基于清河水库坝北回水系统改造的必要性和可行性

宫丽芝

(清河水库管理局，辽宁清河112003)

1 清河水库现状

清河水库是辽河中游左侧一级支流—清河干流上的一座国家大(2)型水库，是一座以防洪、灌溉、工业供水为主，兼顾养鱼、旅游等综合经营项目的水利枢纽工程。坝址位于辽宁省铁岭市清河区境内，距铁岭市46 km，开原市11 km。水库为多年调节、按千年一遇洪水设计，万年一遇洪水校核，水库设计总库容9.71亿m3，其中兴利库容5.74亿m3、防洪库容5.05亿m3、死库容0.56亿m3。水库多年平均降雨量722.4 mm，多年平均径流量67 400万m3，多年平均输沙量112万m3。

2 电厂回水洞改为第二泄洪与输水隧洞的必要性

2.1 输水洞泄洪能力

清河水库现有泄洪设施有溢洪道和输水洞，其中输水洞为2个出水口，一个是出口闸门，原设计泄洪能力为389 m3/s，由于下游消能设施限制，实际仅为300 m3/s，另一个是清河发电厂引水口，其冷却循环水可在泄洪期参与泄洪，最大泄量30 m3/s，因此输水洞实际泄洪总量为330 m3/s。

2.2 电厂回水洞改造为第二泄洪与输水洞的必要性和可能性

原清河发电厂火力发电机组冷却用水为大循环，从水库取水，冷却机组通过回水明渠(5 000 m)经回水泵房升压后通过回水隧洞返回水库，2005～2006年，电厂进行了节水改造工程，将供水方式改造为厂内冷却塔循环供水系统，既闭式循环系统。电厂原有的回水设施全部于2006年8月停止使用，使输水洞减少了30 m3/s泄洪能力，降低了水库的防洪标准。如利用回水隧洞泄洪，可祢补清河电厂引水口30 m3/s参与泄洪的不足，使水库恢复到原设计的防洪标准。

现将电厂回水隧洞(原电厂冷却水泄洪)参与泄洪和输水洞单独泄洪水库洪水调节计算结果(经省防汛办批准、汛限水位按129 m运用计算)见表1。

从表1可知:现状万年一遇水库校核洪水位为137.89 m，现状较以前洪水位137.82 m，仅抬高0.07 m，虽差直不大，但仍以恢复原设计防洪标准为宜。

电厂回水水洞洞径4m。洞长752 m，原设计回水渠道及泵房能力为30 m3/s，经初步水利计算可下泄流量 93～117 m3/s，完全可满足泄洪30 m3/s的要求，除供清河区、开原市城市供水30万m3/d外，灌溉期余水流量26.5 m3/s，可将原回水泵房改建为4 256 kW的水电站，利用灌溉期水量发电，年发电量为932万kW时，电价按0.22元/kW·h，财务内部收益率为12.84%，大于行业基准收益率10%，投资回收期为8.17 a。

表1 水库洪水调节计算表

利用这个隧洞作为清河开原城市供水取水口(有高、低两个取水口)，城市供水必将从过度开采地下水向使用地表水的方向发展。清河水库下游有清河区和开原市。目前两地城市用水均采用地下水。据几年来的供水情况看，在枯水季节，地下水水量已经不能满足用水需要。所以清河、开原两地城市供水必将从地下转向地上，由使用地下水改用地表水，清河水库是距清河和开原最近的地表水源地。

3 供水的可行性分析

3.1 水资源现状

根据清河水库管理局提供的从1966年蓄水开始，至2007年，42 a长系列水文资料调节计算结果，设计水平年2007年，清河水库多年调节水量4.47亿m3，水库允许供水量为4.15亿m3，其中工业用水 0.53亿m3，农业用水0.70亿m3，补偿下游2.93亿m3(其中盘锦供水1.27亿m3)。水库调节过程中，供水无破坏年。供水保证率97%。

近期水平年 2020年，清河水库多年调节水量4.47亿m3，水库允许供水量为4.16亿m3水其中工业用水0.53亿m3，农业用水0.70亿m3，城镇供水0.55亿m3，补偿下游2.38亿m3。水库调节过程中，供水无破坏，供水保证率为97%。

远期水平年 2030年，清河水库多年调节水量4.43亿m3，水库允许供水量为4.12亿m3，其中工业用水0.53亿m3，农业用水0.70亿m3，城镇供水1.09亿m3，补偿下游1.80亿m3。水库调节过程中农业供水1966年破坏，农业供水保证率为95%，工业用水和城镇用水无破坏年，供水保证率为97%。

3.2 水库水质

清河水库上游来水无工业企业污染排污口及城镇生活污水排污口，汇入的主要支流有碾盘河、阿拉河和二道河。根据2005－08－24的检测结果，清河水库上游来水水质现状达到《地表水环境质量标准》(GB3838－2002)Ⅱ类水质标准。《地表水环境质量标准》(GB3838－2002)，可以作为地表水源地，为城市供水。

3.3 工程造价

要实现上述目标，需要对现有工程进行改造。主要包括进水口闸门改造，新建拦污栅、新建出口闸门，改造消力池，清除洞内原来堵塞钢筋混凝土，改造原有渠道(250 m)，发电机组，配电改照，机房等，投资大约在1 500～1 800万元。资金来源可采用政府贷款或职工集资入股。

4 结论

根据清河水库坝北回水系统的工程现状，水库的度汛需求，清河、开原地区地下水严重缺乏的实际情况，清河水库的可供水量，水库水质和回水隧洞改造造价等的分析，将水库原回水隧洞改造成泄洪和输水隧洞，增加水库泄洪能力和兴利能力，具有投资少，效益大的突出优势。因此，清河水库坝北回水系统的改造是必然的，也是可行的。