太湖水库主要功能转换后的工程效益评价

阮匡旺，陈晓东，颜海鹰

(1.浙江省温岭市水利局，浙江 温岭 317500;2.浙江水利水电学院 水利与环境工程学院,浙江 杭州 310018)

1 工程概况

1.1 项目背景

温岭市太湖水库工程位于大溪镇境内，于1962年建成，原以灌溉为主兼防洪、发电、养鱼等综合利用的水利工程，设计灌溉面积3 000 ha.1964年建成坝后式电站，装机容量2×200 kW，设计年发电量70万kw.h.随着经济社会发展，城市化、工业化快速推进，土地使用性质不断转型，现实际灌溉面积已降至413 ha.而农业产业结构的不断调整和农田基础设施的不断完善，实际的灌溉用水量降低.同时，河网水环境变劣，生活和二三产业用水水质要求提高和需求增大，1994年开始为所在地的大溪水厂提供水源.2007年对电站机组进行改造，一台装机容量改为250 kW，另一台报废.

1.2 主要气象、水利要素

温岭地处浙江东南沿海，属亚热带季风气候，受海洋性气候影响明显，总的特点是气候温和，四季分明，雨量充沛，光照适宜，早春回温迟，秋季降温慢.年平均降雨量1 609 mm、平均气温17.3 ℃，无霜期252天.灾害性天气主要为干旱和洪涝.夏秋受副热带高压控制而晴热无雨易造成干旱，洪涝则主要由梅雨和台风雨造成.太湖水库大坝坝址以上控制集雨面积25.1 km2；总库容2 446万m3，正常库容1 769万m3；多年平均降雨量1 678.9 mm，最大值2 427.6 mm(1990年)、最小值987.1 mm(1967年).

1.3 温岭市可饮用水资源现状

目前，温岭全市域可供饮用水源的仅为153座水库及山塘，总蓄水能为7 666万m3，兴利库容5 588万m3.近年来的平原河网水质多为Ⅴ类或劣Ⅴ类，近期难以用作饮用水源.对拥有121万人口的温岭市来说，可饮用水资源匮乏.目前，从境域外的长潭水库引水工程供水已占市域供水能力的一半.

2 工程水资源有效利用的综合评价

2.1 来水量分析

因缺乏实测的流量资料，故利用降雨资料推求设计径流，流域面雨量选用大溪、太湖水库两站为代表.利用太湖水库1985-2007年共23年降雨资料反推逐月入库水量资料，建立降雨——径流关系.然后，利用其关系，插补展延1957-1984年、2008-2011年的径流系列，求得太湖水库1961-2011年共51年径流资料(见图1).

图1 太湖水库历年径流深柱状图

太湖水库多年平均流量0.85 m3/s，多年平均径流量2 678万m3，多年平均径流深1 066.9 mm，年径流系数0.63.其中枯水年平均流量0.3 m3/s，年平均径流量948.2万m3，年平均径流深377.8 mm.平水年平均流量0.83 m3/s，年平均径流量2 602.1万m3，年平均径流深1 036.7 mm.丰水年平均流量1.3 m3/s，年平均径流量4 112.5万m3，年平均径流深1 638.4 mm.

太湖水库年径流在年内的分配呈现双峰的特征，第一个峰多发生在6～7月，主要由梅雨洪水形成，第二个峰多发生在8～9月，主要由台风洪水形成(见图2).

图2 太湖水库径流深年内分配图

2.2 需水量分析

2013年，大溪镇户籍人口为12.8万人，外来人口7.6万人，其中城区人口10万人(含外来人口)、农村人口10.4万人.根据调查，2011年人均综合用水量城区220 L/人·d，农村140 L/人·d，管网漏水按20%估算，在不考虑人口及人均用水量增长因素下，则平均日需水量为4.4万m3，年需水量为1 606万m3.根据温岭市大溪水厂迁扩建工程水资源论证报告载，2020年大溪水厂供水人口规模为24.87万人，供水量为10万m3/d.太湖水库的来水量不能满足要求，需要新建大溪岙水库及长潭引水补给满足.

2.3 工程水资源利用现状[1]

管网供水：目前大溪水厂设计日供水规模3万m3、供水人口14万人.2011年最高日供水3.3万m3，平均日供水2.19万m3，供水人口12万人，据统计，近5年水库供给水厂年水量约800万～950万m3.

发电用水：为确保水厂及农业灌溉用水，目前水库电站仅在汛期水库汛限水位以上进行发电.2006年至今，仅在2007年和2011年进行了发电，共发电约100万kW·h，实测发电耗水约23 m3/kW·h.

农业灌溉：目前太湖水库实际灌溉面积413 ha，农业种植结构调整后水稻以种一季为主，常年用水量下降.由实测降雨、蒸发资料按作物灌溉制度推求设计灌溉定额，由设计灌溉定额推求灌溉净需水量，灌溉需水量考虑渠系水利用系数.农作物水稻的灌溉定额采用田间腾发系数α法.土壤特性：砂性土占20%，粘性土占80%；砂性土日渗漏量为3 mm，粘性土日渗漏量为1 mm.灌区多年平均灌溉净定额为384.1 m3.灌区多年平均灌溉净需水量为238万m3，灌区防渗渠道的全面建成，渠系水利用系数取用0.65，毛需水量为366万m3.

