張有興

（湖南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究總院 長(zhǎng)沙市 410007）

1 基本情況

漣水為湘江中游一大支流，源于新邵觀音山，自西向東，流經(jīng)漣源市、婁星區(qū)、雙峰縣，經(jīng)湘鄉(xiāng)至湘潭縣河口入湘江，全長(zhǎng)224 km，沿途納孫水、湄江、測(cè)水等1～4級(jí)支流89條，控制流域面積7 155 km2。

漣水與支流孫水匯合口以上區(qū)域包括婁星區(qū)、漣源市，面積2 357 km2，人口155.65萬(wàn)人。其中：婁星區(qū)：轄鄉(xiāng)4個(gè)，鎮(zhèn)3個(gè)，街道辦事處7個(gè)，面積4 26 km2，人口 43.69萬(wàn)人。區(qū)政府駐長(zhǎng)青中街。漣源市：轄鄉(xiāng)4個(gè)，鎮(zhèn)15個(gè)，街道辦事處1個(gè)，面積1 895 km2，人口111.96萬(wàn)。市政府駐藍(lán)田鎮(zhèn)。

2 水資源現(xiàn)狀分析

依據(jù)《湖南省水資源綜合規(guī)劃》相關(guān)成果，進(jìn)行漣水孫水口以上區(qū)域規(guī)劃水平年2020年水資源開(kāi)發(fā)利用初步分析：

P=50%年份：本地產(chǎn)水量17.30億m3，需水量6.92億m3，由于水資源時(shí)空分布，流域8月份缺水905萬(wàn)m3，開(kāi)發(fā)利用率為40.1%。

P=75%年份：本地產(chǎn)水量13.99億m3，需水量7.29億m3，由于水資源時(shí)空分布，流域缺水2個(gè)月，共計(jì)缺水8 997萬(wàn)m3，其中8月份缺水3 109萬(wàn)m3，9月份缺水5 888萬(wàn)m3，開(kāi)發(fā)利用率為52.1%。

P=90%年份：本地產(chǎn)水量12.14億m3，需水量7.47億m3，由于水資源時(shí)空分布，流域缺水5個(gè)月，共計(jì)缺水23 514萬(wàn)m3，其中1月份缺水445萬(wàn)m3，2月份缺水196萬(wàn) m3，7月份缺水 2 381 萬(wàn) m3，8月份缺水 11 204 萬(wàn) m3，9月份缺水8 587萬(wàn)m3，10月份缺水702萬(wàn)m3，開(kāi)發(fā)利用率為61.6%。見(jiàn)表1。

表1 漣水孫水口以上區(qū)域P=90%水資源平衡（典型年選取1965年）億m3

目前國(guó)內(nèi)大多專(zhuān)家比較認(rèn)同：對(duì)一條河流的開(kāi)發(fā)利用不能超過(guò)其水資源量的40%，當(dāng)流域水資源開(kāi)發(fā)利用率小于30%時(shí),河流健康狀況為“健康”;當(dāng)水資源開(kāi)發(fā)利用率在30%～40%之間時(shí),河流健康狀況為“亞健康”;當(dāng)水資源開(kāi)發(fā)利用率大于40%時(shí),河流健康狀況為“不健康”?？梢?jiàn)，漣水孫水口以上區(qū)域由于本地產(chǎn)水較少，在規(guī)劃2020年，豐平枯3個(gè)水平年來(lái)水條件下，區(qū)域水資源開(kāi)發(fā)利用程度均超過(guò)40%，水資源開(kāi)發(fā)利用程度的加大意味著用水量的增加，而用水量的增加勢(shì)必引起排污量的增加，換句話說(shuō)，其用水要求已超過(guò)水資源承載能力，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展是不可持續(xù)的。解決的辦法有三：一是限制經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展從而降低需水要求；二是修建大型蓄水工程進(jìn)行年或者多年水資源調(diào)節(jié)；三是外引其它流域水源。

婁底市區(qū)及漣源市礦產(chǎn)資源豐富，素有“世界銻都”、“百里煤海”和“有色金屬之鄉(xiāng)”的美譽(yù)。境內(nèi)人口密集，土地開(kāi)發(fā)程度高，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的無(wú)法制約，必須修建大型蓄水工程或者外流域引水。

