沭河流域雨洪资源利用实例浅谈

王敬磊　王艺晗

水文水资源

沭河流域雨洪资源利用实例浅谈

王敬磊王艺晗

一、引言

沭河发源于沂水县沙沟镇山南麓，向南流经沂水、莒县、莒南、临沭、河东、郯城六县区，在临沭县大官庄枢纽分新、老沭河；新沭河向东，经江苏省石梁河水库在临洪口入黄海；老沭河（原河道）入江苏省后经新沂河向东至燕尾港入黄海。沭河支流众多，多分布于中上游，流域内大中型水库大都建在上游，拦截面积较小，已建拦河坝蓄水能力又很小，难以拦蓄利用洪水资源。据统计，沭河大官庄多年平均下泄水量9.1亿m3，占沭河大官庄以上多年平均水资源量的60%。

针对流域来水在时间和地区上的丰枯不均，面对日趋严重的水资源供需矛盾，流域管理机构与地方水行政主管机构在确保流域安全度汛的前提下，多次进行了洪水资源化利用的有益尝试，包括“引沂济淮”工程、挖掘流域大型湖泊的蓄水潜能，尽可能多地“蓄水待用”“科学调度使洪水变废为宝”等，在洪水资源化利用方面取得了显著成效。

金牛水电站于2007年2月建成投产发电，主要利用沭河汛期雨洪资源引水发电，运行至今状态良好，取得了较好的经济效益和社会效益，是沭河流域雨洪资源利用的典例之一。

二、工程概况

1.电站位置及规模

金牛水电站为引水式小（一）型水电站，位于山东省临沂市临沭县牛腿沟出口处，总装机容量为4×500kW，设计流量21.6m3/s，由引水渠、前池、压力钢管、主厂房、尾水渠及尾水闸等组成，占地面积共计约2258m2。

电站枢纽工程特性指标见表1。

表1　电站枢纽工程特性指标表

2.引水发电条件

电站主要利用大官庄枢纽汛期来水和牛腿沟出口泄水闸闸上来水发电，工程本身不耗水，对水量、水质无特殊要求。进口引水闸设在大官庄沭河上游左岸，用水由牛腿沟左岸引水渠引至前池，再由压力钢管引入发电厂房，尾水通过尾水闸进入新沭河。引水发电受进口引水闸闸前水位和新沭河泄洪水位两方面因素的影响，根据来水流量不同，调整机组数量（在考虑牛腿沟流域来水量情况下）。电站引水发电条件详见表2。

表2　电站引水发电条件表

3.雨洪资源可利用量

综合考虑大官庄枢纽调度、电站引水发电条件等因素，工程不同典型年可利用雨洪资源量、电站可运行天数、发电保证程度、机组运行及发电量统计情况见表3、表4。

电站的建设主要利用沭河汛期雨洪资源发电，非汛期来水量较少时段不发电。经分析可知，在丰水及平水年份，年运行天数约为220天和110天左右，发电量可达645万kW·h及300万kW·h，水量能够满足机组正常运行的需要，水源水量基本可靠；枯水年份来水量较小，仅小部分时段可满足机组发电用水需求，发电能力较低。

三、工程运行合理性分析

1.利用已有大官庄枢纽蓄水水位优势

大官庄水利枢纽工程的建成，增强了南四湖、骆马湖和新沭河的调蓄洪能力，实现了真正意义上的沂沭河洪水东调就近入海，减轻了鲁南苏北洪水压力，同时枢纽工程也具备了兴利蓄水功能。

2006年10月，临沭县人民政府向沂沭河水利管理局递交《临沭县人民政府关于建议沭河大官庄水利枢纽工程蓄水的报告》，建议沂沭河水利管理局批准大官庄水利枢纽工程按51.50m高程控制蓄水，充分发挥工程应有的效益。2006年11月16日，沂沭河水利管理局下达《关于沭河大官庄水利枢纽工程蓄水问题的复函》，原则上同意大官庄水利枢纽按51.50m高程蓄水，同时规定引用大官庄枢纽工程蓄水需交纳水费。

已有蓄水水位优势满足电站发电运行条件：当进口引水闸闸前水位达到49.5m时，可引流量为5.4m3/s，开启第一台机组；进口引水闸闸前水位达到51.0m时，可引流量为21.6m3/s，电站满负荷运行。

