水文手冊》中的經驗公式θ=L2/FJ1/3得出流域特征參數，式中L為河長（km），F為流域面積（km2），J為坡降。

（2）確定匯流參數m。m參數是一個具有流域匯流特點的綜合性經驗參數，它與雨強的大小、降雨歷時的長短、雨量時空分布的不均勻性、暴雨中心的移動以及下墊面的干濕等情況有關。由于以上原因影響，同一流域各次洪水的m值變化范圍較大。但從有關資料分析看，m值又與本次洪水的凈雨深h有關，即m隨凈雨深h的增大而減少，并逐漸趨于穩定。本次采用《商洛地區實用水文手冊》中的經驗公式m= 0.19θ0.575計算，得出匯流參數。

（3）根據凈雨計算成果表，自最大凈雨強度開始向前后相鄰時段連續累加，并除以相應的時距，得出時段平均最大凈雨強度ht/t，式中ht為t時的凈雨深（mm），t為降雨時間（s）。經計算，求得與t相應的洪峰流量Qt，其計算公式為Qt= 0.278（ht/t）F。

（4）根據流域面積大小，假定幾個洪峰流量，計算出各假設洪峰流量所對應的匯流歷時τ，即τ=0.278L（mJ1/3Qm1/4），式中Qm為設計洪峰流量（m3/s），其余變量含義與前面相同。

（5）在普通方格紙上點繪t—Qt和Qτ—τ2 條相關曲線，2 條曲線交點對應的縱橫坐標即為所求的設計洪峰流量Qm和匯流歷時τ。各項目區求得20 a一遇設計洪峰流量成果，詳見表2。

表2 推理公式法洪水計算成果

由此可見，水庫壩址處洪水還是較大的。如果建設了清油河水庫，在洪水期可以攔蓄洪水，減小下游洪水威脅，提高下游河道防洪能力。

清油河河谷呈“V”形，河谷寬度20.0～60.0 m。清油河水庫區位于秦嶺南部中低山區，高程600～900 m，河流兩岸山勢陡峻，植被良好，沖溝發育。水庫區山巒環抱，地形封閉，無單薄分水嶺存在，亦無與外界連通的溝谷凹地，地形條件較好。水庫區兩岸地下水出露點高程高于正常蓄水位，地下水補給河水；庫區構造不發育，無貫穿庫區的斷層，沿斷層向庫外滲漏的可能不存在，無不安全因素。

清油河水庫校核洪水位654.30 m，設計洪水位652.00 m。在汛期多蓄水，即水庫蓄至正常蓄水位，但同時應滿足泄洪要求，保證壩身安全，經過水庫調蓄攔洪錯峰，有利于提高下游防洪能力和流域防洪保障能力，在實際運行中具有良好的防洪效果。

3.4 對水庫上游及移民區影響分析

清油河流域壩址上游無任何水利水電工程以及大型取水用戶。壩址上游的兩岔河、碾子溝、峽聯、七盤磨等村子未被本次供水范圍所覆蓋。通過調查，兩岔河、碾子溝、峽聯、七盤磨等村子住著零星住戶，居民生活一般采用區間溝道水或打井取水，而且用水量特別小，不會對水庫的來水量產生影響。因此，水庫建設不會對庫區上游居民產生影響。

清油河水庫壩址主要淹沒、影響范圍涉及商南縣團坪村七組1個村組。水庫淹沒影響實物調查成果顯示，在水庫正常蓄水位為648.00 m情況下，清油河水庫樞紐工程淹沒范圍涉及團坪村七組1個村民小組，淹沒影響涉及52戶183人，淹沒耕地10.67 hm2、各類房屋6 335.13 m2及各種附屬建筑物，在一段時間內會對當地經濟產生一些影響。隨著移民前期補償和后期扶持政策的逐步實施，通過調整生產結構，發展特色產品，強化移民安置區各項基礎設施建設，增加移民收入，移民的生活水平會隨著非移民區一起攀升。而且，由于清油河水庫的修建提高了灌溉保證率，并且把一部分旱地、荒地變成了水澆地，增加了耕地面積和生產量，比現狀水平略高一些。水庫的建設對移民區有利有弊，總體而言利大于弊。

3.5 對水質影響分析

清油河流域范圍內，現狀無工業和鄉鎮企業，基本無污染物排放。水庫建成運行后，庫周工業污染源與現狀相比不會增加。

水庫建成后，與原河道相比，水流湍急紊動作用減弱，曝氣復氧作用減小，隨之導致水體對有機污染物的自凈能力減小，即水體環境容量減小。在其他相關因素相同的情況下，建庫后有機污染物的最大允許入庫濃度較建庫前會有所減少。但從清油河流域范圍內的污染源狀況看，污染源很少，污染物量很小，污染物背景含量很低，即使在水庫建成后有機污染物的最大允許入庫濃度有所減小的不利情況下，有機污染物入庫的總負荷量不會超過最大允許入庫量，水庫水體仍有一定的環境容量。