常年弃水：根据近十年的相关数据统计，太湖水库丰水期平均年弃水量约1 300万m3.弃水统计数据基本符合水量平衡计算.

3 有效利用工程水资源的合理性与效益分析

3.1 水库工程水资源质量分析

根据《温岭市水资源综合规划报告》及2014年温岭市水功能区水环境功能区修编方案，太湖水库取水口侧水域对应集雨区范围内陆域为温岭市饮用水水源Ⅰ级保护区，目标水质为Ⅱ类水..现状水质氨氮、总磷、铜指标偶尔为Ⅱ类、总氮指标经常为Ⅲ类，其余指标均优于Ⅰ类水质标准.只要严格执行《温岭市水资源综合规划报告》水质保护目标要求，水质就能得到保证.

大溪水厂取水口为太湖水库原发电输水隧洞，采用DN600钢管从发电输水隧洞接出原水，通过重力自流输至净水厂区，取水口至厂区间无其他污染，能保证水质.

3.2 水库主要功能转换的合理性分析

随着社会发展的需要，太湖水库从1994年开始为大溪水厂供水，将部份水资源转换成生活和二三产业用水.20多年来，农业用水需求锐减；生活和二三产业用水量从平均每日0.3万m3提高到2007年的平均每日1.4万m3，2011年再提高到平均每日2.19万m3，供水人口12万人.以上事实证明，水库主要功能的转换，符合经济社会发展的需求，是合理的[2-3].

3.3 有效利用工程水资源的效益分析[4-6]

目前，太湖水库50%的水源已经得到充分利用，未能充分利用的水源主要是丰水期的弃水.利用好这些水资源，整个工程将产生十分可贵的经济效益、社会效益和生态效益.

经济效益：在农业灌溉用水量下降后，如功能未得到转换，最大利用效益是发电.按改装后的装机容量和每度电耗水量23 m3计算，入网电价为0.485元，原水价值仅0.02元/m3，为供给水厂水价(0.3元/m3)的7%.功能转换后，按大溪水厂现状供水能力，已年增效益252万元.随着大溪水厂迁扩建工程的实施，水库弃水资源将得到有效利用，预期年增效益可达390万元.此外，灌区农田基础设施不断完善，渠系水利用系数从0.60提高到0.65，可节约水量约30万m3用于供水，可年增效益9万元.以上水源的充分利用，同时可以减少大溪水厂长潭引水用量，降低供水成本(长潭水供给温岭的净水价为2.33元).

社会效益：大溪镇是联合国可持续发展试点镇，又是省级中心镇，2013年2 000万元及以上规模工业产值116亿元.该镇经济发达，人口规模大，用水需求发生了质的变化，生活和二三产业用水急增.从2007年到2011年需水变化和水厂迁扩建计划可看出，缺水问题十分突出.现状的资源利用和即将对弃水的充分利用，既可以减少弃水浪费，又可增加供水，社会效益十分显著.

生态效益：通过水库水源保护区的划定，居民生活燃料转换，集水区森林覆盖率逐步增加，植被、土壤涵养水源能力逐步提高，水面率基本保持平衡，调蓄功能增加，库区生态环境逐步走向良性.下游灌区河网与温黄平原金清水系分界处建有控制闸及橡胶坝，在经常的农业灌溉用水供给、丰水期的小量弃水及枯水期库水的适量补给情况下，可使河道正常蓄水，灌区河网生产生态用水得到保证.

4 结论与思考

从太湖水库主要功能的转换来看，是完全附合经济社会发展需求的，同时也实现了工程水资源综合效益的再大化.

随着社会经济的快速发展，水环境破坏日益严重，人民群众对生产生活用水质量的要求又在提高，这对用水保障提出了新的课题.而早期建造的水库工程，各地应根据实际情况，适应社会发展需求，实现主要功能转换，有效保护水资源及水环境，优化水资源开发利用，服务于经济社会发展，实现三个效益的综合发挥等，也是今后水利工程特别是水库工程管理的发展方向.这些都是值得思考的问题.

参考文献：

[1] 李晓红,刘 曦.冯家山水库灌区水权转换可行性推理与节水潜力分析[J].陕西水利,2011(3)：173-176.

[2] 姚德仓,高晓婷.试论冯家山水库工程水权转换[J].陕西水利，2012(3)：146-148.

[3] 刘 斌.关于水权的概念辨析[J].中国水利,2003(1)：32-33.

[4] 马海峰,孙淑华,司建宁.宁夏初始水权分配及水权转换实践与经验[J].人民黄河，2013(7)：44-48.

[5] 李金燕,张维红.青铜峡铝业项目黄河水权转换实施技术探讨[J].人民黄河，2013(1)：53-56.

[6] 陈云云,张 瑞.浅析华阴市长涧河城区段生态治理[J].陕西水利，2012(3)：147-149.