郑州西南两大水缸——尖岗水库与常庄水库比较研究
A Comparative Study on Jiangang and Changzhuang Reservoirs in Southwest Zhengzhou
摘 要
尖岗水库与常庄水库位于郑州市区西南方向，扼守贾鲁河与贾峪河上游，是郑州市主城区防汛体系的重要组成，被誉为悬在郑州城区头顶的“两盆水”。本文以这两座重点中型水库为研究对象，从地理位置、流域水系、工程设施、库容参数、功能定位与联合调度等方面进行系统梳理与比较。尖岗水库控制流域面积113 km²、总库容6070万m³；常庄水库控制流域面积82.5 km²、总库容约2354万m³（清淤扩容后），两库均为均质土坝，按大型水库管理，承担着防洪、应急供水、南水北调中线调蓄、生态水系补水等多重功能。研究表明，两库在空间上互为上下游梯级、在功能上互为补充，2021年“7·20”特大暴雨与2026年8月台风“白海豚”过境期间，两库协同预泄腾库、拦洪削峰，已成为郑州市重要的城市水安全保障线。
关键词
尖岗水库；常庄水库；贾鲁河；防洪；应急供水；南水北调；城市水安全
1 引 言
郑州市地处淮河流域上游，市区跨贾鲁河两岸，历史上多次受到来自西部山区的洪涝威胁。贾鲁河源自新密白寨镇圣水峪村，干流自西南向东北穿过郑州市区，是全市最主要的排洪河道；贾峪河则是贾鲁河一级支流，其下游紧邻西三环进入城市核心区。两河上游的尖岗、常庄两座中型水库因控制流域大、库容条件好、地理位置特殊，分别于1975年和1978年被核定为全国重点防洪水库并按大型水库管理，合计总库容超过8000万m³，是郑州城区防汛与城市供水的关键性控制工程。
随着南水北调中线工程2014年12月通水、郑东新区建设以及城市用水总量的持续增长，两库的功能定位已从单一防洪逐步拓展为“防洪+应急供水+南水北调调蓄+生态补水”的多目标水利工程。特别是2021年7月20日郑州遭遇千年一遇极端暴雨，尖岗水库出现建库以来最高水位153.64 m仍稳拦洪水，验证了两库在大洪量调控中的关键作用。因此，对两库在空间格局、工程条件与功能定位上进行系统比较，对郑州市的水资源规划、防洪调度和应急管理具有重要的现实意义。
2 区域概况与流域水系
两库均位于郑州西南部嵩山山前丘陵地带，自然地势由西南向东北倾斜，海拔在150~500 m之间，属暖温带半湿润季风气候，夏季高温多雨，70%~80%的年降水量集中于6—9月，且多以暴雨形式出现，年际变化大，这种气候特征是水库防洪压力的主要来源。贾鲁河干流自尖岗水库主坝起，沿西南—东北向穿过郑州市区，最终汇入沙颍河水系；贾峪河则从尖岗水库以南汇入贾鲁河，常庄水库坝址处于贾峪河下游。两库在流域关系上呈“上下游错位”布局，但因控制流域并不重叠，故在日常运行中通常单独调度，仅在特大洪水时通过贾鲁河实现水量衔接与错峰。
水库下游1.5~5 km范围内集中了京广铁路、陇海铁路、连霍—郑洛高速、310与107国道、柿园水厂（尖岗下游约4 km）、郑州热电厂、南水北调中线总干渠（常庄下游约1.5 km）等关键基础设施，地理位置十分险要，这也正是其被列入全国重点防洪水库并按大型水库管理的根本原因。
图1 郑州西南“两大水缸”区位示意图
3 尖岗水库
3.1 位置与水系
尖岗水库坝址位于郑州市二七区侯寨乡尖岗村西，处于淮河流域沙颍河水系贾鲁河干流上游，库区呈“Y”字形，为双干型水库。坝址上游约1 km处有发源于新密东北部的九娘娘庙河汇入，库区形态以主河道与西南入库河在坝前汇合形成。水库至市区约5 km，距京广、陇海铁路枢纽和柿园水厂仅4~6 km。控制流域面积113 km²，流域多年平均降雨量约640~650 mm，汛期6—9月降雨量占全年80%。
3.2 库容参数
尖岗水库总库容为6070.41万m³，按大型水库管理。兴利水位154.75 m，校核洪水位为设计洪水位之上加15%安全裕度，对应5000年一遇校核洪水标准；汛限水位随调度要求动态调整，2022年主汛期前降至150.55 m以下运行，腾出200余万m³的拦洪库容以应对“七下八上”强降水。设计洪水标准为100年一遇，校核5000年一遇，主要建筑物等级提高一等按2级设计。
3.3 主体工程设施
