某某地区灌区补源工程可行性研究报告

- - 1 综合说明 黄陂夏家寺灌区补源工程是通过工程措施将滠水河的水送到夏家寺水库，维持夏家寺库水位在 46.39 米以上，主要目的是解决干旱年份夏家寺灌区的灌溉和旅游景点木兰湖水位偏低问题。 1.1 基本情况 1.1.1 灌区概述 夏家寺灌区范围包括黄陂区的长堰、王家河、蔡柘、甘棠、六指、塔尔、鲁台等七个乡镇，自然面积 46.5 万亩，计 310 平方公里。除此之外，红安的部分耕地也在灌区内引水。灌区原设计灌溉面积 19.64 万亩，目前实灌面积只有 11.4 万亩，规划达到灌溉面积 21.64 万亩。 灌区以粮食作物为主，是武汉市的主 要粮、棉、油产区之一，粮食作物主要有水稻、小麦、玉米、薯类、豆类等，经济作物有油菜、芝麻、花生、棉花、蔬菜等。 灌区现有人口 28.3 万人，人口密度 913 人 /km2，农村共有劳力 11.7 万人。 夏家寺灌区现有大型水库一座，小型水库 19 座，塘堰 11566口，总容积 3.782 亿立方米，有效容积 1.68 亿立方米。 夏家寺水库为本灌区内唯一的一座大型水库，具有灌溉、防- - 洪、旅游（木兰湖旅游区）、城镇供水等多种功能，是夏家寺灌区的主要水源，夏家寺水库拦截滠水河支流长堰河，流域属湖北省水文气象第一、三、四区交界处，水库承雨 面积 142 平方公里，河道长 19 公里，主河道平均坡降为 2.2 ，流域为丘陵区呈扇形，植被良好。水库总库容 2.9 亿 m3，其中兴利库容 1.2 亿 m3，防洪库容 0.79 亿 m3，死库容 0.9 亿 m3，水库承雨面积 142km2，多年平均径流量为 0.937 亿 m3。 1.1.2 灌区现存问题 (1)灌区供、需矛盾突出，灌溉保证率降低，干旱年份实灌面积仅占设计灌溉面积的 60%。 (2)夏家寺水库蓄水量不能满足木兰山风景区进行旅游开发的要求。 (3)由于旱季缺水，导致灌区内水库及塘堰水位下降，生态环境遭到破坏。 (4)灌区配套建设不 完善，渠系漏水 ,渠系利用系数偏低。 1.1.3 水文气象 灌区所处流域 属北亚热带季风性湿润气候，受太平洋湿热气团和西伯利亚冷气团影响，降雨多为锋面雨；若遇厄尔尼诺现象，气候会表现异常，如 1998年、 1999年。 每年 6月中旬，西太平洋副热带高压出现第一次北抬，跳过北纬20 ，由我国华南季节性北进至江淮一带，因北方冷空气和南方暧湿- - 空气常在副高边缘交汇处相互作用，从而使长江流域形成梅雨天气。 据夏家寺雨量站 1972年至 2000年的雨量资料，夏家寺灌区多年平均年降雨量为 1204.8mm。丰水年份最大年降雨量为 2116.3mm（ 1983年）， 干旱年份最小年降雨量为 773.1mm（ 1978 年）， 在 29 年的降雨资料中，年降雨量在 1000mm以下的年份有 7年。 夏家寺灌区的水资源主要为天然降雨，多年平均径流量 1.69亿立方米，最大年径流量 3.61 亿立方米，最小年径流量 0.72 亿立方米。一般年份水资源利用率可达到 50%。 据长轩岭水文站泥沙观测资料系列分析（ 其资料连续序列在40年及以上）， 测流断面多年平均含沙量 0.250kg/m3，年平均含沙量最大值为 0.709 kg/m3， 多年平均输沙量 16.336万 t，多年平均输沙模 数 124.417t/km2。其中年最大输沙量 56.9万 t，发生于 1968年；年最小输沙量 0.814 万 t，发生于 1978 年。年最大与最小输沙量相差数十倍，这表明输沙量受河道径流量影响显著。 滠水全年泥沙总量 89%-98%集中在汛期，非汛期泥沙含量极少。 1.2 水资源论证 1.2.1 项目建设的必要必性 （ 1） 灌区内农业用水灌溉保证率低、覆盖率低，严重影响农业生产。 - - 夏家寺水库原设计灌溉面积 19.64 万亩。水库自 1970 年正常畜水后， 历年最大实灌面积 17.0 万亩，但因水库供水不足，目前仅灌溉 11.4 万亩。 尚 有 8.24万亩灌溉死角。若与区内 26.6万亩耕地比较，则另有几万亩耕地需要灌溉。特别是最近几年来，旅游业的发展，更加剧了农业灌溉供需矛盾，导致农业生产发展受制。据统计，自建库以来，先后出现 8次大的旱灾，因缺水导致抽水库死水（即死水位以下）的次数逐年增多，时间间隔越来越短。 1971 年 1990 年的 20 年间抽水库死水 2 次； 1991 年 2001 年 10 年间，抽水库死水4 次，从正常蓄水到现在，抽死水的几率高达 20%，平均每 5 年中有一年要抽死水。 （ 2） 兴建补源工程是恢复改善灌区生态环境的需要 由于该区缺水，致使水 库及塘堰平均水位下降，带来了水体水质恶化，特别是灌区内的部分小型水库和大部分堰塘，每逢旱季，水体发黑发臭，生态环境也随之变坏，很多珍稀鸟类因环境恶化已迁徙，如 70 80 年代随处可见的白鹤如今难觅踪影。同时，该区内的养殖业也随着水质变差和植物的萎缩而衰退。因此，兴建补水工程，保持充沛的水量供应，可以恢复原有的自然生态环境，并保持生态的长期平衡。 （ 3） 社会经济的发展、特别是旅游业的发展迫切要求大量优质供水 灌区水量不足，已不同程度地制约了区内工农业生产的发展和人民生活的正常进行，特别是严重影响了木兰湖（即 夏家寺库区）旅游- - 的发展。木兰湖旅游度假区经过十几年的开发建设，已成为华中地区规模较大、档次较高的旅游区，区内建有度假村及宾馆 28 家，具备单次同时接待万名游客食宿的能力，素以“碧水青山山映水，明镜绿水水浮山”的美景为特色，以山水灵秀吸引游客，是黄陂区乃至武汉市吸引外商外资的“卖点”之一。但是，近几年来，由于水的供不应求，致使木兰湖年平均水位急剧下降，旅游旺季大部分时间水位在46.0 米以下，离死水位 44.87 米不远，因而破坏了木兰湖山水相依的景色，再不能满足游客水上乏舟观景的要求。据调查，木兰湖游客量已由原来的 210万人次 /年逐年下降到现在的 158万人次 /年，下降25%，旅游业年利润由原来的 920 万元下降到 640 万元，下降 30%。并且已影响到外商对黄陂区的投资。 （ 4） 兴建补源工程可为黄陂区城关提供了优质供水。 目前，黄陂城区用水是在绕城而过的滠水下游段取水。由于城区的迅速扩大，人口随之急增，大量的人类活动，产生了对滠水黄陂城区段水体污染。同时工业的发展，更加剧该河段水体污染速度。因此，黄陂城区段水质已有变差趋势。兴建补源工程，为将来从夏家寺水库调水到城区（距离 6.3 km）创造了条件。 总之，兴建该工程， 可优化黄陂区水资源的配置，提高滠水水资源的利用率，提高灌区内农田灌溉的保证率和覆盖率，可保障区内人民生活用水，充分发挥木兰湖旅游业在黄陂区经济建设中的作用。所以，该工程的实施事关区内人民的安居乐业，事关黄陂经济的繁荣和可持续发展。 - - 1.2.2 工程目标及 供需水平衡结果 兴建补源工程的主要目标是 使夏家寺灌区灌溉保证率达到80%，灌溉面积达到 21.64 万亩；满足灌区内工业用水和人畜饮水； 为了满足木兰湖的旅游水位要求，夏家寺水库死水位由原来的 44.87 抬高到 46.0 米。 使木兰湖水位高于 46.39米的年份达到80%以 上。 灌区需水包括农业灌溉用水，工业用水和人畜饮水。 规划期的灌区的引输水工程采取防渗措施以提高灌溉水利用系数，本灌区灌溉水利用系数取为 0.65。规划期的多年平均灌溉需水量为 12252万 m3,工业年用水量为 1000万 m3,人畜引水量为每年 1672.48 万 m3,规划期灌区多年平均总用水量为 14924万 m3。 夏家寺灌区的水资源主要靠天然降雨，通过蓄水工程和提水工程加以利用，现有大型水库一座，小型水库 19 座，塘堰 11566口，总容积 3.782 亿立方米，有效容积 1.68 亿立方米。 夏家寺灌区的水源除来自蓄水工程外 ，目前尚无其它水源工程，夏家寺水库是该灌区内唯一的一座大型水库，直接灌溉面积17.866万亩（包括塘堰灌溉面积），多年平均径流量 7740万 m3。 夏家寺水库除承担 17.866万亩的直接灌溉面积外，还负担向 19座小型水库供水的任务。小型水库总承雨面积 61.03km2，灌溉面积 3.774万亩，当来水不足时，可由夏家寺水库补充水源，这些水库包括人造湖、吴家寺、绵羊山等。 夏家寺灌区全部蓄水工程的多年平均可供水量为 11058 万- - m3（未含库面蒸发损失 1890 m3，下同）。与规划期灌区多年平均总需水量 14924 万 m3相比，多年平均缺水量为 1976 万 m3； 70%的干旱年份年缺水量为 4728 万 m3; 80%的干旱年份年缺水量为6008 万 m3; 90%的干旱年份年缺水量为 7764 万 m3。 80%的干旱年份最大月缺水量为 3186 万立方米（七月），其次为 2226 万立方米（八月）， 892 万立方米（六月）。 据 19722000 年的资料分析， 29 年中有 19 年缺水，最大年缺水量高达 9088 万立方米 (1978 年 )，夏家寺灌区现有的可供水量按规划的用水需求， 80%的年份 (1972 年 )年缺水量高达 6329万立方米，占当年需水量的 44%，因此 ，必须寻求新的水源才能满足规划要求。 1.2.3 项目选址及取水地点 经黄陂区有关部门多年的实地考察， 补源 工程拟建于滠水河边的大城潭至夏家寺水库一线。 取水口设在大城潭 ， 大城潭至夏家寺水库最近，其直线距离 6.3km，沿线无大的障碍物和高山，便于布置管道、渠道及渠系建筑。 长轩岭以上河段承雨面积 1313 平方公里，其中，大城潭以上河段承雨面积 1110 平方公里。 根据拟定的工程方案（见后）大城潭取水点地址有 2处可供选择，顺流方向依次为 1#、 2#站址（即取水点），详见工程平面布置图。 - - 1.2.4 大城潭多年平均可供水量 滠水河是黄陂境内的主要河流，是本补源工程的取水水源。滠水河北起大别山南麓，向南流经大悟、红安、穿越黄陂全境在黄陂南部汇入长江，总流程 142.14 公里，总落差 106.95 米，流域面积 2312km2。 大城潭多年平均径流量 4.619 亿立方米，其中最大月径流量1.30 亿立方米（ 7 月），最小月径流量 0.073 亿立方米（ 1 月）。 