四家子水库降等方案及可行性分析

黄志涛

(葫芦岛市水利勘测设计有限公司，辽宁 葫芦岛 125000)

四家子水库位于辽宁省兴城市，水库保护着下游龙兴路(龙湾大街南沿大道)、滨海大道(G206)等重要基础设施安全，同时保护着下游辽宁工程技术大学葫芦岛校区、四家屯街道办事处、2所中小学校等单位和区域安全，水库作用极为重要，地理位置亦十分重要。库区形成的养殖水面284亩对流域环境起到了良好的调节作用，可削减钓鱼台河洪峰，提高下游河道抗洪能力。

1 工程概况

2019年对四家子水库进行了第二次安全鉴定，大坝抗洪能力评价满足要求，洪水能够安全下泄，大坝渗流和结构安全，存在的局部质量缺陷和管理问题不影响水库安全，鉴定四家子水库大坝为二类坝。安全鉴定未对工程效益及主要任务进行论证和调整，总库容维持101.45×104m3未变，洪水标准亦维持10年一遇设计、50年一遇校核不变。多年运行导致库容减小，恢复库容困难、经济性较差，无法发挥潜在效益。为了充分发挥水库的功能效益，将四家子水库进行降等规划。

2 水库降等规划方案

2.1 规划原则

(1)水库降等前应做好当地群众的思想工作，使降等工作能平稳有序的进行。

(2)充分利用水库枢纽及下游钓鱼台河防洪设施，减少水库降等实施方案的工程投资。

(3)考虑水库降等后，原有的灌溉、调洪、养鱼景观等功能如何平稳过度，确保当地群众的生命财产安全基础上促进库区土地的合理利用。

(4)工程实施方案要对水库降等后可能出现的问题进行分析，保证规划方案合理。

2.2 规划标准

调整后四家子水库是一座以防洪为主，兼有养鱼等综合利用的小型水库。

根据调洪演算，四家子水库总库容四家子水库总库容为87.16×104m3，属小(2)型水库，设计洪水标准为10年一遇，校核洪水标准为50年一遇，最大坝高10.7m，最大水位差8.81m。

根据SL 252—2017《水利水电工程等级划分及洪水标准》表3.0.1水利水电工程分等指标，工程规模为小(2)型水库，工程等别为V等，根据表2.2.1永久性水工建筑物级别，主要水工建筑物等级为5级。

四家子水库位于丘陵区，根据安全鉴定评价复核的洪水成果，最大坝高为10.7m，上下游最大水头差8.81m，挡水高度低于15.0m，且上下游最大水头差小于10.0m，洪水标准按平原、滨海区标准确定。

根据平原、滨海区水库工程永久性水工建筑物洪水标准，设计洪水标准为10年一遇洪水，校核洪水标准为20～50年一遇洪水，设计洪水标准及校核洪水标准根据水库重要性及失事后的损失情况均采用上限即设计洪水标准为10年一遇，校核洪水标准为50年一遇，正常蓄水位及防洪限制水位维持20.0m不变。

2.3 水库降等方案

根据水库重新复核结果，水库调洪库容减少，由于下游河道基本治理完毕，标准按照水库20年一遇设计，复核后增加的12.18m3/s，需考虑其影响完善补救措施。

在遵循充分利用水库枢纽及下游钓鱼台河防洪设施，现有防洪能力前提下，提出补救比选方案：

A.维持水库溢洪道下泄流量不变，提高下游河道抵御洪水能力(包括顶部高度、底部冲刷等)

B.修订《兴城市四家子水库大坝安全管理(防汛)应急预案》，采取管理等非工程措施，减小下游损失。

显然，提高下游河道抵御洪水能力涉及面广，投资大，社会影响也大，因此采用方案B。

3 降等影响分析

3.1 经济影响

四家子水库原设计灌溉面积0.3万亩。随着库周城市化进展，大部分土地已调整为城市建设用地，目前水库下游灌溉面积已消失，仅水库上游少量农田有抗旱保墒任务，所以水库只发挥着防洪、养鱼功能。

3.2 社会影响

3.2.1城市建设规划

根据《兴城市城市总体规划(2009—2030)》，为了推动葫兴一体化进程，加快葫芦岛大城区建设，全力打造文化旅游新型支柱产业，启动了兴城滨海温泉旅游新城建设项目。

滨海温泉新城位于兴城市东北部的滨海新区，东临渤海，西靠首山国家森林公园，北依夹山，南接兴海北路，规划占地面积12.5km2，建筑面积1000万m2。规划区可容纳人口13万，其中常住人口10万。新城功能定位为休闲之滨、宜居之城；环渤海世界级滨海旅游度假区的核心区；大葫芦岛都市区集旅游度假、商业居住于一体的新城区；大葫芦岛都市中心区的休闲旅游度假区。根据规划，水库周边土地利用发生了巨大变化。

