鱼形山水库补水工程方案探讨

张正贤 杨艳红

（1.益阳市梓山村水库管理处 益阳市 413000；2.益阳市西流湾电排管理站 益阳市 413000）

1 概 述

鱼形山水库位于益阳市赫山区境内，正常库容为2560万m3，原设计功能为以灌溉为主，兼顾防洪、发电、养鱼、旅游等，设计灌溉面积0.34万hm2（5.10万亩），有效灌溉面积0.28万hm2（4.13万亩）。

随着益阳东部新区的发展，水库功能将转变为灌溉、景观、生态和应急备用水源等，加上近年来，极端气候造成干旱频发，导致鱼形山水库的综合供水量剧增。东部新区内没有大江大河，同时大型蓄水设施缺乏，属于资源型及设施型双重缺水地区，水资源瓶颈问题突出，根据益阳市主城区的供水现状和东部新区城镇供水规划，其水源点均为资江，随着资江上游城市和工矿企业的发展，为应对突发事件，应尽快选用应急备用水源地以备不时之需。从东部新区的地理位置及各方面情况分析，鱼形山水库是其应急备用水源地的最佳选择。

目前，鱼形山水库的每年10月至次年4月为水库枯水期，最枯水位为58.78m，造成库区消落带高差近17m，库尾绵延5km以上消落带呈现一派黄土色，与其他植被覆盖区域形成鲜明反差，给库区生态造成了较大的不利影响，不符合两型社会的环境友好型指标和东部新区各产业区对鱼形山水库的生态景观需求。

通过对鱼形山水库进行调节计算，在规划水平年鱼形山水库要同时满足综合供水需求，多年平均缺水307.6万m3，在保证率为85%的情况下，缺水624.5万m3，主要缺水时段为7～10月。采用工程措施提高鱼形山水库的综合供水能力，改善水库及周边生态环境是十分必要的。

2 鱼形山水库补水的条件

为满足益阳东部新区工农业生产的需要和社会经济的发展，对鱼形山水库进行补水是非常必要的，同时鱼形山水库也具备实施补水的良好条件。

（1）可引水量和水质完全能够满足鱼形山水库补水需要。通过对拟定引水渠线增加的外引集雨面积进行产流计算，保证率为85%的年份可引水量为221.1万m3，相同保证率下，志溪河硪公石水闸处的年径流量为15017.1万m3，7月上旬至10月上旬年径流量为2647.2万m3。工程拟定外引集雨面积植被覆盖良好，无重金属及工矿企业污染，居民生产、生活污染较小，且随着东部新区建设的推进，大部分村民均需外迁集中安置，其生活污染会进一步减小。根据湖南省水环境监测中心洞庭湖分中心实验室提供的志溪河水质监测数据，志溪河水质为Ⅳ类水，满足一般工业用水、农业用水和一般景观用水需求。且志溪河流域绝大部分在益阳市行政区域范围内，流域面积相对较小，便于水环境整治和保护。

（2）引水渠外引14.99km2集雨面积的径流未破坏已建的蓄水工程和原来的灌溉系统，仅收集现有水利工程未拦蓄的地表径流，不影响原有水利工程的灌溉效益；补水工程从志溪河硪公石水闸取水的时段为每年的7月上旬至10月上旬，保证率为85%年份的取水量为611.6万m3，引用水量只占志溪河硪公石水闸以上对应年份年径流量的4.07%；占取水时段径流量的23.1%。且当河道内流量小于1.84m3/s时不提水，对下游用水基本无影响。

（3）鱼形山水库大坝已进行了除险加固，枢纽工程完全能够满足水库正常调节要求，随着东部新区建设的推进，鱼形山水库库区淹没线77.0m以下居民均需外迁集中安置，水库蓄水可不再受汛限水位限制，按正常库容蓄水，从而使水库的实际蓄水量增大。

（4）鱼形山灌区已列入国家中型灌区续建配套计划，通过分年度实施，可使鱼形山的灌溉水利用系数在设计水平年提高到0.60，在满足农田灌溉需求的情况下，大大节约了农田的灌溉用水量，同时，随着灌区内小型水库除险加固工程等水源改造项目的实施，可增加灌区基础供水量，从而减小对骨干水源工程的需水量，这些都为鱼形山水库水量的综合利用创造了条件。

（5）通过鱼形山水库补水工程的建设，扩大了鱼形山水库的集雨面积，提高了水库的复蓄系数，同时，在丰水季节可增加水库向下游溪河的输水量，有利于改善下游河道的水质和水生态环境，提高 “两型”卫星城的环境质量。同时，鱼形山水库位于赫山区新河大型灌区的上游，增加外引面积后，可起到调节灌区水量作用。

（6）工程建设资金有保障。鱼形山库区及周边区域为省市共建的两型卫星城，城乡建设用地总面积为36.47km2，其中建设用地面积为33.39km2，根据其产业布局规划，生态宜居生活区、银发产业区、特色科教文化产业园、低碳技术产品展示中心、特色商业步行街区、哥本哈根小镇、生态运动休闲走廊七大功能区均环水库周边而建，进入开发程序后，土地升值潜力大，而土地出让金是基础设施建设资金的有力保障。同时，根据2014年中央一号文件精神，国家在近10年内将加大对水利工程设施建设的投入，工程的兴建可从水利抗旱方面争取国家资金。