计算结果表明，在不影响下游用水的前提下，大城潭多年平均可供水量 3.917*108m3， 1972 年取水口可供水量 2.8962*108m3， 1979年可供水量 1.7474*108m3，均大于 水库最大年缺水量。 1.2.5 工程补水方式及补水方案 由于夏家寺水库几乎 90%的年份都有 20%70%的兴利库容没有被利用， 采取年内或跨年度预补水方式 可以弥补滠水河的流量分布不均问题，以提高夏家寺水库平均水位，其设计灌溉保证率可达到 80%。 取水最佳时机为春雨期和“梅雨”期。其它缺水时期可取水的机会不多。 具体补水方案为： 补水时间在 11-5 月和 6-7 月，分两段补水；如果在 11-5 月取水时，只有当长轩岭站流量大于 3.0m3/s才开机；如在 6-7 月取水时，只有当长轩岭站流量大于 5.0m3/s才开机。同时，保证夏 家寺水库水位在 46.0-48.44m 或- - 46.0-48.82m之间，以尽量靠近但不突破 48.44m或 48.82m为目标。如果在干旱期出现长轩岭站流量大于 8.0m3/s的机会时，就即时开机补水，但要保证夏家寺水库水位不超过 48.82m。 1.2.6 工程取水量 根据 50%年份缺水 2356*104m3及 80%年份缺水 6008*104m3的实际，并考虑水库多年平均库面蒸发损失 1890*104m3及 可供水量， 确定一般缺水年份取水 3500*104m3，特大干旱年份取水7000*104m3。最大月平均取水（ 7000/5个月） 1400*104m3。 多年平均年开机（每天 12 小时）天数 125 天，多年最大开机天数 249 天，工程实施后，多年平均缺水量由原来的 4504 万立方米减小到 1004 万立方米 1.3 工程地质条件 1.3.1 地质构造与地震 夏家寺水库地处淮阳山字型构造与新华夏系构造的复合部位，滩阳山字型构造前弧西翼内弧的凹陷盆地，由太古界大别群和元古界红安群变质岩、混合岩和多期侵入岩组成，构造形迹多呈 NW20 40 向展布的一系列倒转褶皱和压性断裂带。新华夏系构造在这里正处在第二隆起带和第二沉降带的交线上，滠水断裂为 山字型体系中 NE15方向展布的压性兼扭性断裂构造。区- - 内地震历史记载较少，地震活动源分布于麻城至团风断裂，鉴于本区位于距该震源较远的西部，据湖北省地震裂度区划图和构造纲要图，地震基本烈度为小于六度区。 1.3.2 工程地质 2002 年 6 月武汉市地质勘察基础工程总公司对夏家寺补源工程的补水泵房和隧洞进行了实地勘探，其场区岩土的构成与特征如下： 场区岩土层结构较为简单，在勘探深度范围内，除了上部第四系覆盖层厚度 1.00-8.30m 外，主要为元古界红安群塔耳组（ Pdt2）与（ Pmt2）的中低级区域变质片 岩类组成：按其成因、年代、物质组成及工程性能分为三个层组。 （ 1）耕植土：以粉质粘土为主，厚度范围柿子隧洞1.00-2.80m，平均厚度 1.53m；大城潭泵站 1.40-3.00m，平均厚度 2.43m。 （ 2）粉质粘土（ Q2）：以粉质粘土为主，柿子树店隧洞沿顶板埋深 0-2.80m，平均厚度 1.22m；大成潭泵站顶板埋深1.40-6.80m，平均厚度 4.63m。 fk=370kpa， Es=9.8Mpa。 （ 3-1）残积土（ Pdt2、 Pmt2）：以砂质粉质粘土为主，柿子遂洞顶板埋深 1.40-4.00m，平均厚度 3.00m；大成潭泵站顶板埋深 6.80-8.30m，平均厚度 7.76m。 fk=280kpa， Es=8.0Mpa. (3-2)强风化片岩（ Pdt2、 Pmt2）：场区标高 51.69-66.81m（柿子遂洞）、柿子隧洞顶板埋深 1.00-6.20m，平均厚度 8.20m；大成- - 潭泵站顶板埋深 9.00-10.80m，平均厚度 4.85m。 fk=400kpa。 （ 3-3）中风化片岩（ Pdt2、 Pmt2）： 柿子隧洞顶板埋深10.00-14.00m , 平均厚度 5.26m ； 大 城 潭 泵 站 顶 板 埋 深13.30-16.20m,平均厚度 4.70m(zk6 孔分布 )。 fk=3500kpa。渗透系数 k=1.6410-5 9.5510-7cm/s。 (3-4) 微风化片岩（ Pdt2 、 Pmt2 ）：柿子隧洞顶板埋深15.00-18.50m；大成潭泵站顶板埋深 18.00m，该层未揭穿。fk=5500kpa。渗透系数 k=1.6410-5 9.5510-7cm/s。 该工程建设所需天然建筑材料，有粘性土料、砂料、石料。上述材料可在区内就近取材，块石由蔡店采石场供应，陆路运距20km，碎石由石门采石场供应，陆路运距 30km，砂可取自滠水河，陆路运距 10km。料 场贮量、质量均满足工程建设要求。 1.3.3 水文地质 区内地下水主要为基岩裂隙水中的岩浆岩、变质岩风化裂隙水及少量松散岩类孔隙水（潜水）。地下水分别富存于元古界岩石风化层中和山间河谷阶地的全新统冲积层（ 1.0m-11.0m）。 