淄川區(qū)查王閘工程除險(xiǎn)加固效益分析

張 珂

（淄博市萌山水庫管理處，山東 淄博 255318）

查王閘樞紐工程位于淄博市淄川區(qū)南約5 km 城南鎮(zhèn)山嘴頭村附近，閘址以上流域面積243.7 km2。2009 年，經(jīng)過安全鑒定，查王攔河閘被評為四類閘。2018 年12 月，查王閘除險(xiǎn)加固工程正式開工建設(shè)。對查王閘攔河閘、左岸引孝濟(jì)范渠首工及現(xiàn)狀引水閘、沖沙閘維修改造等三部分進(jìn)行除險(xiǎn)加固改造。一是拆除現(xiàn)狀并新建攔河閘，共9 孔，閘孔總凈寬52 m，閘門擋水高度2.68 m，其中攔河閘工程采用8 孔平面鋼閘門，每孔凈寬6 m。二是將左岸引孝濟(jì)范渠首引水閘與攔河閘進(jìn)行合建，采用單孔平面鋼閘門，孔口凈寬4 m；新建引水渠道49.83 m，其中明渠段長34.53 m，暗渠段長15.3 m。三是對現(xiàn)狀引水閘、沖沙閘更換閘門、啟閉機(jī)并對啟閉機(jī)房進(jìn)行外裝。工程實(shí)施后，查王閘所具有的調(diào)水、灌溉、補(bǔ)源、沖沙等多項(xiàng)功能于一體的綜合樞紐功能得到恢復(fù)，成為實(shí)現(xiàn)淄博市“三河相通、兩庫相連”的水資源統(tǒng)一調(diào)度管理的重要組成部分。

1 興利調(diào)節(jié)計(jì)算

1.1 引孝濟(jì)范引水口現(xiàn)狀來水量

引孝濟(jì)范渠首引水閘位于孝婦河上游，引水口以上無水文點(diǎn)，且下墊面條件與同流域內(nèi)萌山水庫水文站控制流域相似。因此通過對萌山水庫1962—2011 年現(xiàn)狀來水量進(jìn)行頻率計(jì)算，得出多年平均現(xiàn)狀來水量為3 259 萬m3，再通過水文比擬，得出引孝濟(jì)范引水口多年來平均來水量為 2 758 萬 m3。

1.2 萌山水庫可引水量

1）孝婦河來水量。孝婦河的來水量主要受流域內(nèi)水文、氣象等自然條件影響，同時(shí)也受流域內(nèi)水利工程的影響。不同年份天然徑流系列與實(shí)測徑流系列存在著較大差異。

2）控制運(yùn)行方式。查王閘設(shè)計(jì)閘底板高程和引孝濟(jì)范渠首引水閘閘底板高程均為102.1 m，正常擋水高度104.8 m。查王閘攔河閘及引水閘均采用自動(dòng)控制并設(shè)置汛限水位。當(dāng)汛期上游水位持續(xù)上漲，且站前水位達(dá)到104.5 m 時(shí)，攔河閘開啟閘門并進(jìn)入敞泄?fàn)顟B(tài)；當(dāng)上游水位持續(xù)下降，且上游水位達(dá)到103.0 m 時(shí)，攔河閘則關(guān)閉閘門進(jìn)入蓄水狀態(tài)。

3）引水閘及干渠設(shè)計(jì)過流能力。引孝濟(jì)范渠首工程采用有壩引水方式從孝婦河進(jìn)行引水，并利用查王閘攔河閘壅高水位進(jìn)行調(diào)蓄，通過水閘形成的河道蓄水量進(jìn)行調(diào)節(jié)入渠水量。通過計(jì)算，在攔河閘蓄水情況下，引水閘最大過流能力為13.9 m3/s，平均過流能力為6.9 m3/s。由于渠道設(shè)計(jì)過流能力為7.0 m3/s，受渠道制約，理論上引孝濟(jì)范渠道月最大可引水量為1 814 萬m3。

4）可引水量分析。考慮到引孝濟(jì)范干渠的設(shè)計(jì)引水能力，在孝婦河來水且可引水的條件下，萌山水庫最大可引水量即引孝濟(jì)范引水口來水量扣除生態(tài)景觀用水量（取多年平均來水量的10%）為2 482 萬m3，且每月的擬引水量和歷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。通過對查王閘進(jìn)行除險(xiǎn)加固，本段河道設(shè)計(jì)防洪能力達(dá)到20 年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步提升孝婦河洪水調(diào)蓄能力和河道防洪減災(zāi)能力。經(jīng)實(shí)地調(diào)查分析和洪水頻率計(jì)算，根據(jù)不同頻率洪水條件下的徑流情況，通過各頻率下的淹沒面積和受災(zāi)人口，分析對應(yīng)的損失率，得出工程實(shí)施前后各種頻率洪水時(shí)的洪災(zāi)損失值，進(jìn)而得出多年平均洪災(zāi)損失。經(jīng)計(jì)算，在加固前，多年平均洪災(zāi)損失為135.0 萬元；加固后，多年平均洪災(zāi)損失降至3.5 萬元。治理前后多年平均減少洪災(zāi)損失約131.5 萬元。

