大海波水庫運行管理實踐及探索

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(1.云南省水利水電建設管理與質量安全中心，昆明 650224； 2.楚雄州大海波水庫管理單位，云南 楚雄 675000)

1 概 述

大海波水庫位于楚雄州境內龍川江中段主干流上楚雄市下游53km處，水庫控制流域面積2200km2，壩址以上河道長126.63km，河床平均坡降6‰。大壩為均質土壩，設計壩高38.5m，水庫設計洪水位1753.95m，校核洪水位1756.65m，汛期限制水位1751.65m，死水位1735.15m，電站裝機容量3000kW，總庫容 3300萬m3，有效庫容1800萬m3，大海波水庫是一座中型水利樞紐工程。

1958年12月，大海波水庫開工建設，1959年12月，完工蓄水。除險加固后工程由攔河壩、溢洪道、左岸沖沙泄洪洞、輸水發電洞、壩后式電站組成。水庫承擔著下游祿豐縣妥安鄉、黑井鎮灌區、元謀縣大型灌區5333.33hm2農田灌溉和下游電站供水及保護下游成昆鐵路、108國道、沿岸鄉鎮15萬多人民群眾生命和財產安全的任務。

1962年1月，為滿足成昆鐵路建設電力需求，修建壩后式電站時，因為安裝壓力管道的需要，水庫水位從32.10m降至20.36m，水位驟降11.74m，日均下降0.8m，導致大壩上游壩坡中部滑坡，壩體下沉1.5m，形成局部滑坡。之后至1963年11月間，大壩又產生多次滑坡。為了提高大壩穩定性，將壩軸線后移16m，削緩上游壩坡、拋石固腳，用砂卵礫石料培厚外壩坡等措施進行了加固處理，直至1966年6月完工。水庫至2000年已運行近41年。2000年6月，因水庫實際抗御洪水能力達不到國家規范規定的防洪標準、溢洪道不能滿足泄洪要求、大壩壩坡不滿足結構安全等原因，經過安全鑒定：大海波水庫大壩為Ⅲ類壩，列入云南省第一批17件重點中型病險水庫除險加固項目之一。大海波水庫大壩除險加固工程2003年被水利部授予“2002年度水利系統文明建設工地”稱號，2005年竣工驗收時項目施工質量評定為優良工程，水庫除險加固后防洪標準由原來的200年一遇提高到了1000年一遇。2008年，工程通過云南省級管理單位達標考核。

2 大壩管理難點

2.1 防汛任務重

由于水庫在龍川江干流上，控制徑流面積較大，且上游大部分徑流區處在山區，河床坡降陡，具有山區河流洪水匯集迅猛、洪峰過程陡漲陡落的特點，入庫洪峰和洪水量、入庫泥沙量均較大。經數十年運行，水庫泥沙淤積嚴重，有效庫容小、調節性能差，大壩又是均質土壩，交通不便、搶險難度大等多種原因，使得水庫一直被列為楚雄州中型重點防汛水庫。目前，水庫上游共修建有青山嘴大型水庫，毛板橋、老廠河、九龍甸、西靜河4座中型水庫和向陽沖、中石壩、尹家嘴等14座小(I)型水庫，總庫容達2.2億m3。上游水庫對大海波水庫洪峰有削減作用。已建成的龍川江上段河庫聯合調度系統，對下游河道洪水組成有一定調節錯峰作用； 近年來楚雄州先后對大海波水庫上游龍川江楚雄城區段、南華段、呂合段河道進行了治理，龍川江楚雄城區段河道防洪標準由原來的10年一遇提高到了30年一遇，加快了龍川江洪水在楚雄城區段通行時間，但一旦上游突降暴雨，水庫上游產生的流域性洪水，對水庫安全仍然影響極大。

大海波水庫下游河道狹長，河道迂回曲折，河道比降約15‰。兩岸有較高山峰，龍川江河道順山谷迂回至元謀縣城，匯入左岸普登河和蜻蛉河兩大支流后，向北匯入金沙江。水庫下游7.50km處有西南重要運輸線成昆鐵路通過； 沿河岸有共有25座鐵路公路橋梁跨龍川江而過，建有100多座抽水站； 水庫下游建有裝機容量3000kW的大海波壩后式電站、裝機容量1萬kW的豐源電站和裝機容量1.2萬kW的小河口電站； 水庫下游約30～50km沿河岸有祿豐縣妥安鄉、省級歷史文化名鎮黑井鎮。