1.4 工程任务和规模 补源工程需建一提水工程将滠水河的水送到夏家寺水库。包括取水工程和输水工程两大部分。取水工程的主要工程项目包括引水渠、进水池、主泵房、配电室等；输水工程的主要工程项目- - 包括泵站出水池、渠道、渡槽、隧洞、节制闸、分水闸等。 要实现工程目标，需建如下主要工程项目： （ 1）设计流量为 6.5 秒立米的提水泵站一座。 （ 2）设计流量为 6.5 秒立米，总长 7.81 公里的输水渠一条 。 补水工程的设计供水保证率取为 80%，流量按年内或跨年度补水方式及滠水河可供水量来确定，经过计算，补水工程的特征流量为： 设计流量： 6.5 秒立米 ; 加大流量： 7.5 秒立米 ; 特征水位为： 前池设计水位： 33.25 米 ; 前池最高运行水位： 36.69 米 ; 前池最低运行水位： 31.00 米 ; 前池设计洪水位： 38.95 米 ; 前池校核洪水位： 39.99 米 ; 出水池设计水位： 55.02 米 ; 输水工程出口 端（夏家寺水库端）设计水位： 49.84 米。 特征扬程为： 设计净扬程： 21.77m 最高净扬程： 24.02m 最低净扬程： 18.33m - - 1.5 工程布置及主要建筑物 补源工程的工程等别为三等，中型工程。泵站、压力管道、涵闸、隧洞、渡槽、渠道等主要建筑物为 3 级建筑物。 根据泵站的级别，确定泵站的设计洪水标准为 30 年一遇，校核洪水标准为 100 年一遇。 根据黄陂区多年的实地考察，位于滠水河边的大城潭定为补源工程提水泵站的站址。 将滠水河的水送到夏家寺水库，整个工程包括拦水工程、取水工程和输水工程三大部分。拦水工 程的主要工程项目包括拦河橡胶坝，截水墙和橡胶坝配水设施等；取水工程包括引水渠、进水池、主泵房、配电室等；输水工程的主要工程项目包括泵站出水池、渠道、渡槽、隧洞、节制闸、分水闸等。 泵站工程采用直接利用泵房挡水的布置形式 。 泵站工程的主要建筑物包括拦污栅，公路桥，引水渠、进水池、主泵房。 主泵房沿长度方向共分三部分，即检修间，机组段和配电室。 机组段长度为 31.2 米。检修场段长度为 7.8 米，配电控制室及值班室段长度 8.4 米，泵房总长度 47.4 米。泵房宽度初步拟定为9.0 米。 整个渠系工程包括出水池，明渠，渡槽， 隧道，钢筋混凝土箱涵，节制闸，分水闸及公路桥等， 根据大城潭与夏家寺水库间的地形条件选定渠线的走向，渠线总长为 7.81 公里 ,其中 明渠长 5742 米 , 渡槽总长度 394 米，隧洞长 1574 米。 - - 该工程土建部分主要工程量为：土方开挖 12.09 万 m3，石方开挖 9.85 万 m3，土方回填 12.54 万 m3，砼 1.83 万 m3， 浆砌块石 3.12 万 m3，钢材 1146 吨，碎石垫层 0.06 万 m3，渡槽 394 米，隧洞 1.574 公里，碎石公路 2.4 公里。 1.6 机电设备 根据设计流量及扬程，选择 3 台 SLOW-600-560（ I） A 型双吸离心水泵机组，单机设计流量为 1.02 秒立米，单机功率 355千瓦。 输电线路总长度 2.5 公里，电压等级 10KV，输电回路单回。 1.7 管理人员和设施 按每人 15M2设置办公用房 600M2；按每人 33M2设置职工住宅1300M2，另设 500M2生产用房。共计 2400M2。 1.8 环境影响评价 工程实施后可大大改善夏家寺水库干旱年份的生态环境，有利于发展工农业生产，有利于发展旅游业，对滠水河下游用水不会产生不利影响。 1.9 施工组织设计 夏家寺灌区补源工程施工项目可分为水上部分和水下部分。水下部分主 要有滠水拦河坝，引水渠和泵站前池。水上部分包括主泵房，出水池，输水渠道，渡槽，隧洞，节制闸等。 - - 施工工期暂定为二年，其各项目的先后次序的安排遵循如下原则： 1)、受河水水位影响的工程尽量安排在水位低的季节施工。如拦水坝、引水渠、泵站前池、主泵房（水下工程部分）等均安排在冬春枯水季节施工。 2)、运用施工机械设备量较大的项目，尽量错开时期安排，以避免机械闲置和机械不足的现象，达到施工机械的科学的重复利用的目的。如水上建筑施工安排在夏、秋两季以及后期，还可安排在水下工程机械闲置期。 1.10 投资估算 本投资估 算主要执行能源水规（ 1990） 825号文颁发的水利水电工程可行性研究投资估算编制办法 ,湖北省水利厅鄂水计（ 1998） 266号文颁发的湖北省水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算标准，鄂水计（ 1999） 318 号关于水利水电工程设计概预算费用构成及计算标准补充规定的通知。 渠系方案 工程的分类投资额如下： 建筑工程 3230.91万元； 机电设备及安装工程 633.43万元； 金属结构设备及安装工程 138.77万元； 临时工程 300.84万元； 独立费用 527.24万元 ； 预备费 483.12万元； 工程总投资 5314.31万元。 - - 1.11 经济评价 本工程的主要经济评价指标如下 经济内部收益率： EIRR=114 505%； 经济净现值： ENPV=24860 万元； 经济效益费用比： EBCR=1.162。 财务内部收益率： 14.59% 财务净现值 （ iC=4611.92） 投资回收期： 37 年 以上各项指标均满足规范要求，说明本工程在经济上是合理可行的。 1.12 编制依据 武汉市黄陂区夏家寺灌区补源工程项目建议书 水利水电工程可行性研究报告编制规程 DL5020-93； 水利水电工程环境影响评价规范 灌溉与排水工程设计规范 GB50288-99 节水灌溉技术规范 SL207-98 泵站设计规范 GB/T50265-97 水利建设项目经济评价规范 SL72-94 - - 2 基本情况 2.1 流域概况 2.1.1 河流水系 夏家寺 灌区 位于滠水东岸。补源 工程拟建于滠水河边的大城潭至夏家寺水库一线 ，从滠水取水。 滠水发源于大悟县金鸡岭，集大悟、红安两县部分来水，在两河口入本市黄陂区境内，自北向南，经黄陂区城关镇至滠口汇入长江。滠水干流全长 142km，流域总面积 2312km2，总落差 107m.在本市境内河段长 90.7km,区间集水面积 1500 km2。根据长轩岭水文站实测水量推算，滠水多年平均入境水量 3.83 108m3，入长江水量 9.92 108m3。 滠水源头有东西两条，都在大悟县境内，东支发源于鄂豫交界处三角山，流程 42.9 公里，西支为 西大河，发源于寨基山南坡，流程 51.4 公里，两河交汇于两河口。入黄陂南下经北门港、大城潭、长轩岭、王家河、城关，在杨汊河入汉北河直至江咀入长江。 滠水水系发达、支流众多。在黄陂境内有 7 条支流，集水面积 1090.5 平方公里，它们是姚蔡河、李集河、栗树河、泊沫港、梅店河、龙兴河和长堰河，其中长堰河穿越夏家寺灌区。 长堰河源于红安新屋咀，途经卢家咀、吴家河、夏家寺水库、彭家大堰、陈家畈、档子熊、草蒲潭，由吴正口入滠水，流程36.43 公里，流域面积 239 平方公里，长堰河为季节性河流，在- - 灌区内的支流有西李甲河，源于 金王冲，绕长堰南入长堰河，流程 6 公里，流域面积 26 平方公里。 北湖位于灌区东南部，承雨面积 355 平方公里。港区内有吴家寺等 5 条支流，流域面积 199.5 平方公里，流程 72.69 公里。 其中： 吴家寺河源于蔡榨红岗山茶场，经黄家楼、韩陈益进吴家寺水库，再由六指入北湖，流程 25 公里，流域面积 56 平方公里。 三姑井河，源于蔡榨雷家凹，经姜家岗、齐家田，蔡大湾、上胡湾、曾家湖、三姑井水库入北湖，流程 17 公里，流域面积39 平方公里。 许桥河，源于蔡榨的韩集，经桂花树、汪大湾、王家田、大吴畈、樟树湾、丁王湾、下河同湾，从 许桥入北湖，流程 16.9公里，流域面积 54 平方公里。 袁家汊河，源于六指千秋水库，经芦子田、鲍家咀，汤家桥、周石桥、黄家街、上姚湾、下姚湾入北湖，流程 9 公里，流域面积 23 平方公里。 人造湖河，源于六指郑田村，经肖家冲、周付湾、刘大湾、楼子湾到人造湖入北湖，流程 5 公里，流域面积 27.5 平方公里。 2.1.2 水文气象 滠水流域 属北亚热带季风性湿润气候，受太平洋湿热气团和西伯利亚冷气团影响，降雨多为锋面雨；若遇厄尔尼诺现象，气候会表现异常，如 1998年、 1999年。 - - 每年 6月中旬，西太平洋副热带高压出现第一次北抬 ，跳过北纬20 ，由我国华南季节性北进至江淮一带，因北方冷空气和南方暧湿空气常在副高边缘交汇处相互作用，从而使长江流域形成梅雨天气。 滠水流域 地处长江中游下段，因特殊的地理位置和环境，使其易受高空槽、高原槽、中低层切变线、台风等局部天气系统影响，形成多雨天气，流域多年平均降水量 1205mm,平均径流深为 529.2mm。 滠水四季分明，光照充足，雨量充沛，冬冷夏热，平均无霜期 245 天，年平均气温 16.7 摄氏度，最高气温 41.3 摄氏度，最低气温 -18.1 摄氏度。 每年 12 月至次年 2 月为冬季，流域处于冷空气团控制 之下，气候寒冷，雨量较少，平均气温 4。雪日数一般在 10 日左右，积雪深度一般在 20-30mm。 6 月中旬至 7 月中旬为“梅雨期”，暴雨集中出现，其特点是暴雨多连续出现，强度明显，常造成洪涝灾害。有些年份，由于冷空气强大，长期为西北气流控制，或南方暖空气来得特别早，上空为干热空气控制，冷暖空气不在本区交绥，造成夏旱、空梅”气候。 7 月下旬至 8 月为盛夏，天气以晴热为主，日平均气温达33，日最高气温 39， 经常出现“伏旱”。 流域暴雨主要集中在 4-9 月份，该时段暴雨量占全年70-80%。 全年无霜期平均 250天， 北部较短。 全年太阳能幅射量为 108.05 千卡 /cm2，多年平均日照为 2100- - 小时。 流域内四季都会发生大风，而以春季和春末夏初最易造成风灾的季节，主要是寒潮大风，气旋波大风，雷雨大风，冰雹大风（或龙卷风）出现较多，最大风力达 10 级，风速 28m/s。 