3.6 對水庫富營養化影響分析

水庫建成蓄水后，水庫水溫具有一定的分層性，自上而下降低。水庫形成后，水流變緩，增加了有機物在庫中的自凈降解時間與能力，且水庫上游無較大污染點源，不會出現有機污染。水庫氮、磷主要來源為農田化肥的流失，據調查庫區化肥施用量很小，只要加強管理，庫區內出現氮、磷等營養元素過量的可能性不大；但水庫初期蓄水階段，被淹農田、植被均對水庫水質有一定影響，應注意加強蓄水前的水庫清理。

由于水庫來水主要為降水和泉水補給，庫區上游無大的污染源，水質較好。水庫蓄水后，上游來水挾帶的泥沙沉積在庫內，使水質變清。因此，對水質的不利影響主要是施工期的生產生活廢水。經初步分析，生產廢水主要是含沙量較高經沉淀處理即可。對生活污水來說，由于其主要成分為有機物（BOD5、CODcr及細菌超標），加之該河段水質功能要求高，因此應采用高效處理裝置進行凈化處理達標后再排放。

水庫蓄水，水體引入庫區后水流變緩，水深增大，水體在水庫中的滯留時間變長有利于有機物的生物降解，可能導致水庫水體富營養化的因素主要是水庫上游來水中的氮磷營養物的數量以及庫區周圍排入的氮磷數量。目前，庫區周圍氮磷污染源主要為農業化肥流失及村民生活污水，庫區內無行政村，有耕地。在目前上游來水中的氮磷濃度水平下，水庫蓄水不會發生富營養化情況。

3.7 對水生生物影響分析

清油河水庫工程不涉及自然保護區、風景名勝區、較大的基礎設施等敏感目標，無環境制約因素；工程建設和運行通過設置放水管等設施下放生態基流，可以減緩對壩下河道生態的不利影響。

施工期工程建設的廢水和生活污水經處理后排放或用于灌溉，對水生生物基本無影響。水庫建成后，壩下徑流量有所減少，導致水生生物的棲息環境被壓縮，但在采取河道生態用水工程保障措施的情況下，壩下河段不會產生斷流現象，水生生物的棲息環境不致惡化。庫區沒有國家和地方保護的珍稀、瀕危野生動物?？梢?，工程施工和運行對水生生物的影響不大，現有的水生生態環境不會發生大的改變。

3.8 對下游用水戶影響分析

清油河流域壩址下游的譚平村、前灣村被本次供水范圍所覆蓋；田家灣、八龍廟、四坪村、安溝均未被本次供水范圍所覆蓋。田家灣、四坪村現狀均從清油河壩址下游右岸支溝（田家灣所在支溝和四坪村所在支溝）取水，水庫攔蓄對其無影響；八龍廟現狀主要從清油河主干道取水，在非汛期一般情況下，由于水庫攔蓄徑流供水，退水進入河道的徑流量總體講有所減少，但經調查發現，壩址下游近壩址處共發現泉眼兩處，分別位于左、右岸溝谷，為下降泉，主要從巖體裂隙中滲出，地下水位略高，可補給清油河主干道河水，完全足夠八龍廟村居民生活用水，故水庫攔蓄對其無影響；安溝現狀取水主要通過打井和從清油河左岸支溝取水，水庫攔蓄對其也無影響。故清油河水庫取水對下游用水戶影響甚微。

3.9 對退水影響分析

清油河水庫為新建水庫工程，考慮泄水建筑物在下泄洪水時會產生流速較高的水流，對壩下水生態環境、河道岸坡穩定造成一定影響，故溢洪道采用底流消能方式使水流流入下游河道，以削減流速。底流消能方式在水工建筑物的消能設計中應用廣泛，消能效果較好。

清油河水庫運行中，退水主要為河道生態環境用水，生態流量為0.103 5 m3/s，相應的每年下游有326.3萬m3河道生態水量退入河道，加上其他棄水和下游河道水量，保證了河道的生態環境流量，可以有效地減少或避免對下游河道的生態環境造成不良影響，河道水體基本可維持水功能區原有特性。由于清油河水庫為城市供水，無生產和污染物產生，所以退水不會對水質、水生態環境以及第三者造成不利影響，但水庫退水水量小于天然河道水量，河道水體稍有變化。

4 結語

清油河水庫屬供水為主，兼顧防洪的綜合性水利工程。通過分析探討，清油河水庫建設將使該區域水資源得到充分合理利用，對提高下游防洪保障能力、促進當地居民脫貧致富和地方經濟社會的持續發展具有十分重要的意義。工程運營中優先保證下泄生態環境水，可以減緩對壩下河段生態的不利影響；不存在水質、水量問題和移民、環境制約因素，對其他用水戶的用水權益不會造成影響，建議工程早日開工建設。