基于喇嘛營(yíng)水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)中輸水洞底高程確定

馬自學(xué)，張 云

(1.遼寧省北票市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)隊(duì)，遼寧北票122100;2.遼寧省觀音閣水庫(kù)管理局，遼寧本溪110000)

1 工程概況

喇嘛營(yíng)水庫(kù)集雨面積20.7 km2，河流長(zhǎng)度9.7 km，河道平均比降為23.2‰。是一座以防洪、灌溉為主，兼顧養(yǎng)殖、旅游等綜合利用的小(1)型水庫(kù)。該水庫(kù)經(jīng)過(guò)2005年普查時(shí)復(fù)核及2007年喇嘛營(yíng)水庫(kù)安全鑒定，大壩安全類別鑒定為三類壩。2008年完成喇嘛營(yíng)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)，計(jì)劃2009年完成該水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程施工。輸水洞可保證水庫(kù)加固時(shí)騰空庫(kù)容，對(duì)減少圍堰工程量具有重要作用;也是保證水庫(kù)灌溉效益和水庫(kù)供水的主要工程設(shè)施，是水庫(kù)的取水口。因此由水庫(kù)泥沙淤積情況等因素確定死水位，準(zhǔn)確確定輸水洞底高程尤為重要。

2 泥沙淤積分析

喇嘛營(yíng)水庫(kù)原設(shè)計(jì)淤積年限為10 a，侵蝕模數(shù)采用1 550 m3/km2·a，墊底庫(kù)容為32.1萬(wàn)m3，相應(yīng)死水位為200.4 m。因水庫(kù)輸水洞底高程現(xiàn)已為200.9 m，只有通過(guò)分析建庫(kù)35 a來(lái)的淤積狀況和泥沙指標(biāo)來(lái)重新確定。

在本次設(shè)計(jì)中，由北票市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)隊(duì)又進(jìn)行了庫(kù)區(qū)淤積測(cè)量，并繪制了1∶10 000庫(kù)區(qū)地形圖，庫(kù)區(qū)等高線從庫(kù)底一直到高程215 m均進(jìn)行實(shí)測(cè)修改，并以此圖重新量算繪制了水位～面積曲線和水位～庫(kù)容曲線。從新繪制的庫(kù)容曲線查得:水位現(xiàn)已淤積至199.6 m，正常高水位206.49 m對(duì)應(yīng)水庫(kù)的庫(kù)容為123萬(wàn)m3，原設(shè)計(jì)為187萬(wàn)m3。也就是說(shuō)，經(jīng)過(guò)35 a的運(yùn)行，在正常高水位情況下，水庫(kù)淤積量64萬(wàn)m3，從淤積速率上分析，1973年 ～1982年的10 a間，水庫(kù)淤積20萬(wàn)m3，平均每年淤積2萬(wàn)m3，單位年均輸沙量為9 66 m3/km2·a;1983年～2008年2月的25 a內(nèi)，水庫(kù)淤積量44萬(wàn)m3，平均每年淤積1.76萬(wàn)m3，單位年均輸沙量為850 m3/km·a。按照年淤積850 m3/km2·a計(jì)算，水庫(kù)用于灌溉的凈調(diào)節(jié)水量需要40多年淤積完。近20多年的淤積速率明顯減小，表示庫(kù)區(qū)內(nèi)水土保持已見成效。

從測(cè)試成果看出，泥沙淤積占據(jù)部分死庫(kù)容，現(xiàn)淤積高程至199.6m，淤積部分原設(shè)計(jì)死庫(kù)容;正常蓄水位下現(xiàn)泥沙淤積庫(kù)容64萬(wàn)m3，占原正常蓄水位庫(kù)容187萬(wàn)m3的34.2%。

3 現(xiàn)狀水庫(kù)水位～庫(kù)容曲線的繪制

喇嘛營(yíng)水庫(kù)水位～庫(kù)容曲線的繪制使用近期測(cè)量1∶10 000庫(kù)區(qū)地形圖，量制水位～面積曲線，再由各水位及其相應(yīng)面積計(jì)算出相鄰水位間的部分容積，累加后得到各水位相應(yīng)的庫(kù)容，便繪制該水庫(kù)現(xiàn)狀水位～庫(kù)容曲線。庫(kù)容淤積的情況采用實(shí)際測(cè)量結(jié)果，對(duì)原有的水位～庫(kù)容關(guān)系曲線進(jìn)行了修正，能夠體現(xiàn)水庫(kù)的現(xiàn)狀。喇嘛營(yíng)水庫(kù)實(shí)測(cè)新繪制的水位～庫(kù)容曲線如圖1所示。

圖1 喇嘛營(yíng)水庫(kù)水位～庫(kù)容曲線

4 輸水洞進(jìn)口底高程確定

喇嘛營(yíng)水庫(kù)輸水洞底高程確定時(shí)要滿足灌溉引水要求和要考慮水庫(kù)泥沙淤積的需要等因素。因?yàn)樗畮?kù)灌區(qū)的渠系建筑物已經(jīng)建設(shè)，所以輸水洞底高程應(yīng)以水庫(kù)淤積情況控制。喇嘛營(yíng)水庫(kù)原設(shè)計(jì)淤積年限為10 a，侵蝕模數(shù)采用1 550 m3/km2·a，墊底庫(kù)容為32.1萬(wàn)m3，相應(yīng)死水位為200.4 m。本次復(fù)核，因水庫(kù)原輸水洞底高程為200.9 m等均已確定，只分析建庫(kù)35 a來(lái)的淤積狀況和泥沙指標(biāo)。推懸比采用20%。現(xiàn)侵蝕模數(shù)采用850 m3/km2·a，平均每年淤積1.76萬(wàn)m3。設(shè)計(jì)死水位的確定，根據(jù)公式(1):

式中:V墊為墊底庫(kù)容，萬(wàn)m3;r為泥沙容重，采用1.3 t/m3;T為設(shè)計(jì)淤積年限，采用20 a。經(jīng)計(jì)算，V墊=32.5萬(wàn)m3。

查曲線得喇嘛營(yíng)水庫(kù)的設(shè)計(jì)死水位H死=202.1 m。由此確定輸水洞加固改造后的進(jìn)口底高程為202.1 m。采用龍?zhí)ь^形式與原輸水洞進(jìn)口連接。

從目前正常洪水位庫(kù)容123萬(wàn)m3分析:輸水洞原底高程低于本次設(shè)計(jì)死水位，隨著水庫(kù)淤積量增加，會(huì)影響輸水。所以在上游搞好水土保持的同時(shí)，還有做好水庫(kù)的用水計(jì)劃，使之充分發(fā)揮效益。

5 結(jié)論

喇嘛營(yíng)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)已于2008年12月通過(guò)遼寧省水利工程建設(shè)技術(shù)審核中心的審查，對(duì)該水庫(kù)泥沙淤積分析和輸水洞底高程確定給予肯定，同意該水庫(kù)死水位。

［1］ 袁作新，等.水力計(jì)算［M］.湖北:湖北科學(xué)技術(shù)出版社，1992.

［2］ 牛運(yùn)光.病險(xiǎn)水庫(kù)水庫(kù)加固實(shí)例［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2002.