商南县清油河水库建设影响分析

孟 浩，赵瑞明

（商南县县河水库管理处，陕西 商洛 726300）

清油河水库枢纽由堆石混凝土重力坝、溢流坝段、泄洪排沙底孔和引水孔等组成。水库工程为小（1）型，总库容984 万m3，规划为商南县城年供水量830 万m³。为了减少工程建设对流域的影响，需对水库建设带来的影响进行分析。

1 河流概况

清油河发源于秦岭南麓蟒岭商南县沙坪乡的苏沟，自北向南，在过风楼镇徐家店村汇入丹江。清油河流域北高南低，流域面积369 km2，主河道全长58 km，河道有效落差为895 m，河道平均比降为13.1‰。清油河流域地处亚热带与暖温带过渡地带，多年平均降水量为795 mm，年最大降水量为1 013.6 mm，年最小降水量为420.1 mm，两者比值为2.4，说明流域内降水量年际变化较大。

2 水库规模及影响范围

清油河水库枢纽工程是一座拟修建在清油河干流上游的水源工程，位于商南县清油河镇团坪村下游0.6 km 处，坝址距清油河镇7.0 km，东距商南县约18 km。坝址以上控制集雨面积145 km2，多年平均径流量3 263万m3，多年平均流量1.03 m3/s。

取水影响论证范围为清油河整个流域，面积为369 km2；退水影响论证范围为坝址以下至清油河入丹江区间流域，面积为224 km2。

3 水库建设影响分析

3.1 水量损失分析

清油河水库建设后，由于库水面增加增大了水量损失。水库水量损失包括水库渗漏损失和水面蒸发损失。清油河水库渗漏损失量按旬平均库容的0.33%计算。清油河水库水面蒸发损失量计算公式为：

式中：ΔW为水库水面蒸发损失量（m³）；ΔE为水库水面蒸发损失深（mm），清油河水库多年平均水面蒸发损失深为415.3 mm，其年内分配见表1；FV为建库增加的水面面积（m²），取计算时段始末的平均面积。

表1 清油河水库蒸发增损年内月分配 mm

3.2 对河道径流影响分析

清油河上游无取水工程，因此清油河水库的入库水量即为水库上游河道的天然来水量。清油河水库建成后，未改变上游的水资源条件。而且由于水库的建设使库周的地表水用水条件有所改善，对区域水资源的分配可起到较好的调节作用，对库周多数区域用水是有利的。工程运行中，坝址下游形成减水河段，改变了河道的径流特点，对河道的水文情势有所影响。

在枯水年份、平水年枯水期，清油河水库出流首先保证下游河道的生态基流，再考虑城镇生活生产供水。考虑到供水范围外的下游地区沟壑密布，地下水资源丰富，故水库建设对下游用水户影响不大。河道天然径流经水库调节后，可向商南县城提供生产生活和工业用水830 万m3，有利于区域水资源的合理开发和利用。

3.3 对防洪安全影响分析

采用推理公式计算库区坝址处洪水，将暴雨形成洪水的过程分为产流与汇流2 个阶段，然后在假定和概化的基础上，利用等流时线原理，经过推理，得出洪峰流量的计算公式。其基本假定为：流域汇流时间内的净雨强度不变，即可用平均净雨强度来表达；将汇流面积曲线即汇流面积随时间的变率概化为矩形，且沿程汇流速度不变。其计算步骤如下。

（1）确定流域特征参数θ。本次采用《商洛地区实用水文手册》中的经验公式θ=L2/FJ1/3得出流域特征参数，式中L为河长（km），F为流域面积（km2），J为坡降。

（2）确定汇流参数m。m参数是一个具有流域汇流特点的综合性经验参数，它与雨强的大小、降雨历时的长短、雨量时空分布的不均匀性、暴雨中心的移动以及下垫面的干湿等情况有关。由于以上原因影响，同一流域各次洪水的m值变化范围较大。但从有关资料分析看，m值又与本次洪水的净雨深h有关，即m随净雨深h的增大而减少，并逐渐趋于稳定。本次采用《商洛地区实用水文手册》中的经验公式m= 0.19θ0.575计算，得出汇流参数。

