□蒋思军
长潭水库位于浙江省台州市黄岩区内,1958年10月兴建,1964年12月竣工。坝址以上集雨面积441.3平方公里,水库正常蓄水位36 米,相应库容4.57×108 立方米。设计洪水标准100年一遇,相应洪水水位39.39 米,校核洪水标准10 000年一遇,相应洪水水位43.01 米,总库容7.32亿立方米,是一座以防洪、灌溉、供水为主,结合发电、养殖等综合效益的大(Ⅱ)型水利枢纽工程。水库灌溉农田104.27万亩,防洪保护人口87万、农田28万亩及甬台温高速公路、104 国道和路桥机。水库向台州市中心城区及其南片300万市民供应饮用水,日供水73万吨,水电厂总装机11 900千瓦,多年平均发电量2 000万千瓦时。
经过近40年的运行,大坝等水利枢纽工程一些安全隐患日益凸显。2001年,浙江省水利厅组织专家组对该水库大坝进行安全鉴定,认为长潭水库大坝安全类别属于三类坝。2002年2月水利部大坝安全管理中心对长潭水库大坝安全鉴定报告书的鉴定意见进行核查,同意该坝为三类坝的鉴定意见。长潭水库除险加固前存在的主要问题有:
1.水库防洪标准低,不能满足规范要求。溢洪道、泄洪洞、输水洞等工程按照Ⅲ级建筑物设计,标准过低。
2.大坝原粘土斜墙填筑质量差,不能满足规范要求,且为局部分散性土;斜墙下游反滤层厚度仅0.3 米,部分缺失;齿墙底端渗透坡降为0.96~1.18,超过坝基原状土最小抗渗破坏比降。
3.大坝白蚁侵害严重,虽经大范围开挖回填处理,仍存隐患。
4.大坝下游坝坡抗滑稳定安全系数不满足规范要求。
5.溢洪道两侧山坡多次发生山体滑坡,存在中、浅层滑坡体。
6.泄洪洞衬砌环向裂缝,闸门和启闭设备老化,启闭机不足,故障时有发生。
除险加固工程于2002年10月16日开工,2005年3月通过竣工验收。除险加固工程主要项目有大坝防渗加固、溢洪道改造、泄洪洞加固和泄洪渠整修等。
1.大坝防渗加固。原大坝为粘土斜墙砂卵石坝,坝顶长460 米,坝顶宽6 米,坝顶高程43 米,坝顶设0.8米高防浪墙,墙顶高程43.8 米,最大坝高35.5 米。加固后,大坝挖除高程30 米以上的粘土斜墙,重新填筑粘土斜墙,斜墙与砂砾石坝体间设两层水平宽度均为1 米的反滤层,其下增建混凝土防渗墙至基岩,坝顶加高1 米,设L 型挡墙,形成新的防渗体系。
2.溢洪道改造。溢洪道原为开敞式,溢流堰顶高程36 米,堰高1.2 米,底宽60 米,全长575.73 米。除险加固后,溢洪道改建为有闸控制开敞式正槽溢洪道,设5 孔闸门,每孔净宽10 米。溢流堰采用驼峰岩,堰顶高程除险后为33 米。
3.泄洪洞加固。泄洪洞原洞径5.5 米,长277 米。除险加固是对隧洞在原0.5 米厚混凝土衬砌基础上进行0.35米厚的钢筋混凝土衬砌补强处理,衬砌后洞径为4.8 米,出口段缩小至4 米。
4.其他。发电洞改建启闭机房,维护闸门,更换启闭设备。
加固后水库可恢复正常蓄水高程36 米,汛限水位分别提升至34 米(台汛期)、35 米(梅汛期)。经过除险加固,消除了水库的安全隐患,确保了下游人民生命财产安全。
本工程的经济效益主要指防洪、灌溉、供水、发电等,实施除险加固后这些效益有所增加,本评价以增加的效益参加经济指标计算。
1.防洪效益
长潭水库防洪保护区主要是温黄平原地势低洼、易受水灾地区,区内保护人口87万,耕地28万亩,2000年工农业总产值为224亿元(其中工业总产值213.4亿元)。根据《永宁江治理二期初步设计报告》,保护区在永宁江治理工程及长潭水库除险加固防洪工程共同作用下,可以达到永宁江两岸大片农田和村镇20年一遇、黄岩城区50年一遇的防洪标准,每年相应增加防洪效益4 798万元,分摊得长潭水库除险加固效益为1 527万元/年。同时,从防台效益分析,按照水利部通行的防洪计算方法,仅“莫拉克”台风拦洪调度,水库所产生的间接社会经济效益就超过10亿元。
2.灌溉效益