滠水流域布置的各类水文站点主要包括大悟夏店水文站、长轩岭水文站、黄陂雨量站等。滠水流域黄陂区境内水文、雨量站点 9 处，其中雨量站 7 处，水文（水位）站 2 处，即长轩岭站和黄陂城关站。现有观测项目有水位、流量、泥沙、降水、蒸发等。现有站点系列一般在 25 年以上，夏家寺水 库水位、雨量站实测降水量资料 29 年，长轩岭水文站实测资料 45 年。长轩岭站及夏家寺水位、雨量站系省水文站点（ 1972 年设站），原始资料通过整编，本次计算以长轩岭站及夏家寺水库站水文资料作为基本资料来源。 长轩岭水文站位于黄陂区长岭镇，该站距河口距离 60km，控制来水面积 1313km2，由省水文水资源局于 1956 年设立，观测水位、流量及其它水文要素。 长轩岭站设有蒸发量项目，该站从 1966 年开始观测蒸发量，1971 年至 1983 年停测， 1984 年至 1997 年恢复观测，其中 86，91， 92， 94 年缺，从 1966 至 1997 年共有 15 年的蒸发量观测资料。 流域 平均 蒸发 量 为 927.1毫米，呈北多南少趋势，与降雨情况相反。流域平均干旱指数 0.75，属湿润地区。 滠水长轩岭水文站设有含沙量、输沙量测验项目。其资料连续序列在 40 年及以上。 测流断面多年平均含沙量 0.250kg/m3，年平均含- - 沙量最大值为 0.709 kg/m3，于 1974 年 ，最大日含沙量 3.48kg/m3，于 1980年， 年平均含沙量最小值为 0.07 kg/m3，于 1978年。 多年平均输沙量 16.336 万 t，多年平均输沙模数 124.417t/km2。其中年最大输沙量 56.9万 t，发生于 1968年，同年 7月份出现最大日输沙量22.4万 t；年最小输沙量 0.814万 t，发生于 1978年。 1968年、 1983年正好是滠水的大水年， 1978 年、 2000 年正好是滠水的枯水年。最大与最小输沙量相差数十倍，这表明输沙量受河道径流量影响显著。 2.2 灌区基本情况 2.2.1 社会经济概况 夏家寺灌区位于武汉市黄陂区东部，灌区内汉麻公路、京九联通铁路横贯东西，黄夏公路纵贯南北，乡村公路连成网络，地理位置优越，交通发达。夏家寺水库亦称木兰湖，是武汉市名不虚传的旅游渡假胜地和后花园，现有渡假 村、会议娱乐中心、培训基地等达百余处，为该区的经济发展发挥了巨大作用。 灌区自然面积为 46.5 万亩，是黄陂区重要的粮、棉、油生产基地。其中耕地面积 25.2 万亩；居民点及其它设施占地 1.7万亩；河、湖、塘、堰面积 8.6万亩；山地及其它面积 7万亩；灌区可开发的荒山、荒地有 4万亩。灌区原设计灌溉面积 19.64万亩，目前实灌面积只有 11.2万亩。 灌区现有人口 28.3 万人，人口密度 913 人 /km2，农村共有劳- - 力 11.7 万人。 夏家寺灌区受益乡镇 8 个，自然条件优越，经济资源以农业、畜牧业和养殖业为主，是武汉市优质商品 粮、种籽、棉油、养殖业生产基地， 1999 年黄陂区粮、棉、油播种面积分别为 47.3 万亩、 0.94 万亩、 11 万亩，产量分别为 15815 吨、 563 吨和 11470吨。 1999 年灌区工农业总产值 12.5 亿元（黄陂区，下同），其中农业产值 5.2 亿元，工业产值 7 亿元，国民生产总值 20 亿元，人均国民生产总值 7539 元，农民人均年收入 2668 元，灌区经济对全区社会经济的发展有着举足轻重的地位。 根据灌区国民经济和社会现状统计资料及黄陂区“十五”计划和 2015 年远景规划，结合本区经济发展建设情况，灌区国民经济发展目标如下： 国民生产总值：国民生产总值平均年增长 8%， 2005 达到27 亿元， 2015 年达到 59 亿元，人均分别达到 9200 元、 18000元。 工农业总产值： 2005年工农业总产值达到 18.36 亿元（其中工业总产值 11.8 亿元，农业总产值 6.8 亿元）； 2015 年工农业总产值达到 41.6 亿元（其中工业总产值 30 亿元，农业总产值 11.6亿元）。 农业生产指标： 2005 年粮食、棉花、油料产量分别达到17.4T、 622T、 12617T，平均增长 2%； 2015 年粮食、棉花、油料产量分别达到 21 万 T、 754T、 16906T。 人 口：灌区现有人口 28.3 万人，其中农业人口 26 万人，- - 非农业人口 2.3 万人，预计 2005 年总人口为 29.2 万人，其中农业人口 21.08 万人，非农业人口 8.12 万人， 2015 年灌区总人口达 31.6 万人，其中农业人口 18.01 万人，非农业人口 13.59 万人。 2.2.2水利工程现状 夏家寺灌区的水资源主要靠天然降雨，通过蓄水工程和提水工程加以利用。目前灌区内还没有引水工程。 蓄水工程 夏家寺灌区现有大型水库一座，小型水库 19 座，塘堰 11566口，总容积 3.782 亿立方米，有效容积 1.68 亿立方米。 （ 1） 夏家 寺水库 夏家寺水库为本灌区内唯一的一座大型水库，具有灌溉、防洪、旅游（木兰湖旅游区）、城镇供水等多种功能，是夏家寺灌区的主要水源，夏家寺水库拦截滠水河支流长堰河，流域属湖北省水文气象第一、三、四区交界处，水库承雨面积 142 平方公里，河道长 19 公里，主河道平均坡降为 2.2 ，流域为丘陵区呈扇形，植被良好。 夏家寺灌区多年平均降雨量 1204.8 毫米，降雨季节主要集中在 4 至 9 月份，其降雨量占全年的 74%，主要汛期 67 月份占年降雨量的 33.7%，降雨量时空分布不均，雨强变化较大。 夏家寺水库于 1959 年 11 月开始 兴建， 1960 年上半年坝高达到 47.74 米，水库开始发挥效益。 1962 年冬至 1963 年 11 月坝顶高程达到 51.74 米， 1975 年 3 月至 1976 年 6 月按原设计完成施工。 - - 夏家寺水库原设计灌溉面积 19.64 万亩，设计灌溉保证率为75%，历年最大实灌面积 17.0 万亩，但因水库供水不足，目前仅灌溉 11.4 万亩。 坝址下游 10 公里内为丘陵区， 10 公里外进入平畈区，河道弯曲，行洪能力低，河道无堤防，阻水建筑物多，下游河道安全泄量 100 秒立米，相当于 10 年一遇标准。下游有长堰，王家河两乡镇，有京九至武汉连通铁路， 318 国 道等重要交通设施，防洪保护面积 7.5 万亩，人口 0.62 万余人，影响面积 20 万亩，人口 20 万余人，地理位置十分重要。 夏家寺水库原设计为 100 年一遇设计， 1000 年一遇校核，由于水文系列数据延长，水文参数有所改变。 1976 年水文复核后，为提高水库防洪能力，增建大坝防浪墙 0.8 米、增建非常溢洪道 100 米， 1979 年核定防洪能力设计标准为百年一遇，校核标准为可能最大洪水。 水库总库容 2.9 亿 m3，其中兴利库容 1.2 亿 m3，防洪库容0.79 亿 m3，死库容 0.9 亿 m3，水库承雨面积 142km2，多年平均径流量为 0.937 亿 m3。详见 基本情况一览表及有关表格。 - - 表 2-2-1 夏家寺水库基本情况一览表 建设地点 黄陂县长堰公乡 灌溉面积 设计 19.6 万亩 所在流域 滠水支流长堰河 目前实灌 11.4 万亩 集水面积 142km2 历年最大实灌 17.0 万亩 设计单位 省水利设计院 发电 设计 施工单位 黄陂县水利局 实际 5.7 万度 建设日期 开工 1959 年 11 月 下游情况 河道安全泄量 1681m3 竣工 1965 年 10 月 交通 距京广线 42 公里 基本地震烈度 5 度 城镇 距黄陂县城 30 公里 设计地震烈度 6 度 耕地 20 万亩 高程基准面 黄海 人口 20 万人 工程总投资 847 万元 设计重现期 100 年 校核重现期 P.M.P 水库特性 设计洪水位 51.20m 校核洪水位 52.87m 汛限水位 正常高水位 49.90m 死水位 44.87m 总库容 2.896 亿立方米 其中：调洪库容 0.79 兴利库容 1.206 死库容 0.9 坝型 粘土心墙坝 主坝 坝顶高程 53.74m 坝长度 590m 坝顶宽度 7m 防浪墙顶高程 54.54m 堰顶高程 46.9m(闸控 ) 堰顶净宽 16m - - 表 2-2-2 夏家寺水库水位、库容、泄流量关系曲线表 水位 （ m） 库 容 （ 108m3） 面积 （ km） 2 溢洪道 (m3/s) 非常溢洪道 (m3/s) 备 注 38.0 0.16 5 39.0 0.214 6.3 40.0 0.292 7.6 41.0 0.39 9.3 42.0 0.505 11.1 43.0 0.631 13.3 44.0 0.77 15.5 45.0 0.93 17.7 46.0 1.112 19.9 46.9 1.326 21.9 0 47.0 1.350 22.1 1 48.0 1.597 24.4 28 49.0 1.859 26.7 72 15 49.9 2.106 28.9 123 127 50.0 2.133 29.1 130 150 51.0 2.399 31.5 198 426 51.20 2.452 34.7 216 490 52.87 2.897 37.1 344 1136 53.0 2.931 37.4 354 1200 注：现有 正常溢洪道堰底高程 46.90 米，堰宽 4 孔平板闸宽 16 米。非常溢洪道堰底高程 48.74 米，堰宽 100 米，无闸。 