咸阳市柏岭寺水库坝后生态水量保障措施浅析

张新寿

（陕西省水利电力勘测设计研究院 陕西 西安 710001）

1 概况

咸阳市柏岭寺水库为一座Ⅳ等小（1）型水库，主要建筑物为4级。水库正常蓄水位1066.3m，库容989万m3，年供水保证率为95.9%，工程总投资为17359.31万元，工程开发任务为供水、拦沙。

水库工程建成蓄水后，将由坝后抽水站通过三级抽水向职田镇人饮、太村工业园区和青村电厂供水。工程由拦河坝、大坝右岸泄洪排沙洞、大坝右岸非溢流段放水建筑物、坝后抽水站以及上坝道路等组成。

2 水文情势

水库位于三水河中游，水库坝址处河道多年平均天然径流量为7391万m3，多年平均流量2.34m3/s，坝址附近的三水河常年补给较稳定，河段丰、枯流量相差不大。水库坝址断面处不同保证率情况下的径流量及流量年内分配情况详见表1、表2。

柏岭寺水库建成后，坝址以下河道径流量将会减小，即使在柏岭寺水库坝址下游有第界河等多条支流汇入，仍会使坝下游河道水文情势发生改变，使坝址～三水河入泾河河口段约54km河道出现减水现象，尤其是坝址后第一条支流第界河入三水河口上游段9.84km处河道减水明显。

3 坝后下泄生态基流保障措施

经过对国内部分已建水库或水电站下泄生态流量情况的调查研究认为，要保障并落实生态流量下泄，应分别从工程、监督和管理三个方面采取综合措施才能获得比较好的效果[1]。

3.1 生态流量工程措施

3.1.1 工程措施方案

（1）利用放水建筑物泄放生态流量（方案 a）。

放水建筑物布置于大坝右岸非溢流段，由取水浮箱蘑菇头和输水管道两部分构成。设计放水流量0.48m3/s。放水建筑物为放水管道，设计过水能力0.72m3/s，采用浮箱蘑菇头取水，下端接活动铰相连的钢管。放水管最终接坝下游抽水泵站集水池。生态水量初步考虑由一级抽水泵站前输水管道闸阀处专门接生态基流泄放管道，将其延至坝下游三水河干流河道，达到泄放生态水量的目的。

（2）利用泄洪排沙闸泄放生态流量（方案 b）。

泄洪排沙洞闸门位于河道右岸，在进口设放水塔，进口底板高程1048.0m，塔内设一扇4m×4m的事故检修闸门，闸门设计水头19.2m，闸门结构为滚轮支承的平面闸门，发生事故时动水闭门，充水阀充水平压后，静水启门。另外在泄洪洞出口设置了弧形工作闸门，底槛高程1048.0m，孔口尺寸4m×3.5m，设计水头19.2m，闸门采用主横梁、直支臂、球铰结构。为下泄生态基流，在水库靠泄洪排沙洞的弧形闸门上设一小孔，放至下游河道。此孔设在弧形闸门底以上30cm处，安装有管径为Φ200的钢管，管长60cm，末端设有手电控制闸阀。

（3）泄洪排沙闸泄侧墩埋管泄放生态流量（方案c）。

在水库泄洪排沙洞洞室左侧的侧墩下部绕过平面闸门、弧形闸门和侧墩，在底部低于底板高程埋设钢管排放生态水量，钢管可以埋设在侧墩中，钢管由泄洪排沙洞进口穿越坝体一直通至泄洪排沙洞出口后直至通至河道。为防止管道出口与河道垂直高差造成的生态水流冲刷坝后坡脚影响坝体安全，可将泄水钢管适当延长，离开大坝下游背水坡坡脚。管道出口处设置开口朝下的弯管，缩减出水落差，并在管道出口处布设护坦防止冲刷掏蚀河床[2]。生态基流泄水管道在穿越坝体时沿纵向每隔一定距离要加设一道止水环，以防库水沿钢管外形成渗流，以此达到下泄生态水量的目的。

3.1.2 措施方案比选

方案a通过在输水管末端、一级抽水泵站前闸阀处连接管道实现生态水量泄放。因水库工程供水保证率为95%，故在抽水泵站不能完全满足全时段向塬区供水时，也无法保证各个水情期全时段内下泄生态水量，而且输水管道承担分流生态下泄水量后，也影响塬区供水，因此，此方案存在一定的不利因素。