漣水孫水口以上流域經(jīng)過(guò)多年建設(shè)，建設(shè)有中型水庫(kù)3處，?。á瘢┬?8處，?。á颍┬?97處，干支流適合建設(shè)地點(diǎn)基本已建設(shè)水庫(kù)，合適建設(shè)地點(diǎn)只有規(guī)劃的中型水庫(kù)——塞海水庫(kù)工程，本地區(qū)無(wú)條件修建其它大、中型蓄水工程，最后只能考慮外流域引水這一條路。漣水流域西部資水江流域，水資源豐富，利用隧道貫通金竹山，即可將資水流域豐富水資源引入漣水。

3 本流域水源分析

漣水孫水口以上經(jīng)過(guò)多年建設(shè)，建設(shè)有中型水庫(kù)3處，小（Ⅰ）型28處，小（Ⅱ）型197處，干支流適合建設(shè)地點(diǎn)基本已建設(shè)水庫(kù)，可供選擇的水源工程在流域內(nèi)部只有白馬水庫(kù)、大江口水庫(kù)、雙江水庫(kù)及規(guī)劃的塞海水庫(kù)工程。

（1）白馬水庫(kù)。白馬水庫(kù)位于漣源南部湘水二級(jí)支流—孫水河上游，控制集雨面積205 km2。壩頂高程180.5 m、總庫(kù)容6 900萬(wàn)m3，灌溉興利庫(kù)容5 500萬(wàn)m3。灌溉面積1.49萬(wàn)hm2（22.34萬(wàn)畝）。由于灌溉面積較大，白馬水庫(kù)僅能保證灌區(qū)用水，灌溉保證率約90%。

（2）大江口水庫(kù)。大江口水庫(kù)位于漣源市北部湘水二級(jí)支流—湄水河上游，控制集雨面積91.6 km2。壩頂高程432 m，總庫(kù)容4 300萬(wàn)m3，灌溉興利庫(kù)容4 180萬(wàn)m3。灌溉面積0.85萬(wàn)hm2（12.8萬(wàn)畝）。在滿足本區(qū)灌溉保證率90%情況下，可為漣水補(bǔ)水9.0萬(wàn)m3/d。

（3）雙江水庫(kù)。婁底市雙江水庫(kù)樞紐工程位于湘江三級(jí)支流井勘上河流域，是一座以灌溉為主，結(jié)合防洪、發(fā)電和養(yǎng)殖等綜合利用的中型水利工程。井勘上河發(fā)源于婁星區(qū)雙江鄉(xiāng)丁字坳，在該鄉(xiāng)茶陽(yáng)村白屋里注入高燈河，全長(zhǎng)12 km，流域面積23 km2，平均坡降為10.5‰。大壩控制集雨面積19.55 km2，多年平均流量約0.49 m3/s。雙江水庫(kù)正常蓄水位249 m，相應(yīng)庫(kù)容1 035萬(wàn)m3，死水位219.4 m，死庫(kù)容 60萬(wàn)m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容975萬(wàn)m3。

由于灌溉面積較大，雙江水庫(kù)僅能保證灌區(qū)用水，灌溉保證率約80%。

（4）新建塞海水庫(kù)。根據(jù)項(xiàng)目建議書(shū)，擬建塞海水庫(kù)壩址位于漣水支流湄江一級(jí)支流湄塘河上游，漣源市西北角，地處漣源市湄江鎮(zhèn)，大江口水庫(kù)以下約6.5 km，大壩控制集雨面積136.6 km2（上游大江口水庫(kù)控制集雨面積為91.6 km2，區(qū)間流域面積45 km2），址距漣源市城區(qū)40 km。塞海水庫(kù)正常蓄水位346 m，相應(yīng)庫(kù)容1 700萬(wàn)m3，死水位323 m，相應(yīng)庫(kù)容104萬(wàn)m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容1 596萬(wàn)m3。塞海水庫(kù)位于大江口灌區(qū)，無(wú)灌溉任務(wù)，工程建設(shè)后可向本流域補(bǔ)水7.0萬(wàn)m3/d。