灌区在除险加固前、后的灌溉面积基本不变,但随着汛限水位的提高,汛期可蓄水量得到相应提升,台汛期增加了1.27亿立方米,梅汛期增加了1亿立方米,水库农业灌溉保证率从85%提高到90%,农田抗旱能力从建库前的多年平均36 天提高到建库后的多年平均70 天以上。从中期来说,随着仙居水库朱溪的建设及向长潭水库供水,省水利厅核定的水库梅汛期、台汛期及非汛期的起调水位即使发生变化,灌溉保证率的进一步提高已毫无悬念。
3.供水效益
随着台州市中心城区及其南部经济的快速发展,下游用水矛盾将日益突出,特别是玉环县,用水需求十分强烈,用水成本极高。除险加固工程实施后,水库的蓄水功能得到挖掘,水质由以前的Ⅱ至Ⅲ类标准提高到Ⅰ至Ⅱ类标准,为下游人民保障供水创造了条件。随着2009年二期供水工程竣工通水,水库下游城镇的供水量成倍增加,有力地缓解了台州沿海产业带南部水资源缺乏的窘态。经计算,2010年每天引水可达94万立方米(设计引水量),比除险加固前每天增加34万立方米,相应年供水量超过9 546万立方米,以原水价格每立方米1.8 元计算,年供水效益1 909万元(《台州市二期供水工程水源论证(浙江省水电设计院编制)》),而目前水库城镇日供水能力为77万立方米,可见供水能力还有进一步提升的空间。
4.发电效益
目前长潭水库水力发电厂总装机为11 900千瓦。水库除险加固后,按多年平均来水量计算,除去城镇供水和蒸发,每年用于发电(结合农业灌溉、环境用水)的水量约为4.2亿立方米,控制水位提高,发电水头增加,发电耗水率由原来的25 立方米/千瓦时减少到20 立方米/千瓦时,每年可多发电400多万千瓦。采用电量有效系数0.93,厂用电率1%,线损率为2%,基准影子电价0.5元/千瓦时,求得多年平均发电效益为180万元/年。
5.环保效益
随着台州城市化、工业化进程的加快,环境污染和地表水水质下降日趋严重。水库蓄水的增加,相应地提升了环境用水保证率,每年多次调水对下游河道进行冲淤,可有效减轻河道污染,促进植被生长,达到恢复河道生态环境的目的。
1.工程投资
除险加固工程的目的是确保工程安全,充分发挥原有效益,是以公益性为主的建设项目,故其投资主要由国家及地方财政解决。根据投资估算,工程静态投资为19 331万元,剔除其中属于国民经济内部转移资金并经影子价格换算,求得国民经济评价采用的影子投资为18 370万元。按照工程施工组织实际情况,建设周期为2年,分年度投资,第1、第2 周期年度分别为7 348万元、11 022万元。
2.年运行费
包括工资及福利费、材料、燃料及动力费、维护费和其他费用。考虑与现有工程相结合因素,采用综合运行费率1%,计算得年运行费为184万元。
3.流动资金
流动资金以年运行费的1.5个月计列为23万元,安排在除险加固后运行期第1年内,并在运行期末一次性收回。
经济指标按动态法计算,社会折现率取12%,生产期为40年,计算期为42年。考虑防洪保护区的农业产量和社会财富等保护对象,随着经济的发展,防洪效益会相应增加,参照台州市关于国民经济长远发展计划速度,采用防洪效益年均增长率,2010年前、后分别为6%和3%。
敏感性分析法是指从众多不确定性因素中找出对投资项目经济效益指标有重要影响的敏感性因素,是判断项目承受风险能力的一种不确定性分析方法。本例采用投资和效益单因素及双因素发生变动进行分析,按投资增加10%、效益减少10%、投资增加10%时同时效益减少10%的三种情况计算。
国民经济计算指标汇总表
从上表可知,即使发生工程投资增加10%或效益减少10%等不利情况,其内部经济收益率均大于社会折现率12%,经济净现值为8 330万元,大于零;经济效益费用比为1.5,大于1,各项指标能较好地满足了规范要求。敏感性分析表明本工程的社会经济效益显著,并具有较强的抗御经济风险能力。
长潭水库除险加固工程的实施,使得长潭水库的防洪标准真正达到了千年一遇万年校核的设计标准,工程实施后,基本上消除了砂卵石土坝当前存在的安全隐患。随着除险加固工程的完工,水库各种汛限水位、防洪兴利灌溉能力等也相应提高,灌溉、防洪、供水、发电等综合效益进一步提升,将为台州中心城区及其南部经济发展作出更大的贡献。