表 2-2-3 夏家寺水库各种频率洪水有关参数 频率 (%) P.M.P 0.01 0.05 0.1 0.5 1 2 单位 雨量 1060 676 578 525 418 370 323 mm 洪峰 4558 3430 3220 2800 2270 2050 1704 m3/s 洪量 1.16 0.87 0.82 0.70 0.55 0.456 0.415 108m3 正常下泄量 344 306 293 264 229 212 194 m3/s 非常下泄量 1136 m3/s 库水位 52.87 52.41 52.25 51.9 51.44 51.20 51.0 m - - 表 2-2-4 夏家寺水库多年运用情况表 单位：米、亿立方米 项 目 数量 说 明 多年平均来水量 0.9367 最大： 2.2339（ 1983 年），最小： 0.3391（ 1966 年） 多年平均灌溉水量 0.5144 最大： 1.1100（ 1978 年），最小： 0.1364（ 1982 年） 多年 平均弃水量 0.1212 最大： 0.8962（ 1969 年） 水库调度原则是：遇超千年一遇洪水，即水位超过 52.2 米时启用非常溢洪道泄洪 ;灌溉服从防洪、水库泄洪与下游河道发生矛盾时，下游河道必须服从水库安全。 夏家寺水库工程包括枢纽工程和灌区渠系工程。 枢纽工程 包括大坝、溢洪道和东西输水闸。大坝为粘土心墙坝，坝顶高程 53.74 米，坝顶长 590 米，宽 7 米，最大坝高 26米，坝基防渗为粘土齿槽防渗，大坝迎水面为块石护坡，背水面为草皮护坡。正常溢洪道为开敞式宽顶堰，堰底高程 46.9 米，净宽 16 米，（ 4 孔 4x3 米）最 大泄量 343m3/。闸门型式平面钢闸门，启闭设备为 QPQ2x8 型双吊点 16 吨固定卷扬式启闭机。非常溢洪道型式为自溃坝，堰底高程 48.74 米，堰顶净宽 100m，最大泄量为 1136m3/s。副坝位于东西输水管处，总长 160 米，最大坝高 15 米，坝顶宽 5 米。东输水管型式为圆形有压涵洞，断面直径为 1.7m，进口高程 42.74m，最大灌溉引水流量为 12m3/s。西输水管形式为圆形有压涵洞，断面直径为 1.1m，进口底板高程 38.74m。 灌区 渠系工程 主要有东西二条干渠 东干渠从渠首至小隧洞，全长 30km，土渠断面型式为梯 形，- - 底宽 2.6-1.5m，边坡 1:1.5，流量 12-4m3/s。东干渠渠系有支渠十一条，总长 121.3km。西干渠从渠首至王家河，全长 22.6km，流量 2m3/s，底宽 1.5m，边坡 1:1.5。 支渠以上渠系建筑物共有 782 处，包括隧洞、渡槽、泄水闸、分水闸、节制闸、涵洞、涵管、公路桥、便桥、斗门、溢流堰、山溪入渠、倒虹吸管等，其中较大型的建筑物有渡槽 15 处，总长 1885.5m，隧洞 2 处，总长 707.5m。 （ 2） 其它水库 除夏家寺水库外，灌区内还有人造湖、吴家寺、绵羊山等小型水库，其中人造湖水库承雨面积 20 平方公里，总库容 585 万立方米，兴利库容 140 万立方米，灌溉面积 0.8 万亩，人造湖水库的特点是兴利库容相对承雨面积来说比较小，一般年份都有大量的弃水，所管辖的灌溉面积基本能得到保证；吴家寺水库承雨面积 7.4 平方公里，总库容 1290 万立方米，兴利库容 722 万立方米，灌溉面积 1.6 万亩，吴家寺水库的特点是兴利库容相对承雨面积来说比较大，所管辖的灌溉面积一般得不到保证，需要通过泵站取夏家寺的水加以补充。绵羊山水库承雨面积 1.36 万平方公里，总库容 41.4 万立方米，兴利库容 15.4 平方公里，灌溉面积 0.18 万亩 ，其余小型水库总承雨面积 16.22 平方公里，总库容 1105 万立方米，兴利库容 622.6 万立方米，灌溉面积 1.194 万亩。 （ 3） 塘堰 夏家寺灌区内塘堰，在农田灌溉中发挥着重要作用，灌区内- - 塘堰数量和蓄水量经过由少到多，又由多到少的过程， 50 年代初，灌区有塘堰 17524 口，大部分为浅塘小堰，水面只有 24295亩，一次蓄水 2043 万 m3，那时塘堰为抗旱的主要水源，党和政府领导农民修塘改堰，扩大蓄水能力，塘堰蓄水能力增加到 4903万方，灌溉面积达到 40621 亩，夏家寺水库建成后，灌区塘堰处数逐渐减少，蓄水能力随之 下降，原因一是灌区塘堰成了渠道的一部分，失去了蓄水功能，二是不重视塘堰管理，致使部分塘堰失修，淤泥成田。灌区现有塘堰 11566 口，总水面 33282 亩，承雨面积 284km2，总库容 0.486 亿 m3,兴利库容 0.149 亿 m3。 提水工程 灌区建固定内燃机站 14 处，装机 1145 马力，固定电力机站66 处，装机 6695kw，总流量 23.9m3,灌溉面积 94730 亩，这些泵站大多以水库东西干渠或库内水作为提水水源，部分从滠水、人造湖提水，其中较大的提水泵站有双凤亭站、华师庙站、吴家凹泵站。 双凤亭站、装机 380kw，流 量 1.1m3/s，水源来自滠水，灌溉面积 1.5 万亩。 华师庙站，装机 2 630kw，流量 3m3/s，水源来自人造湖水库和夏家寺水库，灌溉面积 4 万亩。 2.2.3 存在问题 (1)灌区供、需矛盾突出，灌溉保证率降低，干旱年份实灌面积仅占设计灌溉面积的 60%。 (2)夏家寺水库蓄水量不能满足木兰山风景区进行旅游开发的要- - 求。 (3)由于旱季缺水，导致灌区内水库及塘堰水位下降，生态环境遭到破坏。 (4)灌区配套建设不完善，渠系漏水 ,渠系利用系数偏低。 - - 3 水资源论证 3.1 概论 夏 家寺灌区补源