從以上分析可得，流域內(nèi)部?jī)H大江口、塞海湖可為漣水補(bǔ)水5 840萬(wàn)m3。不能解決漣水水資源短缺的問(wèn)題。

4 引資入漣的跨流域引水方案

漣水流域西部為資水流域，屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū),各站多年平均氣溫在（16.2～17.1）℃之間，多年平均降水量在（1 272.5～1 691.8）mm 之間，汛期在 4～9 月，主汛期在5～7月，枯季為12月～翌年2月，根據(jù)1962～2006年共45年資料統(tǒng)計(jì)，羅家廟站（雙江口下0.7 km）、冷水江站、桃江站多年平均流量分別為301，405，734 m3/s，多年平均徑流量分別為94.9，128，231.47億m3，水資源豐富。根據(jù)地質(zhì)地形條件，可從資水干流浪石灘水庫(kù)右岸開(kāi)挖隧洞，進(jìn)口高程175 m，在財(cái)溪鄉(xiāng)硐下村注入漣水，出口底板高程159 m，隧洞長(zhǎng)度11 km，將水量充沛的資水水量調(diào)入水資源缺乏的漣水流域。

保障婁底市中心城區(qū)用水，按生態(tài)基流取多年平均流量的1/10、供水保證率97%、灌溉設(shè)計(jì)保證率取90%計(jì)算，將本流域可能的水源工程全部利用后，婁底市中心城區(qū)2020年缺水38.09萬(wàn)m3/d；2030年缺水59.89 m3/d；引水利用系數(shù)采用0.85，計(jì)算引水流量8.15 m3/s。

保證漣水孫水口以上水資源利用率40%以下，使?jié)i水孫水口以上水資源步入良性循環(huán)，引水流量應(yīng)達(dá)到20 m3/s。

故本次初步規(guī)劃確定引水工程規(guī)模如下：設(shè)計(jì)引水流量8.15 m3/s，最大引水流量20.0 m3/s。

根據(jù)地形地質(zhì)情況，擬定兩個(gè)方案進(jìn)行比較：

（1）方案一：取水口位于浪石灘水電站庫(kù)區(qū)的沙塘灣，浪石灘水電站位于資水干流中游冷水江市，壩址位于冷水江大橋上游820 m處的大灣里。是資水干流梯級(jí)開(kāi)發(fā)方案中第五級(jí)電站，下接柘溪水電站庫(kù)尾，上與筱溪水電站尾水銜接，是一個(gè)以發(fā)電為主，兼顧航運(yùn)等綜合利用的水電工程。工程樞紐建筑物主要包括大壩、廠房和升船機(jī)三部分，為4級(jí)建筑物，臨時(shí)性水工建筑物為5級(jí)，航道等級(jí)VI級(jí)，III等工程。大壩為混凝土重力壩，最大壩高28 m，壩軸線長(zhǎng)608.8 m，壩頂高程 187 m，壩頂設(shè)5 m寬公路橋貫通資江兩岸。水庫(kù)正常蓄水位175 m，相應(yīng)庫(kù)容2 710萬(wàn)m3，總庫(kù)容8 434萬(wàn)m3，為中型水庫(kù)。

從資水干流右岸沙塘灣通過(guò)隧洞，橫穿金竹山山脈，進(jìn)口高程170 m，在漣源市財(cái)溪鄉(xiāng)硐下村進(jìn)入漣水，出口高程159 m，隧洞長(zhǎng)度11 km。輸水隧洞采用圓拱直墻，采用明渠均勻流計(jì)算，糙率采用0.025，經(jīng)水力學(xué)計(jì)算，斷面尺寸選定底寬3.0 m，直墻高度3.5 m，洞身采用0.5 m鋼筋混凝土襯砌。估算洞挖石方20.69萬(wàn)m3，襯砌灌溉混凝土3.85萬(wàn)m3，估算直接經(jīng)費(fèi)1.3億元。