2.利用沭河汛期雨洪资源引水发电

沭河大官庄多年平均下泄水量9.1亿m3，占沭河大官庄以上多年平均水资源量的60%。近5年平均下泄水量8.7亿m3，占大官庄以上近5年平均水资源量的69.9%。电站主要利用汛期沭河雨洪资源进行发电，非汛期来水量较少时，停止发电。满负荷运行每天可发电4.8万kW·h（折合用水40m3/kW·h），多年平均用水量为2.1亿m3，多年平均年发电量537 万kW·h。金牛水电站的建设运行既能充分利用沭河汛期雨洪资源，又能缓解当地能源不足的问题，产生了较好的社会经济效益。

3.运行服从大官庄水利枢纽管理局调度

表3　各典型年电站可运行天数及发电保证程度统计表

电站工程的进口引水闸（即新沭河灌区引水闸）已建成并交给大官庄水利枢纽管理局统一管理，完全服从大官庄局的统一调度。目前，电站已与大官庄水利枢纽管理局达成共识，每年年末签订下一年用水协议，协议中临沂市金牛水电有限公司承诺“服从大官庄水利枢纽防洪调度、非汛期调度、防污调度意见，满足新沭河、老沭河下游的抗旱用水及生活用水的要求，同时每年定期向大官庄水利枢纽管理局交纳一定的费用，引水计划完全服从大官庄局的调度”。

4.最小下泄流量合理性分析

根据《沭河水量分配方案》规定，沭河大官庄控制断面的最小生态下泄流量1.14m3/s，沭河在大官庄处与分沂入沭水道分泄的沂河洪水汇合后，向南由人民胜利堰闸控制入老沭河，向东由新沭河泄洪闸控制入新沭河。电站建设于新沭河与牛腿沟相交处，且电站从牛腿沟左岸引水发电，并未阻断牛腿沟来水，牛腿沟汇入新沭河的最小下泄流量由牛腿沟进口泄水闸控制，归大官庄水利枢纽管理局统一管理。考虑到本工程的特殊性，最小下泄流量仅对引水削落河段——新沭河泄洪闸至牛腿沟出口泄水闸河段进行分析。

由于该河段为人工劈开马陵山形成的引河段，无珍稀水生物种存在，河床为岩石出露，对生态要求较低，现状无敏感生态问题，下游河道用水主要为生态用水，无其他工农业、生活取水口，最小下泄流量以生态用水量来考虑。根据分析计算，生态需水量采用90%保证率最小月平均流量，因此最小下泄流量同生态需水量均为187.8万m3。由于电站管理部门已与大官庄水利枢纽管理局签订用水协议，引水发电完全服从调度管理，因此最小下泄流量满足合理性要求。

表4　现状及规划水平年各保证率下可利用水量、机组运行及发电量表

5.取退水合理性分析

项目引水发电，减少了新沭河泄洪闸至发电尾水河道断面河段来水量，但该河段为人工劈开马陵山形成的引河段，基本不会造成大的影响。工程实施改变新沭河边界条件，对新沭河左岸（尾水闸与新沭河相接处）岸坡稳定有一定影响，根据电站尾水扩散角度及洪水对连接处的冲刷作用，确定护砌长度30m，采用护砌等工程措施以消除本项目影响。电站已与大官庄水利枢纽管理局签订用水协议，完全服从调度管理，同时在保证老沭河、新沭河下游抗旱用水及生活用水的需求的情况下引水发电，对上下游用水户基本无影响。

电站运行期发电退水回归原河道，对水量、水质影响较小；机组检修污水经油水分离后，达标排放；生活污水经化粪池处理后用于农肥；运行期退水对水功能区及第三者基本无影响。

四、结语

金牛电站利用大官庄枢纽蓄水水位优势和已建新沭河灌区取水口，将沭河汛期雨洪资源引至牛腿沟发电，运行完全服从大官庄水利枢纽管理局的调度管理，取水对区域水资源、水文情势、生态及其他用水户基本无影响；退水通过油污分离、化粪池等措施处理后，对水功能区及第三者基本无影响。电站多年平均年发电量537万kW·h，在一定程度上缓解当地能源不足的问题，产生了较好的社会经济效益，是沭河流域雨洪资源利用的典型实例。

沭河流域降水时空分布不均，降雨量的70%主要集中在汛期，甚至是汛期当中的几场大雨，而且年际丰枯变化很大，容易形成非涝即旱、旱涝交替发生的局面。在地表水补充严重不足、地下水日益枯竭的情况下，寻找新的水资源已成为当务之急。为此，适时转变治水观念，合理利用雨洪这种非常规资源，有着巨大的经济和社会效益。从单纯的防洪减灾转变为在考虑防洪减灾的同时，充分利用雨洪资源，以适应21世纪水利保障经济社会可持续发展、建立和谐社会的要求■

（作者单位：安徽淮河水资源科技有限公司233000河海大学水文水资源学院210098）