淄川区查王闸工程除险加固效益分析

张 珂

（淄博市萌山水库管理处，山东 淄博 255318）

查王闸枢纽工程位于淄博市淄川区南约5 km 城南镇山嘴头村附近，闸址以上流域面积243.7 km2。2009 年，经过安全鉴定，查王拦河闸被评为四类闸。2018 年12 月，查王闸除险加固工程正式开工建设。对查王闸拦河闸、左岸引孝济范渠首工及现状引水闸、冲沙闸维修改造等三部分进行除险加固改造。一是拆除现状并新建拦河闸，共9 孔，闸孔总净宽52 m，闸门挡水高度2.68 m，其中拦河闸工程采用8 孔平面钢闸门，每孔净宽6 m。二是将左岸引孝济范渠首引水闸与拦河闸进行合建，采用单孔平面钢闸门，孔口净宽4 m；新建引水渠道49.83 m，其中明渠段长34.53 m，暗渠段长15.3 m。三是对现状引水闸、冲沙闸更换闸门、启闭机并对启闭机房进行外装。工程实施后，查王闸所具有的调水、灌溉、补源、冲沙等多项功能于一体的综合枢纽功能得到恢复，成为实现淄博市“三河相通、两库相连”的水资源统一调度管理的重要组成部分。

1 兴利调节计算

1.1 引孝济范引水口现状来水量

引孝济范渠首引水闸位于孝妇河上游，引水口以上无水文点，且下垫面条件与同流域内萌山水库水文站控制流域相似。因此通过对萌山水库1962—2011 年现状来水量进行频率计算，得出多年平均现状来水量为3 259 万m3，再通过水文比拟，得出引孝济范引水口多年来平均来水量为 2 758 万 m3。

1.2 萌山水库可引水量

1）孝妇河来水量。孝妇河的来水量主要受流域内水文、气象等自然条件影响，同时也受流域内水利工程的影响。不同年份天然径流系列与实测径流系列存在着较大差异。

2）控制运行方式。查王闸设计闸底板高程和引孝济范渠首引水闸闸底板高程均为102.1 m，正常挡水高度104.8 m。查王闸拦河闸及引水闸均采用自动控制并设置汛限水位。当汛期上游水位持续上涨，且站前水位达到104.5 m 时，拦河闸开启闸门并进入敞泄状态；当上游水位持续下降，且上游水位达到103.0 m 时，拦河闸则关闭闸门进入蓄水状态。

3）引水闸及干渠设计过流能力。引孝济范渠首工程采用有坝引水方式从孝妇河进行引水，并利用查王闸拦河闸壅高水位进行调蓄，通过水闸形成的河道蓄水量进行调节入渠水量。通过计算，在拦河闸蓄水情况下，引水闸最大过流能力为13.9 m3/s，平均过流能力为6.9 m3/s。由于渠道设计过流能力为7.0 m3/s，受渠道制约，理论上引孝济范渠道月最大可引水量为1 814 万m3。

4）可引水量分析。考虑到引孝济范干渠的设计引水能力，在孝妇河来水且可引水的条件下，萌山水库最大可引水量即引孝济范引水口来水量扣除生态景观用水量（取多年平均来水量的10%）为2 482 万m3，且每月的拟引水量和历史引水量均小于可引水量。

2 工程效益

2.1 增量效益

1）防洪效益。通过对查王闸进行除险加固，本段河道设计防洪能力达到20 年一遇防洪标准，进一步提升孝妇河洪水调蓄能力和河道防洪减灾能力。经实地调查分析和洪水频率计算，根据不同频率洪水条件下的径流情况，通过各频率下的淹没面积和受灾人口，分析对应的损失率，得出工程实施前后各种频率洪水时的洪灾损失值，进而得出多年平均洪灾损失。经计算，在加固前，多年平均洪灾损失为135.0 万元；加固后，多年平均洪灾损失降至3.5 万元。治理前后多年平均减少洪灾损失约131.5 万元。

2）农业灌溉效益。工程实施后，由于灌溉水量增加，查王灌区共330 余公顷土地所种农作物的产量也相应增加。

结合当地实际调查，通过分摊系数法得出，该灌区的农作物主要为玉米和小麦，在保证充足的灌溉水量条件下，亩均年粮食增产量30 kg。综合粮食单价按2.5 元/kg 计算，同时考虑到灌溉渠道工程、其它投入等分摊，效益分摊系数取0.5 且农业灌溉效益按粮食作物计算，所得效益为37.5 万元。综合两者，查王闸除险加固工程增量收益为169.0 万元。

2.2 工程效益

作为连接孝妇河和萌山水库的枢纽工程，同样也是萌山水库引孝济范干渠的渠首工程，查王闸的除险加固除了增量收益外，其工程建设为萌山水库带来的效益也十分明显。多年来，萌山水库来水量少且十分不均，受年际、年内变化幅度影响很大，而孝妇河流域历年平均降水量为628 mm，多年平均径流总量为1.98 亿m3，水量十分充足。2015 年，萌山水库实施增容工程，将兴利水位抬高至83.0 m，新增加库容近1 000 万m3，同时对全长17.3 km 的引孝济范干渠进行维修加固，为恢复“引孝入萌”奠定了基础。

工程实施后，一方面，孝妇河向萌山水库生态供水补源功能恢复，可根据萌山水库的库容情况和供需水量情况，及时调引孝妇河水对萌山水库进行入库径流量补给，使得萌山水库年最大可引水量达到2 482 万m3，年平均供水量增加1 312 万m3，确保萌山水库常年保持5 000～6 000 万m3的库容。充分满足文昌湖区及淄博主城区生态景观用水、向下游企业提供1 050 万m3工业用水、查王灌区330 余公顷及萌山水库下游3 733 hm2农田灌溉用水的需求，推动淄博市民生水利开创新局面。另一方面，萌山水库作为中心城区的备用饮用水源，在库容充足的情况下，一旦其他饮用水源出现紧急情况，可迅速承担起为中心城区供水的任务，提供可靠的供水保障。

2.3 管理效益

通过多年来规划建设，查王闸除险加固工程在做好金属结构和电气设备安装、保证主体工程安全运行的同时，不断加大配套设施的资金投入力度，持续推进“以引促管”新型管理机制。采用B/S 架构，并以智能实时监控平台为依托，实现对本工程的闸门远控、拦河闸基础安全监测以及视频监控的全自动化监测手段，达到了以科技促管理的要求。同时，正逐步将该系统接入萌山水库“智慧水库”综合管理平台，并通过与市国土局、市水文局等相关部门实现信息共享与关键业务整合，融合雷达、视频监控等科技手段，达到对查王闸和引孝济范干渠进行全天候工程管护监测及安全监测，为今后工程管理和安全运行提供科技手段和技术支持。

2.4 生态效益

自2017 年起，文昌湖区突出生态优势，加强景区建设，投资开发建设萌山水库沿岸总长近21 km、占地面积达453.33 hm2的环湖公园和萌山森林公园和总长近16 km、占地110 hm2的范阳河公园，全力打造全市乃至全省的生态高地、城市公园和旅游度假胜地。

工程实施后，可全力保障文昌湖区的生态景观用水，让“绿水青山”变为“金山银山”，助力打造淄博市最优的生态环境。同时，结合近年来实施的萌山水库增容工程、范阳河综合整治工程及引水入萌二期工程等重点项目，进一步强化中心城区生态水系水源保障，助力淄博市“八河联通、六水共用、清水润城”生态水系建设。