2）農(nóng)業(yè)灌溉效益。工程實(shí)施后，由于灌溉水量增加，查王灌區(qū)共330 余公頃土地所種農(nóng)作物的產(chǎn)量也相應(yīng)增加。

結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際調(diào)查，通過分?jǐn)傁禂?shù)法得出，該灌區(qū)的農(nóng)作物主要為玉米和小麥，在保證充足的灌溉水量條件下，畝均年糧食增產(chǎn)量30 kg。綜合糧食單價(jià)按2.5 元/kg 計(jì)算，同時(shí)考慮到灌溉渠道工程、其它投入等分?jǐn)?，效益分?jǐn)傁禂?shù)取0.5 且農(nóng)業(yè)灌溉效益按糧食作物計(jì)算，所得效益為37.5 萬元。綜合兩者，查王閘除險(xiǎn)加固工程增量收益為169.0 萬元。

2.2 工程效益

作為連接孝婦河和萌山水庫的樞紐工程，同樣也是萌山水庫引孝濟(jì)范干渠的渠首工程，查王閘的除險(xiǎn)加固除了增量收益外，其工程建設(shè)為萌山水庫帶來的效益也十分明顯。多年來，萌山水庫來水量少且十分不均，受年際、年內(nèi)變化幅度影響很大，而孝婦河流域歷年平均降水量為628 mm，多年平均徑流總量為1.98 億m3，水量十分充足。2015 年，萌山水庫實(shí)施增容工程，將興利水位抬高至83.0 m，新增加庫容近1 000 萬m3，同時(shí)對全長17.3 km 的引孝濟(jì)范干渠進(jìn)行維修加固，為恢復(fù)“引孝入萌”奠定了基礎(chǔ)。

工程實(shí)施后，一方面，孝婦河向萌山水庫生態(tài)供水補(bǔ)源功能恢復(fù)，可根據(jù)萌山水庫的庫容情況和供需水量情況，及時(shí)調(diào)引孝婦河水對萌山水庫進(jìn)行入庫徑流量補(bǔ)給，使得萌山水庫年最大可引水量達(dá)到2 482 萬m3，年平均供水量增加1 312 萬m3，確保萌山水庫常年保持5 000～6 000 萬m3的庫容。充分滿足文昌湖區(qū)及淄博主城區(qū)生態(tài)景觀用水、向下游企業(yè)提供1 050 萬m3工業(yè)用水、查王灌區(qū)330 余公頃及萌山水庫下游3 733 hm2農(nóng)田灌溉用水的需求，推動(dòng)淄博市民生水利開創(chuàng)新局面。另一方面，萌山水庫作為中心城區(qū)的備用飲用水源，在庫容充足的情況下，一旦其他飲用水源出現(xiàn)緊急情況，可迅速承擔(dān)起為中心城區(qū)供水的任務(wù)，提供可靠的供水保障。

2.3 管理效益

通過多年來規(guī)劃建設(shè)，查王閘除險(xiǎn)加固工程在做好金屬結(jié)構(gòu)和電氣設(shè)備安裝、保證主體工程安全運(yùn)行的同時(shí)，不斷加大配套設(shè)施的資金投入力度，持續(xù)推進(jìn)“以引促管”新型管理機(jī)制。采用B/S 架構(gòu)，并以智能實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái)為依托，實(shí)現(xiàn)對本工程的閘門遠(yuǎn)控、攔河閘基礎(chǔ)安全監(jiān)測以及視頻監(jiān)控的全自動(dòng)化監(jiān)測手段，達(dá)到了以科技促管理的要求。同時(shí)，正逐步將該系統(tǒng)接入萌山水庫“智慧水庫”綜合管理平臺(tái)，并通過與市國土局、市水文局等相關(guān)部門實(shí)現(xiàn)信息共享與關(guān)鍵業(yè)務(wù)整合，融合雷達(dá)、視頻監(jiān)控等科技手段，達(dá)到對查王閘和引孝濟(jì)范干渠進(jìn)行全天候工程管護(hù)監(jiān)測及安全監(jiān)測，為今后工程管理和安全運(yùn)行提供科技手段和技術(shù)支持。

2.4 生態(tài)效益

自2017 年起，文昌湖區(qū)突出生態(tài)優(yōu)勢，加強(qiáng)景區(qū)建設(shè)，投資開發(fā)建設(shè)萌山水庫沿岸總長近21 km、占地面積達(dá)453.33 hm2的環(huán)湖公園和萌山森林公園和總長近16 km、占地110 hm2的范陽河公園，全力打造全市乃至全省的生態(tài)高地、城市公園和旅游度假勝地。

工程實(shí)施后，可全力保障文昌湖區(qū)的生態(tài)景觀用水，讓“綠水青山”變?yōu)椤敖鹕姐y山”，助力打造淄博市最優(yōu)的生態(tài)環(huán)境。同時(shí)，結(jié)合近年來實(shí)施的萌山水庫增容工程、范陽河綜合整治工程及引水入萌二期工程等重點(diǎn)項(xiàng)目，進(jìn)一步強(qiáng)化中心城區(qū)生態(tài)水系水源保障，助力淄博市“八河聯(lián)通、六水共用、清水潤城”生態(tài)水系建設(shè)。