3 补水方案拟定和比较

3.1 补水工程任务

鱼形山水库补水工程的主要任务为：增加鱼形山水库可供水量，满足鱼形山灌区灌溉、东部新区应急备用供水水源及生态景观的用水需求。要完成上述任务，补水工程拟从两个方面来增加鱼形山水库的可供水量：一是修建引水渠道，截引其控制集雨面积内的径流，并通过联合调度沿线小型水库的运行，增大引水渠道的有效引水量；二是通过改造硪公石水闸，拦蓄志溪河径流，兴建黄泥洞提水泵站将水提灌入引水渠再流入鱼形山水库。

为解决鱼形山水库的水源问题，根据鱼形山水库周边地区水资源分布情况，通过分析其附近河流的水文特性和地形情况，可以向鱼形山水库补水的水源点有资水和志溪河两个方案。

3.2 资水补水方案

资水为洞庭湖水系四大河流之一，流域形状南北长、东西窄，地势西南高、东北低。资水流域面积28142km2，河长约653km。资水流域多年平均降水量为1483.3mm，多年平均径流量252亿m3，年内分配与降雨季节变化相应。多年平均连续最大4个月径流量一般出现在4～7月，占全年总量的54%。径流量的年际变化较大，最大年径流量374.8亿m3（1994年），最小年径流量140亿m3（1963年），多年平均径流量为228亿m3。拟建取水点处资水多年平均流量为724m3/s，最小流量为15.5m3/s，水量满足要求。根据湖南省水环境监测中心洞庭湖分中心实验室提供的资水水质监测数据，水质满足要求。

从资水补水拟新建泵站提水，通过管道将水引入鱼形山水库。水源点位于资江青龙洲河段，河道地面高程为（19.0～23.0）m，多年平均水位为30.6m，枯水位为26.3m，出水口位于鱼形山水库溢洪道处，鱼形山水库正常蓄水位为75.6m，则补水净扬程为45.0m，加管路损失后总扬程为116.7m。补水工程由提水泵站、加压泵站、输水管道及管路附件等组成。根据鱼形山水库的缺水量和相应的时段，规划水平年保证率为85%的引水量为624.5万m3，补水时间为2个月，考虑损耗增加水量后则拟建泵站的设计提水流量为1.45m3/s，工程投资1.51亿元。预计运行成本2.5元/t、年运行成本769万元。

3.3 志溪河引水

志溪河是资水一级支流，流域面积626km2。志溪河流经桃江县，从金子滩进入赫山区境内，从南向北于李家洲汇入资水，多年平均年径流量4.8亿m3，多年平均流量15.2m3/s。志溪河硪公石水闸以上控制流域面积为237.0km2，干流长度27.0km。多年平均年径流量2.0亿m3，多年平均流量6.3m3/s。

志溪河补水拟采用黄泥洞提水泵站从硪公石水闸上游取水，通过引水渠，将水引入鱼形山水库，其补水量由两部分组成：一部分利用引水渠控制集雨面积降雨形成的径流量；一部分通过黄泥洞提水泵站从志溪河提水。补水工程由改造加固硪公石水闸、新建黄泥洞提水泵站、新开引水渠等三大部分组成，工程投资2.07亿元。引水渠控制集雨面积为27.35 km2，扣除现有小型水库的集雨面积和无法汇流面积12.36km2，可新增集雨面积15.0km2。新增多年平均引水量为411.5万m3，一般年份无需从志溪河提水。预计工程年运行费用376.53万元。

3.4 方案比较和确定

通过对以上2个水源点的调查、计算、分析和对比研究可以看出：从资水引水水量充足，工程投资相对偏小，但只能通过泵站提水，工程年运行费用较高，采用单管供水的保证率低（采用双管供水还需曾加造价5000万元），而且随着资江上游城市和工矿企业的发展，发生突发性水污染事故的机率加大，存在水源安全问题；从志溪河和增加外引集雨面积补水，虽然工程投资相对较大，但大部分年份外引集雨面积的引水量就能满足鱼形山水库的用水需求，黄泥洞提水泵站运行的时间相对较少，补水工程保证率能够满足规范要求，志溪河硪公石水闸上游流域面积相对较小，绝大部分区域均在益阳市行政区域范围内，水源保护的难度也相对较小，而且渠道建成后，对提高引水渠道沿线农田的灌溉保证率有一定的作用。

经过上述技术经济比较得出，采用方案二，即增加外引集雨面积和从志溪河提水的方案作为鱼形山水库补水工程方案。

4 结论和建议

鱼形山水库位于益阳市赫山区境内，受益区包括赫山区、益阳市城区和高新区，原设计主要供水目标为农业灌溉，随着城市和社会经济的发展，本区域的供水矛盾将更加突出。在规划水平年鱼形山水库要同时满足综合供水需求，多年平均缺水307.6万m3，在保证率为85%的情况下，缺水624.5万m3。采用工程措施提高鱼形山水库的综合供水能力，改善水库及周边生态环境是十分必要的。

通过对自资水补水和自志溪河补水两个方案进行技术经济比较可以看出，自资水补水水量充足、工程投资相对偏小，但工程年运行费用高，而自志溪河工程投资相对较大，但大部分年份外引集雨面积的引水量就能满足鱼形山水库的补水的需求，提水泵站运行的时间相对较少，且水源保护的难度也相对较小。自志溪河补水方案优于自资水补水方案。

鱼形山水库补水工程的实施，能极大地提高水库的供水能力，有利于受益区域的社会经济发展和环境改善，建议开展前期工作，以利工程尽快上马、尽快发挥效益。