（3）根据净雨计算成果表，自最大净雨强度开始向前后相邻时段连续累加，并除以相应的时距，得出时段平均最大净雨强度ht/t，式中ht为t时的净雨深（mm），t为降雨时间（s）。经计算，求得与t相应的洪峰流量Qt，其计算公式为Qt= 0.278（ht/t）F。

（4）根据流域面积大小，假定几个洪峰流量，计算出各假设洪峰流量所对应的汇流历时τ，即τ=0.278L（mJ1/3Qm1/4），式中Qm为设计洪峰流量（m3/s），其余变量含义与前面相同。

（5）在普通方格纸上点绘t—Qt和Qτ—τ2 条相关曲线，2 条曲线交点对应的纵横坐标即为所求的设计洪峰流量Qm和汇流历时τ。各项目区求得20 a一遇设计洪峰流量成果，详见表2。

表2 推理公式法洪水计算成果

由此可见，水库坝址处洪水还是较大的。如果建设了清油河水库，在洪水期可以拦蓄洪水，减小下游洪水威胁，提高下游河道防洪能力。

清油河河谷呈“V”形，河谷宽度20.0～60.0 m。清油河水库区位于秦岭南部中低山区，高程600～900 m，河流两岸山势陡峻，植被良好，冲沟发育。水库区山峦环抱，地形封闭，无单薄分水岭存在，亦无与外界连通的沟谷凹地，地形条件较好。水库区两岸地下水出露点高程高于正常蓄水位，地下水补给河水；库区构造不发育，无贯穿库区的断层，沿断层向库外渗漏的可能不存在，无不安全因素。

清油河水库校核洪水位654.30 m，设计洪水位652.00 m。在汛期多蓄水，即水库蓄至正常蓄水位，但同时应满足泄洪要求，保证坝身安全，经过水库调蓄拦洪错峰，有利于提高下游防洪能力和流域防洪保障能力，在实际运行中具有良好的防洪效果。

3.4 对水库上游及移民区影响分析

清油河流域坝址上游无任何水利水电工程以及大型取水用户。坝址上游的两岔河、碾子沟、峡联、七盘磨等村子未被本次供水范围所覆盖。通过调查，两岔河、碾子沟、峡联、七盘磨等村子住着零星住户，居民生活一般采用区间沟道水或打井取水，而且用水量特别小，不会对水库的来水量产生影响。因此，水库建设不会对库区上游居民产生影响。

清油河水库坝址主要淹没、影响范围涉及商南县团坪村七组1个村组。水库淹没影响实物调查成果显示，在水库正常蓄水位为648.00 m情况下，清油河水库枢纽工程淹没范围涉及团坪村七组1个村民小组，淹没影响涉及52户183人，淹没耕地10.67 hm2、各类房屋6 335.13 m2及各种附属建筑物，在一段时间内会对当地经济产生一些影响。随着移民前期补偿和后期扶持政策的逐步实施，通过调整生产结构，发展特色产品，强化移民安置区各项基础设施建设，增加移民收入，移民的生活水平会随着非移民区一起攀升。而且，由于清油河水库的修建提高了灌溉保证率，并且把一部分旱地、荒地变成了水浇地，增加了耕地面积和生产量，比现状水平略高一些。水库的建设对移民区有利有弊，总体而言利大于弊。

3.5 对水质影响分析

清油河流域范围内，现状无工业和乡镇企业，基本无污染物排放。水库建成运行后，库周工业污染源与现状相比不会增加。

水库建成后，与原河道相比，水流湍急紊动作用减弱，曝气复氧作用减小，随之导致水体对有机污染物的自净能力减小，即水体环境容量减小。在其他相关因素相同的情况下，建库后有机污染物的最大允许入库浓度较建库前会有所减少。但从清油河流域范围内的污染源状况看，污染源很少，污染物量很小，污染物背景含量很低，即使在水库建成后有机污染物的最大允许入库浓度有所减小的不利情况下，有机污染物入库的总负荷量不会超过最大允许入库量，水库水体仍有一定的环境容量。

3.6 对水库富营养化影响分析

水库建成蓄水后，水库水温具有一定的分层性，自上而下降低。水库形成后，水流变缓，增加了有机物在库中的自净降解时间与能力，且水库上游无较大污染点源，不会出现有机污染。水库氮、磷主要来源为农田化肥的流失，据调查库区化肥施用量很小，只要加强管理，库区内出现氮、磷等营养元素过量的可能性不大；但水库初期蓄水阶段，被淹农田、植被均对水库水质有一定影响，应注意加强蓄水前的水库清理。

