鞠洪燕 ，李雪娇 ，高 伟

（1.泰安市水利勘测设计研究院，山东 泰安 271000；2.泰安市泰山风景名胜区黄前水库管理局，山东 泰安 271036）

黄前水库是一座以防洪和城市供水为主，兼顾农业灌溉和发电等综合利用中型水库。水库于1958年5月动工兴建，1960年6月大坝合拢。1966年10月～1967年7月大坝进行加高培厚，达到设计高程212.5 m，并建有5孔10 m×8 m溢洪闸和30.0 m砌石溢流坝。1975年，河南“75.8”暴雨发生后，按可能最大降雨进行防洪能力核算，达不到PMP标准。为此，于1976年拆除溢洪道30.0 m溢流坝，改建为2孔10 m×8 m溢洪闸，并在大坝北段修建了堰口宽180.0 m的非常溢洪道。1977年又将坝顶高程由212.5 m加高到213.3 m，水库防洪达到最大可能降雨标准。2003—2007年水库除险加固时将坝前坡放缓，坝脚抛石压重，其它主要指标未变。

水库枢纽工程包括大坝、溢洪道（闸）、放水洞三部分。大坝全长1 530.0 m，顶宽7.0 m，为黏土心墙砂壳坝，坝顶高程213.3 m，防浪墙顶高程214.0 m，最大坝高33.3 m。溢洪道（闸）位于大坝右端，闸室为正槽开敞式宽顶堰型钢筋混凝土结构，长16.0 m，共7孔，每孔净宽10.0 m，堰顶高程201.0 m，设有7扇弧形钢闸门，闸门尺寸为10.0 m×8.5 m，门顶高程209.5 m，最大泄洪流量4045 m3/s。放水洞有两个，分南放水洞和北放水洞。南放水洞位于大坝0+100处，全长130.9 m，进水口底高程188.0 m，设计流量15.0 m3/s，具有向泰城供水、农业灌溉和腾空库容的作用；北放水洞位于大坝1+440处，进水口底高程200.0 m，设计流量0.1 m3/s。

坝址以上控制流域面积292 km2，总库容8248万m3，调洪库容2961万m3，兴利库容5913万m3。现状防洪标准为100年一遇洪水标准设计，2000年一遇洪水标准校核。水库保护着下游泰安市城区和黄前、山口等乡镇100多万人口、3万多公顷耕地、以及京沪高铁、京沪高速、泰莱高速、济临公路、辛泰铁路的防洪安全。

水库于1992年开始向泰城供水，初期日供水量5万m3，2002年增设第二条供水管道后，日供水量增加到10万m3以上；最高年（2005年）供水量高达4714万m3，平均每天供水达12.9万m3（流量为1.5 m3/s）。黄前水库的主要功能早已从最初的农业灌溉为主转变为城市供水为主，其供水量占泰城总供水量的80%左右。2017年3月，该库划归泰山风景名胜区管辖。

1 增容的必要性

1.1 当地水资源总量不足，人均占有量偏低

泰安市多年平均降水量为727.9 mm，多年平均水资源总量为16.97亿m3。泰安市现状年人均水资源量299 m3，与全国平均水平相比，人均水资源量不足全国水平的1/7。今后，随着人口有计划地增长，经济社会的快速发展，水资源将会更加紧张，供需矛盾会愈来愈尖锐。客观条件具备的现有水库，扩库增容，留住雨洪资源，提高雨洪资源利用水平，是解决水资源供需矛盾最直接最经济的手段之一。

1.2 水资源量年际变化大，开发利用难度大

泰安市降水的年际变化大，因而水资源量也具有同样的特点。泰安市80%的年径流量集中在汛期（6～9月份），其余8个月的径流量仅占20%；年际变化更为明显。泰安市水文局黄前水库站水文资料表明，水库流域最大年来水量为18 820万m3（2004年），最小年来水量168.9万m3（1989年），前者是后者的111倍。可见，黄前水库在保证防洪安全的前提下，大坝适当加高培厚，增加兴利库容，加大多年调节能力，可以达到以丰补歉，丰补枯用，有效利用当地地表径流，提高水库供水能力和保障程度的作用。