主体工程由大坝、泄洪洞、溢洪道、输水洞、非常溢洪道五部分组成。大坝为均质土坝，最大坝高34.1 m，坝长460 m，坝顶宽8 m，坝顶高程158.60 m，坝顶设1.0 m高防浪墙，最大底宽212.5 m。泄洪洞位于大坝西头台地下，为无压混凝土洞，靠近闸门处2×2 m方洞，洞身渐变为城门形宽2.4 m，洞长150 m，最大泄量75 m³/s。输水洞为圆形钢筋混凝土压力管道，内径1.1 m，最大泄量9.5 m³/s，原为水力发电，1982年10月改为引黄入库和向郑州市水厂供水。溢洪道位于大坝西侧，底部高程154.75 m，宽30 m，最大泄量350 m³/s，无闸门控制、自溢型。此外还建有非常溢洪道等应急放水设施。2008年水库完成除险加固工程，2021年“7·20”暴雨后再次升级泄洪洞启闭机闸控系统，备用发电机组实现“双保险”，目前已具备电力双备用、24小时值守+双机组保障的运行条件。
3.4 功能定位与荣誉
尖岗水库的功能定位为“以防洪、城市应急供水为主，兼顾生态水系调蓄中枢、南水北调工程调蓄枢纽”。1975年按大型水库管理，2000年被确定为郑州市一级饮用水备用水源，2018年建成水质自动监测站，2019年8月入选全国100个“最美水站”。2021年“7·20”特大暴雨期间，水库最高蓄水位达153.64 m，蓄水量达4538万m³，拦蓄了大量洪水，为保护下游京广、陇海铁路、107国道、热电厂和柿园水厂等基础设施发挥了关键作用。围绕其建设开发的凤凰岛、蝴蝶岛等景区使其兼具生态旅游功能，但近两年库区野泳问题也对水源地保护提出新的挑战。
4 常庄水库
4.1 位置与水系
常庄水库坝址位于郑州市中原区须水镇王垌村东、莲湖街道常庄村，处于淮河流域沙颍河水系贾鲁河支流贾峪河下游，距省会城区西环路约2 km，处于西三环与西四环之间，是距郑州城区最近的中型水库。控制流域面积82.5 km²，上游承接新密、荥阳等地坡面汇流，下游约1.5 km即为南水北调中线总干渠，流域特征与尖岗类似但地形相对平缓。
4.2 库容参数
常庄水库原设计总库容约1708万m³，兴利库容866万m³，死库容50万m³；校核洪水位135.34 m，兴利水位128.50 m，死水位119.04 m，迁赔高程130.54 m，历史最高洪水位128.85 m。2014年12月南水北调中线通水后，水库调整为反季节调蓄水库，2016—2024年陆续实施加固提升工程，对雪松南路以东、贾鲁河以西、南四环以北的6个区域进行清淤扩挖，开挖量约647.2万m³，总库容提升至约2354万m³。新增溢洪道闸门后兴利水位可提高1.95 m、至130.45 m，增加兴利库容251万m³，使其兴利库容达到1117万m³。
4.3 主体工程设施
主坝为均质土坝，坝高26 m，坝顶长420 m，坝顶宽8 m，坝顶高程135.74 m（比市中心二七纪念塔地面高36.74 m），底宽约50 m。溢洪道为开敞式，位于大坝西侧，底高程128.50 m，最大泄量1344 m³/s；早期还建有副溢洪道宽60 m，最大泄量1670 m³/s，是其主要应急放水通道。输水洞为钢筋混凝土矩形洞，断面2×2 m，洞长86 m，进口高程119.04 m，最大泄量40 m³/s，进口设检修闸门（2×15 t电动卷扬机启闭），出口设工作闸门（油压启闭）。1996年市政府投资兴建蓄水工程，自西流湖取水沿贾峪河故道自流至溢洪道消力池，再经泵站加压提灌入库，作为城市供水备用水源；近年又配套建设水库信息化系统、电子界桩、无人机巡查等数字孪生调度手段。2021年“7·20”暴雨后启动灾后恢复重建工程，目前加固提升工程已大头落地，水库的泄洪能力、信息化水平和管理设施显著提升。
4.4 功能定位与荣誉
常庄水库功能定位为“以防洪、城市应急供水、生态防护为主，兼顾南水北调中线反季节调蓄”。1961年12月开始向柿园水厂供水，曾是郑州市区主要饮用水水源；1999年10月被确定为郑州市一级水源保护地，1978年被国家防总核定为重点防洪水库（1976年唐山地震后列入全国重点防洪水库），由河南省水利厅按大型水库管理。加固提升工程完工后，常庄水库在防洪、城市应急供水、汛末反向蓄存南水北调来水、提高郑州城市供水保障率方面的作用将得到进一步释放。
5 对比分析
图2 尖岗水库与常庄水库主要指标对比
5.1 规模与设施比较
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项目 |
尖岗水库 |
常庄水库 |
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所在水系 |
贾鲁河干流上游 |
贾鲁河支流贾峪河下游 |