（2）方案二：取水口位于筱溪電站庫(kù)區(qū)，筱溪水電站位于湖南省資水干流中游新邵縣境內(nèi)，是一座以發(fā)電為主，兼有航運(yùn)、灌溉、旅游、養(yǎng)殖等綜合效益的大（II）型水利水電樞紐工程。正常蓄水位198 m，總庫(kù)容1.4億m3，大壩為混凝土重力壩，壩頂高程204.50 m，最大壩高44.5 m，壩頂長(zhǎng)度340 m。電站裝機(jī)13.5萬(wàn)kW，安裝4臺(tái)軸流式水輪機(jī)組，總裝機(jī)容量13.5萬(wàn)kW。

從資水干流筱溪水庫(kù)右岸開(kāi)挖隧洞，進(jìn)口高程193 m，在肖家沖注入白馬水庫(kù)，出口底板高程178 m，隧洞長(zhǎng)度23 km。輸水隧洞采用圓拱直墻，采用明渠均勻流計(jì)算，糙率采用0.025，經(jīng)水力學(xué)計(jì)算，斷面尺寸選定底寬3.5 m，直墻高度3.5 m，洞身采用0.5 m鋼筋混凝土襯砌。估算洞挖石方45.27萬(wàn)m3，襯砌灌溉混凝土8.47萬(wàn)m3，估算直接費(fèi)用2.6億元。

（3）方案比較。

方案一：隧洞長(zhǎng)度較短，投資約方案二的一半，但取水口位于浪石灘庫(kù)區(qū)，冷水江市污染對(duì)水質(zhì)影響較大。取水口低于浪石灘正常蓄水位5 m，調(diào)節(jié)庫(kù)容約1 200萬(wàn)m3。

方案二：隧洞長(zhǎng)，投資是方案一的一倍，取水口位于筱溪庫(kù)區(qū)，水質(zhì)能得到保障。取水口位于筱溪正常蓄水位以下5 m，調(diào)節(jié)庫(kù)容約3 000萬(wàn)m3。同時(shí)，白馬水庫(kù)也能調(diào)蓄部分水量，方案二取水水質(zhì)與取水可靠性高于方案一。

從投資角度考慮，可推薦方案一。工程總投資1.3億元。該工程每年向漣水補(bǔ)水21 860萬(wàn)m3，對(duì)婁底市經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生不可估量的效益，以產(chǎn)生0.2元/m3效益計(jì)算，每年即可獲得效益4 372萬(wàn)元。

5 引資入漣水源可靠性及對(duì)引水口下游的影響

考慮最不利的90%枯水年條件下資水冷水江以上流域2020年規(guī)劃水平年水資源供用耗排后，分析計(jì)算在資水冷水江節(jié)點(diǎn)（引資入漣取水口）徑流量，詳見(jiàn)表2。由表2可知，盡管資水冷水江上游來(lái)水極枯，但在冷水江節(jié)點(diǎn)仍有276 m3/s下泄，最枯月也有95 m3/s下泄，能夠保證本項(xiàng)目取水要求。

表2 2020年資水冷水江以上區(qū)域水量平衡表（P=90%）

以資水冷水江節(jié)點(diǎn)下泄水量以及面上水資源量結(jié)合冷水江以下區(qū)域用耗水，進(jìn)行資水冷水江以下區(qū)域水量平衡，詳見(jiàn)表3。由表3可知，在考慮漣水引水20 m3/s后，資水冷水江以下區(qū)域在特枯年份用水要求依然能夠得到滿足，最枯月用水僅占來(lái)水的67%。可見(jiàn)引資入漣的規(guī)模是可行的，不會(huì)對(duì)資水下游用水產(chǎn)生較大影響。

表3 2020年資水冷水江以下區(qū)域水量平衡表（P=90%）

6 結(jié)論

婁底市漣水孫水口以上包括婁星區(qū)、漣源市，是婁底市經(jīng)濟(jì)發(fā)展核心區(qū)域，水資源人平只有1 064 m3，遠(yuǎn)低于聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展委員會(huì)確定的1 750 m3用水緊張線?，F(xiàn)狀水資源開(kāi)發(fā)利用率已大于40%，婁底市水資源發(fā)展步入了惡性循環(huán)，本流域水資源開(kāi)發(fā)已達(dá)到極限，引資入漣是解決其水資源短缺的有效途徑。