1.3 符合“建设幸福泰安市”振兴战略的需求

根据《泰安市国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》等相关规划，到2020年、2035年，全市总人口将达到583万人、628万人；城镇化率达到65%、75%，城镇人口达到379万人、471万人；GDP总量达到4530亿元、9417亿元，经济社会发展迅速。从用水需求来看，农业用水方面，新增用水通过农业节水解决，总体稳中有降；第二产业、第三产业及生态用水方面，节水虽有潜力可挖，但节水量远小于新增发展用水需求。综合研判，全社会用水将在很长一个时期内保持刚性增长，因此必须加快谋划一批重大水利工程，补齐水利基础设施短板，切实增强水资源供给能力，保障经济社会用水安全。

水库增容与新建水库相比较，一是投资大幅度降低，移民占地甚少；二是水库安全有保障；三是充分发挥现有工程潜力，无需或减少新建供水兴利设施；四是不需要增设新的管理机构。可见，黄前水库增容是“建设富裕文明幸福泰安市”振兴战略所需要的有力供水工程。

2 增容的可行性

2.1 具备增容的水文条件

流域降水年际变幅很大，年径流量往往主要取决于汛期2～3次强降雨。据泰安市水文局黄前水库站1962—2016年水文资料可知，该库流域多年平均降雨量783.2 mm，多年平均来水量5 943.5万m3，超过水库兴利库容（5913万m3）30.5 万 m3。

自1962—2016年，55年间黄前水库40年有弃水，占73%的年份；累计弃水99 653万m3，年均弃水量1812万m3；其中24年弃水量超过1000万m3，占比44%；有18年弃水量超过2000万m3，占比33%。上述数据表明，水库现状兴利库容难以充分利用流域雨洪资源，浪费了泰山优质、宝贵、有限的水资源，客观上具有扩容的水文条件。

2.2 具备增容的工程条件

2003年4月至2007年底，水库枢纽工程及附属设施全面实施了除险加固或新建改建工程，情况如下：

1）大坝。大坝上游坡培厚加固及干砌石护坡；防浪墙拆除重建；坝顶路面、下游坝坡排水沟及贴坡排水改建、草皮护坡；心墙高程201.46 m以上挖除重建；桩号0+000～0+250和0+900～1+150坝基帷幕灌浆；桩号1+214～1+530坝段原非常溢洪道处的浆砌石裹头拆除并修筑均质坝；改建大坝观测设施等。

2）溢洪道。溢洪道进口导流墙拆除重建；机架桥、启闭机房和交通桥改建；增设检修闸门；新建溢洪道消能防冲设施；增设闸室观测设施；闸门、启闭机及电器设备更新等。

3）放水洞。南放水洞启闭机及电器设备更新；改建启闭机房等；北放水洞拱涵维修、增设闸阀，竖井加固等。

4）管理单位建设。新建防汛调度楼，防汛公路等。

上述工程已通过了蓄水前阶段验收和单位工程验收。工程质量均满足设计要求，防洪标准由原来的1000年一遇提高到了2000年一遇，消除了工程存在的安全隐患，为水库扩建增容奠定了良好的基础。

2.3 费省效宏，经济可行

根据“水位～面积～库容”关系曲线分析，如果将黄前水库兴利水位由209.0 m提高至211.0 m，兴利库容可以增加1200万m3左右，即由原来的5913万m3扩大到7113万m3；校核洪水位也相应提高，总库容可以由原来的8428万m3增加1700万m3，扩大到9948万m3，仍然属于中型水库。增容工程实施期间，在保障供水，不放空水库的条件下，还可以清除库尾消落带300万m3左右的淤积物。综上，黄前水库增容工程可以恢复、扩大2000万m3左右总库容。