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所在行政辖区 |
二七区侯寨乡 |
中原区须水镇/莲湖街道 |
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距郑州主城 |
约5 km |
约2 km |
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控制流域面积 |
113 km² |
82.5 km² |
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总库容 |
6070.41 万 m³ |
约2354 万 m³（扩容后，原1708 万 m³） |
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兴利库容 |
约4791 万 m³ |
1117 万 m³（新增闸门后） |
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大坝类型 |
均质土坝 |
均质土坝 |
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最大坝高 |
34.1 m |
26 m |
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坝顶高程 |
158.60 m |
135.74 m |
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坝顶长×宽 |
460 m × 8 m |
420 m × 8 m |
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最大底宽 |
212.5 m |
50 m |
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溢洪道最大泄量 |
350 m³/s（自溢型） |
1344 m³/s（主）+ 1670 m³/s（副） |
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输水洞最大泄量 |
9.5 m³/s |
40 m³/s |
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设计/校核洪水标准 |
100年一遇 / 5000年一遇 |
100年一遇 / 万年一遇 |
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建设—蓄水时间 |
1959年开工 / 1970.10 蓄水 |
1959年开工 / 1960 年底竣工 |
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列入全国重点防洪水库 |
1975年 |
1976年（唐山地震后） |
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是否为南水北调调蓄水库 |
是（生态水系调蓄中枢） |
是（反季节调蓄） |
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始供城市水厂 |
柿园水厂（2000年后） |
柿园水厂（1961年12月起） |
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最新加固时间 |
2008年除险加固；2021年再升级 |
2024年加固提升工程将竣工 |
表1 尖岗水库与常庄水库主要技术经济指标比较
由表1与图2可以看出，尖岗水库在控制流域面积、总库容和兴利库容三项规模指标上均约为常庄水库的2~3倍，是郑州西南“两盆水”中规模更大的一座；常庄水库则在距城区距离、溢洪道泄量规模、输水洞供水能力上具有明显优势，更加贴近城市核心区、调度响应更为灵敏。两库规模与功能上的差异，决定了二者在城市水安全保障体系中扮演的角色不同。
5.2 大坝工程对比
图3 两座水库大坝典型横剖面对比示意图（竖向同比例）