由于水库来水主要为降水和泉水补给，库区上游无大的污染源，水质较好。水库蓄水后，上游来水挟带的泥沙沉积在库内，使水质变清。因此，对水质的不利影响主要是施工期的生产生活废水。经初步分析，生产废水主要是含沙量较高经沉淀处理即可。对生活污水来说，由于其主要成分为有机物（BOD5、CODcr及细菌超标），加之该河段水质功能要求高，因此应采用高效处理装置进行净化处理达标后再排放。

水库蓄水，水体引入库区后水流变缓，水深增大，水体在水库中的滞留时间变长有利于有机物的生物降解，可能导致水库水体富营养化的因素主要是水库上游来水中的氮磷营养物的数量以及库区周围排入的氮磷数量。目前，库区周围氮磷污染源主要为农业化肥流失及村民生活污水，库区内无行政村，有耕地。在目前上游来水中的氮磷浓度水平下，水库蓄水不会发生富营养化情况。

3.7 对水生生物影响分析

清油河水库工程不涉及自然保护区、风景名胜区、较大的基础设施等敏感目标，无环境制约因素；工程建设和运行通过设置放水管等设施下放生态基流，可以减缓对坝下河道生态的不利影响。

施工期工程建设的废水和生活污水经处理后排放或用于灌溉，对水生生物基本无影响。水库建成后，坝下径流量有所减少，导致水生生物的栖息环境被压缩，但在采取河道生态用水工程保障措施的情况下，坝下河段不会产生断流现象，水生生物的栖息环境不致恶化。库区没有国家和地方保护的珍稀、濒危野生动物。可见，工程施工和运行对水生生物的影响不大，现有的水生生态环境不会发生大的改变。

3.8 对下游用水户影响分析

清油河流域坝址下游的谭平村、前湾村被本次供水范围所覆盖；田家湾、八龙庙、四坪村、安沟均未被本次供水范围所覆盖。田家湾、四坪村现状均从清油河坝址下游右岸支沟（田家湾所在支沟和四坪村所在支沟）取水，水库拦蓄对其无影响；八龙庙现状主要从清油河主干道取水，在非汛期一般情况下，由于水库拦蓄径流供水，退水进入河道的径流量总体讲有所减少，但经调查发现，坝址下游近坝址处共发现泉眼两处，分别位于左、右岸沟谷，为下降泉，主要从岩体裂隙中渗出，地下水位略高，可补给清油河主干道河水，完全足够八龙庙村居民生活用水，故水库拦蓄对其无影响；安沟现状取水主要通过打井和从清油河左岸支沟取水，水库拦蓄对其也无影响。故清油河水库取水对下游用水户影响甚微。

3.9 对退水影响分析

清油河水库为新建水库工程，考虑泄水建筑物在下泄洪水时会产生流速较高的水流，对坝下水生态环境、河道岸坡稳定造成一定影响，故溢洪道采用底流消能方式使水流流入下游河道，以削减流速。底流消能方式在水工建筑物的消能设计中应用广泛，消能效果较好。

清油河水库运行中，退水主要为河道生态环境用水，生态流量为0.103 5 m³/s，相应的每年下游有326.3万m3河道生态水量退入河道，加上其他弃水和下游河道水量，保证了河道的生态环境流量，可以有效地减少或避免对下游河道的生态环境造成不良影响，河道水体基本可维持水功能区原有特性。由于清油河水库为城市供水，无生产和污染物产生，所以退水不会对水质、水生态环境以及第三者造成不利影响，但水库退水水量小于天然河道水量，河道水体稍有变化。

4 结语

清油河水库属供水为主，兼顾防洪的综合性水利工程。通过分析探讨，清油河水库建设将使该区域水资源得到充分合理利用，对提高下游防洪保障能力、促进当地居民脱贫致富和地方经济社会的持续发展具有十分重要的意义。工程运营中优先保证下泄生态环境水，可以减缓对坝下河段生态的不利影响；不存在水质、水量问题和移民、环境制约因素，对其他用水户的用水权益不会造成影响，建议工程早日开工建设。