大海波水庫原設計功能中沒有下游防洪任務，但由于近些年下游河道河床采砂和沿岸石料開采、沿岸山坡水土流失等原因，導致河道行洪能力下降，部分河道屬于山區河道，多年來無資金進行河道整治，在實際運行中，為滿足下游電站、交通部門、鄉鎮政府對大海波水庫泄洪經常提出的控制要求，水庫管理單位必須根據實際情況不斷調整防洪調度運行計劃，因此，加大了水庫運行調度的難度和復雜性。

2.2 庫內水上交通管理難

大海波水庫庫區屬于狹長地形，正常水位時的回水長約16km，庫區涉及楚雄市、祿豐縣、牟定3個縣(市)的2鄉1鎮8個村委會，庫區沿岸交通條件較差，當地老百姓出行多靠木船從庫區水面上出入，人貨混裝，船只質量差和超載等導致每年都發生翻船事故，屢禁不止，水庫管理單位對庫內水上交通安全管理工作量非常大。

2.3 水庫泥沙淤積成為電站運行隱患

龍川江是一條多沙河流，根據水庫上游小河口水文站實測資料多年平均輸沙量為89萬t，1986年最大達到168萬t。大海波水庫上游雖建有大中小型水庫98座，控制徑流面積1299.80km2，占大海波水庫徑流面積的59.08%，起到了很大的攔沙作用，但由于水庫上游徑流區楚大公路、楚大鐵路、南華縣城、楚雄市開發區、青山嘴大型水庫等項目的建設，工程泥沙大量流入水庫，入庫洪水和泥沙特性十分復雜。除險加固前水庫沒有沖沙泄洪洞，只能靠溢洪道泄洪期間排沙。除險加固后雖然增加建設了沖沙泄洪洞，增大了水庫沖沙能力，但2009年來流域連續干旱少雨，入庫來水量小，汛期泄洪時間很少，基本沒有排沙條件，使得水庫淤積加快。目前，死庫容已淤滿，正常庫容剩余625.16萬m3，庫容損失率為72.5%，有效庫容減小，大大降低了水庫調洪能力。而且隨著水庫淤積，三角洲不斷向壩前推進，沖沙泄洪洞進水口漏斗不斷縮小，已威脅到發電系統和泄水建筑物的安全運行。1993年曾發生過因運行不當造成電站輸水洞進口淤堵事故，給泄水建筑物安全運行敲響警鐘。除險加固時，輸水洞進水口泥沙堆積已超出底坎2m多，入庫泥沙、樹枝、雜物直接流向進水口攔污柵，大量推移質粗顆粒泥沙進入引水系統，導致攔污柵不斷淤堵，壓差超標，機組冷卻水管、濾水器、水泵、機組蝸殼堵塞等現象頻繁發生。除險加固后，增加了沖沙泄洪洞，增大了水庫沖沙能力，但隨著上游徑流區內建設步伐的加快，入庫泥沙問題仍然突出，泥沙造成壩后電站的過流部件磨損、水頭損失、電站出力下降等問題越來越嚴重。

3 水庫安全管理措施與實踐

3.1 明確水庫運行及防汛安全責任

每年5月1日汛前，大海波水庫管理單位成立以主任為組長、電站站長和水庫所在地平地村委會書記為副組長的水庫防汛領導小組，全面負責協調水庫和電站的運行和防洪度汛工作。防汛領導小組設防汛辦公室，主要職責為：編制大海波水庫蓄水方案、水庫年度調度運用計劃、防汛搶險預案及日常水庫調度等，并按要求做好汛期24小時防汛值班； 開展水庫入庫洪水預報，大壩、電站及溢洪道、泄洪沖砂洞等水工建筑物巡視檢查； 負責向楚雄州防汛指揮部和州水務局、祿豐縣政府通報汛情、險情和災情。

水庫管理單位、電站和水庫所在地平地村委會，成立了防汛搶險突擊隊，明確水庫和電站生產現場各部門第一責任人為搶險突擊隊隊長，要求發生險情時水庫管理單位及電站職工、村委會主要骨干服從防汛領導小組統一指揮。為增強職工、村民防汛搶險、災情自救的意識，鍛煉搶險隊伍和提高防汛領導小組的應急指揮能力，檢驗防汛搶險預案的指導性和可操作性，每年進行1次防汛演習，根據演習中發現的問題修改完善預案。