工程估算总投资约2亿元，平均每增加1.0 m3兴利库容投资约16.7元。

2.4 政策支持

2014年6月省政府办公厅转发的省水利厅等部门《关于加强雨洪资源利用的意见》明确指出：按照水资源供需平衡的要求，综合考虑工程建设条件，区分轻重缓急，突出重点，分步实施，系统推进雨洪资源利用工程建设，重点实施大中型水库增容等工程建设。规划分两期实施：2016年前实施一期工程，概算投资270.26亿元，新增供水能力21.33亿m3；2025年前实施二期工程，估算投资为372.61亿元，新增供水能力17.31亿m3，实现城乡生活用水、工农业生产用水、生态环境用水安全得到有效保障。黄前水库已经错过了2016年前实施的一期工程，争取埋头赶上2025年前实施的二期工程。

3 扩建增容的主要内容

3.1 工程规模

黄前水库总库容由原来的8428万m3扩大到9948万m3，其主要功能不变，仍然是一座以防洪和城市供水为主、兼顾农业灌溉和发电等综合利用的多年调节重点中型水库，工程等别为Ⅲ等，规模为中型，主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级，临时建筑物级别为5级。

3.2 方案比选应该考虑的主要问题

依据安全第一、少占土地、基本维持主体工程不变，效益费用比最优的原则选择增容方案。综合分析水位抬高对大坝、溢洪道（闸）、放水洞枢纽工程安全的影响，对供水兴利和水文情势的影响，对库岸稳定及下游河道防洪安全的影响，对周边交通设施以及村庄土地等的影响。

3.3 主要工程内容

1）大坝加高。拟接高大坝防渗心墙、加高坝顶、下游帮坡，上游护坡延伸、防浪墙拆除重建、坝顶路面重新硬化、重置反滤排水及坝面排水设施，下游草皮护坡重植。

2）溢洪道（闸）改建或重建。根据抬高兴利水位后的水文复核分析计算结果确定的水库特征水位，复核溢洪道（闸）的过流能力、抗滑与抗倾稳定、钢筋混凝土结构强度和金属结构的安全性，并根据复核结果确定溢洪闸改建。

3）放水洞改建。依据大坝工程布置，适当加长放水洞，并依据新的特征水位，复核放水洞结构强度及过流能力，确定加固措施。

4）其他工程。库岸防护。兴利水位提高后，会对现状库岸岸坡等产生影响，在对库岸进行稳定分析评价基础上确定是否采取防护措施。库区道路。水库正常蓄水位抬高2.0 m后，对库区路面高程低于正常蓄水位211.0 m的路段路基需要抬高，路面高程以兴利水位加1.0 m超高设计，设计路面高程为212.0 m。交通桥梁。兴利水位抬高后，库尾支流处部分桥梁将被淹没，需改建或新建桥梁，设计荷载标准参照公路Ⅱ级。抬田工程。以抬高后的兴利水位211.0 m为最高正常蓄水位，为避免永久占地，以209.0 m高程线为起始抬田线，对高程211.0 m以下土地进行抬田，抬田高程至为211.7 m，比提高后的兴利水位高0.7 m。水塘隔堤加固。由于兴利水位抬高后，对沿库岸线顶高程底于211.0 m的水塘隔堤需加高培厚的进行加高培厚。村庄庄台防浸没影响区工程。为避免移民迁占，对高程20年一遇洪水位以下房屋建设房台。排水涵洞。为了生产方便，在库尾支流与库岸防护交汇处改建或新建排水涵洞。

4 结语

黄前水库拦蓄的泰山山脉优质水资源是泰安市城区主要的饮用水，日供水量达10万t以上，占泰城总用水量的80%。其水质的优劣、数量的多少，直接影响着泰城95万居民的生活。根据省政府2016年公布的全省大城市试点名单，泰安市已经正式确定为大城市试点。作为试点城市，泰安到2020年，城区人口将达到125万人，跨入大城市行列，亟待扩大水资源供给。黄前水库扩库增容，与从别处调水入城，或者新建水库相比，有着难以比拟的优越性。