3.2.2生态建设

随着人们生态休闲旅游的需求日益增长，城乡居民对休闲环境的要求人越来越高，但水库日前的生态状况不能满足人们的需求，需要进行生态规划建设[1-2]。

早在1985年，国务院以国函〔1985〕29号以《国务院关于规划和开发辽宁省兴城旅游区的批复》指出“兴城地区具有发展旅游事业的优越条件”。

2016年，兴城市入选国家旅游局今年公布的首批创建“国家全域旅游示范区”名单，拥有创建国家全域旅游示范区资格。兴城全域旅游示范区创建工作计划在区域内构建“一心两带”发展格局，即以古城为核心，大力发展东部滨海风光旅游带、西部生态休闲与民俗文化旅游带，在有效利用现有资源基础上，积极主动地根据相关细则进行建设发展。

在《增强发展能力提升发展质量全面壮大葫芦岛旅游产业实施方案》(葫芦岛市人民政府办公室，2019年2月28日)强调“抓好兴城市、绥中县全域旅游示范县”，发挥资源优势，丰富旅游产品供给，推进旅游项目向高端化、精品化、休闲化方向转型升级，加快开发各类项目的生态化建设。

国家全域旅游示范区创建，将更加注重区域整体协调发展，是促进水库生态化建设，提质增效的有利契机。

四家子水库作为区域内唯一大面积水域，城市景观需求对水库生态化建设重要性凸显。

表1 四家子水库洪水调节计算成果表

3.3 环境影响

水库周边生态资源保护与开发，能够提升环境质量、增加生态资源内在价值并为缔造区域重要的生物基因库提供条件。

(1)水库周边生态资源保护与开发能够提升空气质量、打造天然氧吧。水库周边生态资源保护，减少工业污染排放，提高森林覆盖率，倡导低碳环保的生活方式将有利于提升空气质量，净化生存空间，打造城市天然氧吧，为兴城市生态城市建设奠定基础。

(2)水库周边生态资源保护与开发能够深入挖掘生态资源特点，提升生态资源的内在价值。在对水库周边生态资源开发的过程中，需要对生态资源进行深入挖掘与修复，并通过生态建设项目提升生态资源的内在价值。

(3)水库周边生态资源保护与开发可以打造区域重要的生物基因库。可以为各类动植物提供优质的生长条件和栖息场所，稳定和扩大区域物种的多样性。在维持生态平衡的基础上，为生物科学研究、科普知识推广提供条件[3-5]。

3.4 降等初步分析

3.4.1实际库容小于100×104m3

据《小型水库大坝注册登记申报表》，四家子水库总库容为101.45×104m3，属小(1)型水库，设计洪水标准为10年一遇，校核洪水标准为50年一遇。

由于四家子水库经50年淤积，实际四家子水库总库容已小于100×104m3；实测调洪库容萎缩，在维持入库洪水，泄洪设施、方式及能力不变前提下，调洪演算50年一遇水位上升0.2m，总库容减少14.29×104m3，为87.16×104m3(未考虑泥沙淤积因素，库区具备未来清淤恢复淤积库容)，小于100×104m3。

根据水库周边建设现状，要恢复调洪库容难以实施(需拆迁、征占地)，且调洪库容减少导致水位上升并未影响大坝安全，恢复库容从经济上讲不合理。符合《水库降等与报废管理办法(试行)》(2003年5月26日水利部令第18号发布)“(二)因淤积严重，现有库容低于SL 252—2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》规定的原设计等别标准，恢复库容技术上不可行或者经济上不合理的”降等条件。

3.4.2水库功能萎缩

四家子水库设计灌溉面积0.3万亩，根据库周及下游城市建设现状、《兴城市城市总体规划(2009—2030)》的用地规划，水库所在的四家子街道建成滨海温泉新城中心，水库承担灌溉任务的农田逐渐被城市建设替代，目前水库下游灌溉面积已消失，仅水库上游少量农田有抗旱保墒任务。水库的主要功能灌溉功能已萎缩丧失，四家子水库成为一座以防洪为主，兼养鱼等综合利用的小型水库。

随着滨海温泉新城规划，四家子水库将成为兴宫首山湖湿地公园的一部分，成为周边人民群众休闲场所，此时水库仍旧作为功能性小(1)型水库存在，不符合兴城市社会经济发展的需要。

水库主要功能灌溉功能的丧失符合《水库降等与报废管理办法(试行)》(2003年5月26日水利部令第18号发布)“(三)原设计效益大部分已被其他水利工程代替，且无进一步开发利用价值或者水库功能萎缩已达不到原设计等别规定的”降等条件。

4 结语

四家子水库运行多年，实际库容低于原水库设计标准，恢复库容困难且不经济，水库主要功能灌溉功能丧失，无法发挥原设计功能指标，新形势下的生态需求又难以满足，建设限制较多。为了充分利用水利功能效益，决定对四家子水库进行降等和功能调整。经过对水库现状及降等方案及降等影响进行分析，结果表明水库降等方案可行，可达到水库工程安全、节约运行维护成本和发挥相应效益的目的。综上，宜将四家子水库由小(1)型水库降为小(2)型水库，水库功能调整为以防洪为主，兼有养鱼等综合利用。水库降低实施规划影响因素众多，实施方案还需要结合其他因素全面慎重考虑。