马河水库生态流量管布置设计探究

马河水库生态流量管布置设计探究

凌  博

昭通市水利水电勘测设计研究院  昭通市657000

[摘 要]：在河流上修建水库工程必须保证下泄足够的流量以满足下游河道的生态需求。本文通过实际水库工程归纳了几种生态流量管布设的方案,比较了各种方案的优缺点,重点讨论了水库运行期间生态流量的泄放措施。

关键词：输水隧洞；生态流量管

0引言

‌生态流量是指为了维系河流、湖泊等水生态系统的结构和功能，需要保留在河湖内符合水质要求的流量（水量、‌水位）及其过程，这是提升河湖生态系统质量和稳定性的基础。生态流量的管理和保护是维护河流、湖泊等水生态系统健康和功能的基础，对于促进水资源可持续利用和生态环境保护具有重要意义。在中小型水库枢纽建设中，生态流量管的布设一般考虑通过输水隧洞引出，但在其布设时需考虑管道检修断流、阀门控制、泥沙淤积等与输水隧洞运行管理矛盾的地方，结合马河水库枢纽工程，采用对比分析方法，从工程投资大小、工期长短及运行管理等方面进行思考探究。

1工程概况

威信县马河水库工程任务是解决集镇和农村生活供水及农业灌溉干旱缺水问题，同时水库建成后对减轻水库下游沿岸村镇和农田洪水危害有一定的作用。水库设计供水人口 5.73万人，大、小牲畜 1.95 万头，设计灌溉面积 0.20 万亩（新增灌溉面积 0.17 万亩，改善灌溉面积 0.03 万亩）。设计供水量 218.9万 m³。水库建成后可以减轻下游的防洪压力，防洪保护人口 480人，保护农田 400 亩及电力、通讯、交通等基础设施。水库死水位 1346.8m，死库容 12.9 万 m³；正常蓄水位1373.40m，相应库容 198.8 万 m3，兴利库容 185.9 万 m3；设计洪水位 1375.28m，相应库容 223.8 万 m³；校核洪水位 1376.03m，总库容 234.4 万 m³，调洪库容 35.6 万 m³。

马河水库枢纽工程由混凝土面板堆石坝、副坝、溢洪道、输水导流隧洞组成。其中主坝为混凝土面板堆石坝，最大坝高 47.6m；副坝为埋石混凝土重力坝，位于主坝右岸低凹丫口，最大坝高 11.3m；溢洪道沿大坝右坝肩岸坡布置，全长 227.5m；输水导流隧洞布置于右岸山体内，总长277.0m。灌区管道工程主要由主干管和 1 条支管组成。灌区管道长 1.726km，从输水导流隧洞出口分水闸阀取水，布设于乡村公路旁，在 1+726 处与“威信县五库连通工程”输水管连接，将水输送至威信县扎西镇，设计流量 Q=0.25m3/s。生态流量Q=0.01m3/s，生态流量管在检修闸门壁内埋设，通过输水隧洞穿出，采用阀门控制。

水库工程概算总投资为 26098.75 万元，（静态总投资 25464.24 万元，建设期利息 634.50 万元）。其中:工程部分投资 16392.58 万元，水库征地移民安置补偿费 8630.01 万元,环境保护工程 62.24 万元,水土保持工程费 379.42 万元，建设期利息 634.50 万元。水库单位库容投资 111.34 元/m3。

2生态流量管布设方式的思考

2.1生态流量管通过灌区干管分岔引出方案

输水导流隧洞导流功能结束后，从封堵段开始埋设壁厚为8mm的DN600钢管铺设至出洞口作为灌区及生态供水管的主干管。生态流量管通过灌区管道引出，通过阀门控制流量及压力，水流经过输水导流隧洞出口泄槽，最终通过输水导流隧洞出口消力池进入河道。

此布设方式优点是布局简单，在实际施工中利于操作，同时节约生态流量管长度，投资较优；缺点是，生态流量管道流量受到隧洞主干管的控制，主干管可能存在检修工况（竖井检修闸门关闭），造成生态流量断流，虽然这种工况发生的概率很低且时间短暂，但是一旦生态流量断流，对下游水生生物影响较大。

2.2生态流量管通过隧洞底板埋设方案

生态流量管通过底板下单独埋设，不存在与输水干管共用段，不受输水干管水流控制，生态流量管在隧洞出口穿出后，通过阀门控制流量及压力，水流经过输水导流隧洞出口泄槽，最终通过输水导流隧洞出口消力池进入河道。

此布设方式优点是单独控制生态流量，不受检修竖井控制，不存在断流的情况；缺点是，生态流量管需要在隧洞衬砌底板下凿设管槽，施工难度较大，且管道较长，投资较大，同时生态流量管进口在闸门前底板处，在闸门检修关闭时形成泥沙淤积，容易造成管道进口拥堵。

2.3生态流量管进口预埋在竖井壁后穿出隧洞方案

生态流量管穿过检修闸门井时，通过预埋的方式，此段管道进口位于检修闸门进水口上部且管头加设莲蓬头，后段管道则通过隧洞净空单独穿出隧洞，通过阀门控制流量及压力，水流经过输水导流隧洞出口泄槽，最终通过输水导流隧洞出口消力池进入河道。

此布设方式优点是单独控制生态流量，不受检修竖井控制，不存在断流的情况，且不需要通过在隧洞地板下埋设，施工难度较低，施工较为方便，同时生态流量管头不处于泥沙淤积区，不容易造成管道进口拥堵；缺点是，生态流量管在竖井壁埋设时需要避开竖井的结构钢筋，此位置需要在施工阶段尤为注意。

3结语

生态流量的管理和保护是维护河流、湖泊等水生态系统健康和功能的基础，对于促进水资源可持续利用和生态环境保护具有重要意义，在水利水电工程中，选择安全经济有保障的生态流量下放方式至关重要，在各种下放方式中需要根据工程的实际需求综合考虑，以达到下游水生态的健康稳定发展。

[参考文献]

[1] [1]王明疆,张锦堂,郭浩洋,等.水利水电工程蓄水期生态流量泄放措施研究[J].西安理工大学学报,2021,37(01):53-56.

作者简介：

凌  博，昭通市水利水电勘测设计研究院工程师、勘察设计注册工程师（水工结构）、咨询工程师（投资）、一级造价工程师（水利工程）、通讯地址：云南省昭通市昭通大道水利办公大楼。