图3给出两座水库大坝在等比例竖向尺度下的形态对比。尖岗水库大坝更高（34.1 m vs 26 m）、底宽更大（212.5 m vs 50 m），是典型的深山峡谷型蓄水大坝，坝体量级显著高于常庄；常庄水库大坝则顶宽相同（均为8 m）但坝高较低，坝坡相对陡直，适合近城区、平坦地形条件下建设。两坝均采用均质土坝结构，坝顶高程分别高出市区地面约60 m和36 m（以二七塔地面99 m为参考），因此其溃坝后果均十分严重，凸显日常安全监测和调度管理的重要性。
5.3 功能定位对比
图4 两座水库功能定位对比（定性评价）
图4基于公开资料对两库在防洪减灾、城市应急供水、南水北调调蓄、生态水系补水、水源保护5个维度进行定性比较（5分制）。可以看出：① 防洪减灾是两者首要的共同功能，均为全国重点防洪水库；② 城市应急供水方面，尖岗更具规模与库容优势（备用水源一级保护区），常庄则以柿园水厂长期供水和反季节调蓄为主；③ 南水北调调蓄功能在常庄水库更为突出（2014年起作为反季节调蓄水库），尖岗则承担生态水系调蓄中枢的角色；④ 在生态补水与水源保护方面，两库均已划定一级、二级水源保护区，尖岗还配套建设了凤凰岛、蝴蝶岛等旅游景区，体现出更强的生态旅游复合功能。
6 联合调度与城市水安全作用
两库虽分属贾鲁河和贾峪河两条不同支流，但在郑州市的城市水安全体系中互为补充、协同发挥作用，主要体现在以下三个方面。
6.1 防洪减灾——头顶的“两盆水”
两库与郭家咀水库合称“郑州市区头上的三盆水”，是郑州主城区防御西部山区洪水的关键性蓄洪工程。尖岗水库库容大、控制流域大，主要承担贾鲁河上游的削峰；常庄水库距城区近、溢洪能力强（主+副溢洪道合计最大泄量超过3000 m³/s），主要承担贾峪河下游的削峰和应急泄洪。2021年“7·20”特大暴雨期间，尖岗水库最高水位达153.64 m、超过设计水位，蓄水量达4538万m³，但仍稳拦洪水，未发生重大险情；常庄水库也在2021年后启动加固提升工程以进一步提升蓄洪排涝能力。2026年8月台风“白海豚”过境期间，常庄水库24小时内将下泄流量由5 m³/s提升至20 m³/s，腾出防洪库容约151万m³，印证了“以预泄腾库备足防汛拦洪一定空间”的有效性。
6.2 城市应急供水——调蓄中枢
南水北调中线工程2014年12月通水后，尖岗与常庄两库被确定为郑州市的南水北调调蓄水库——尖岗侧重生态水系调蓄中枢（引黄入库与水厂供水），常庄侧重反季节调蓄，即在汛末/冬春缺水期反向蓄存南水北调来水，提高郑州市的应急供水保障率。尖岗自2000年、常庄自1999年起均被列为郑州市一级水源保护地。
6.3 生态保护与水源地管理
两库均划定了一级、二级和准保护区，配有围网、界桩、监控和定期巡逻制度。围绕尖岗水库建有凤凰岛、蝴蝶岛等生态观光园，常庄加固提升工程则专门包含库区开挖库岸的绿化防护、围网、管理设施建设以及约6761亩管理区域的蓝绿线规划（蓝线约262 ha、绿地约189 ha），两库在水源地保护与城市生态屏障上正在向更高水平的“智慧+生态双融合”方向发展。
7 结 语
尖岗水库与常庄水库作为郑州西南“两盆水”，分别扼守贾鲁河干流与贾峪河下游，以均质土坝主体工程与泄洪洞、溢洪道、输水洞等设施共同构成了郑州市主城区的防洪与供水保障。尖岗水库库容大、控制流域广、长效备用水源能力突出；常庄水库距城区近、调度灵敏、反季节调蓄功能突出。两库在规模、工程与功能上的差异，决定了其在城市水安全体系中互为补充、协同作用的关系。建议未来持续推进两库信息化建设与多目标联合调度，进一步发挥其在郑州“建设现代化国家中心城市”中的水安全保障与生态服务功能。
参考文献
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[2] 快懂百科. 尖岗水库
[3] 快懂百科. 常庄水库
[4] 搜狗百科. 尖岗水库
[5] 郑州市水利局. 郑州市常庄水库存量资产盘活项目特许经营竞争性谈判公告
[6] 郑州日报. 常庄水库加固提升工程即将竣工
[7] 新华网河南频道. 迎战“白海豚” 守好“大水缸”——记者实探常庄水库、南水北调中线郑州
[8] 大象新闻. 直击郑州尖岗水库泄洪现场：道路封锁水位上涨明显未出现重大险情
[9] 河南党史方志网. 水利·十一画·常庄水库
[10] 牛顿中文百科. 常莊水庫
[11] 李守业. 尖岗水库输泄水建筑物隐患处理措施设计
[12] 化勇鹏, 易军, 钟崇林. 郑州市尖岗水库流域生态系统健康状况评价[J]. 科技创新导报