方案b中提出在弧形闸门底以上30cm处安装有Φ200的钢管泄放生态水量。在泄洪排沙洞闸门发生故障实施检修时必然要关闭进水口处闸门，故生态下泄水量出口设置在弧形闸门底部，一是不符合设计常规，另外在闸门故障维修时断流不能保证下泄生态水量，故该方案不满足生态水量下泄要求。

表1 柏岭寺水库工程不同保证率径流年内月分配表 （单位：万m3）

表2 柏岭寺水库工程不同保证率流量年内月分配表 （单位：m3/s）

方案c虽然需要投入一定数量的管道材料和配件，但该方案能够在丰、平、枯各水期全时段内达到水库下泄生态水量的目的，而且利于环境保护行政主管部门和水行政主管部门的监督检查，故推荐方案c为生态流量下泄工程措施。

3.1.3 生态流量及工程措施设计

经过分析，推荐采用方案c。在水库泄洪排沙洞洞室左侧侧墩下部绕过平面闸门、弧形闸门和侧墩，在枢纽冲沙闸底板高程以下设计、敷设生态基流下泄管道设施，并在钢管穿出坝体之后设置不能完全截止最小生态流量的手电自动控制闸阀。手电自动控制闸阀在调至最小过水流量状态时仍可保证枯水期生态流量，控制闸阀开启泄放生态水量时过水流量可保证平水期或洪水期生态流量。另外，洪水期无法调节的弃水量还可通过坝顶溢流下泄至坝下游河道补充三水河生态基流。

3.2 生态流量监测措施

在柏岭寺水库建成运行后，虽然采取了具体的工程和管理措施，但为了保障坝下游三水河最小生态流量的落实，仍需要采取坝下游水库下泄最小生态流量的监督、监测措施，在坝下游三水河河道设置水情在线监测装置对河道生态流量进行监测和监督。

3.3 综合管理措施

（1）首先在枢纽下游减水河段1km处干流河道处布设生态流量水情在线监测警示系统。另外，由水库建设管理部门制定保证最小生态下泄流量的运行管理措施，报请水行政主管部门和环境保护行政主管部门审批、备案，并对水库运行期全年干流河道来水量、供水引水量、下泄流量进行记录统计、监测和归档[3]。同时，把生态下泄流量监测作为水库运行期主要环境监测内容，将来委托具有环境监测资质的单位完成。

（2）建立水库下泄生态流量管理措施，制定工作制度，并在生态基流下泄通道出现故障进行维修的同时，安排专人提升冲沙闸下泄生态流量，同时将工作过程进行详细记录建档，以备检查[4]。

（3）加强河道沿岸宣传工作，增强群众的生态环境保护意识，建立群众监督、举报制度，以确保河道生态基流。

（4）水库管理单位要对泄放流量数据与坝下游生态流量监测数据进行有效的比较和验证，并委托计量认证单位定期对手电自动控制闸阀进行检查，对数据参数定期校验，以保障下泄生态流量的准确性。

（5）确实保障下泄生态流量的生态环境保护工程设施能够与水库枢纽等主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。

4 结论

（1）咸阳市柏岭寺水库建成运行后，应在分析水文情势变化的基础上，按照有关要求下泄生态流量。

（2）经比选分析，确定在水库泄洪排沙洞洞室左侧侧墩下部绕过平面闸门、弧形闸门和侧墩，在底部低于底板高程埋设钢管排放生态水量。

（3）除落实生态流量泄放的工程措施外，还需要配套相应的监督管理措施。

（4）在生态流量泄放的工程监督和管理措施落实后，坝后河道生态需水量将基本得到保障。陕西水利

[1]杨文正,薛联芳.生态流量泄放设施设计及存在问题探讨.中国水电顾问集团中南勘测设计研究院.

[2]吴飚.盖下坝水电站生态流量的确定以及工程措施[J],安徽农业科学,2009年第05期.

[3]南环保支队〔2011〕88号.南平市环保局关于松溪县六墩电站修复生态流量监控设施的通知，（2011年11月29日）.

[4]向芳,黄川友.三岩龙水电站下泄生态流量的确定及措施[J],吉林水利,2011年08期.