3.2 規范水庫運行及防汛管理工作

為規范水庫運行及防汛安全工作，依據《水庫工程管理通則》(SLJ 702—81)規定和其他相關要求，結合水庫和壩后電站工程實際，大海波水庫管理單位制定了《大海波水庫防汛領導小組及辦公室工作制度》、《大海波水庫大壩安全責任制》、《大海波水庫管理單位防汛崗位責任制》、《大海波水庫防汛工作獎懲制度》、《大海波水庫災情匯報制度》、《大海波水庫管理單位汛期巡回檢查匯報制度》； 修訂了《大海波水庫調度規程》、《大海波水庫水工觀測規程》、《大海波水庫水工維護規程》、《大海波水庫水情測報系統維護規程》、《大海波電站水工機電設備運行維護規程》、《大海波水庫防汛值班制度》等一系列規章制度和各種險情應急措施，用以加強水庫樞紐和電站的日常巡視檢查、汛前汛后安全檢查和水工建筑物評級等工作。每年管理單位與楚雄州水務局、管理單位與股室、股室與班員簽訂防汛責任書，落實各級人員防汛及大壩安全管理職責，明確了工作內容與要求、檢查與考核等項，并且在實際管理中嚴格按制度執行，以制度管人，避免人情化，使水庫管理工作逐步達到規范化。

3.3 嚴格調度制度

每年5月1日汛前，水庫管理單位根據長期水情預報，制定科學、措施嚴密的蓄水計劃，編制當年《大海波水庫汛期調度運用方案》報送楚雄州防汛抗旱指揮部批準后，嚴格執行。當實際來水和預測值有較大出入時，按已制定的應急保安方案及時調整水庫運行方式，做到既利用汛末最后一場洪水完成水庫蓄水任務，又能確保大壩安全度汛。為確保攔河壩上游壩坡穩定，制定了嚴格的《大海波水庫控制運用規定》，在水庫放水時，由楚雄州防汛抗旱指揮部和水庫管理單位中心控制室共同監視控制庫水位驟降速度。由于措施嚴密，責任到位，近年來，水庫沒有發生一起違規調度運用事件。

為減輕或避免洪水給下游造成危害，管理單位一方面加強與楚雄州防汛抗旱指揮部、鐵路部門、祿豐縣政府的汛情溝通。每年汛前，向楚雄州防汛抗旱指揮部辦公室報告水庫下游河段的防洪問題，由州和縣防汛抗旱指揮部協調解決清障、治理河道等相關工作； 另一方面挖掘內部潛力，開展預報調度，提高洪水調度水平，在確保大壩安全前提下，最大限度利用水庫庫容消減下泄洪峰。

同時，加強蓄水期和高水位運行時期的水庫巡查，查處水上違規載人和運輸情況，及時掌握水庫水面距離庫區民宅、建筑、交通等設施的水位情況，檢查庫岸山坡邊坡穩定情況，保證蓄水工作順利進行，并為下一年科學制定水庫運行計劃和汛期防洪度汛方案提供依據。

根據大壩日常巡查制度和年度詳查制度，在巡查前，制定了巡查人員組成、巡查線路、巡查內容、巡查方式及記錄格式； 要求按規定開展工程和管理范圍內巡查，掌握大壩及其他水工建筑物運行狀態，發現問題及時處理； 加強特殊檢查和汛前檢查，及時向地州防汛抗旱指揮部和州水務局匯報檢查情況。

3.4 增大水庫運行管理科技投入

大海波水庫除險加固時，完成了水庫水情自動測報系統、大壩視頻監控系統和泄水建筑物閘門遠程監控系統建設。自工程竣工投入使用以來，為大壩運行監測、水庫運行及防汛管理工作提供了有力保障。在2003年特大洪水調度中，管理單位利用水庫水情自動測報系統、閘門監控系統科學調度，避免了超泄洪水對下游的淹沒災害。特別在近幾年的干旱缺水時期，通過水庫水情自動測報系統合理蓄水調度，使水庫最大限度地蓄水供水，為當地經濟建設和社會穩定發揮了重要作用。

3.5 做好汛期防汛安保工作

每年年初，管理單位制定防汛和蓄水計劃，汛前由技術負責人帶隊對水工建筑、通信及防洪物資進行了詳細檢查，并對檢查出的問題進行了認真整改。對溢洪道、沖沙洞和老發電洞閘門及啟閉系統、電源和水情自動測報系統進行了試驗，確保啟閉順暢，通信暢通，為增加與各級部門通信保障能力，汛前增加了一部大靈通電話。

水庫除險加固后，泄洪方式由敞泄變為閘門控泄，泄洪方式的改變增加了水庫下游行洪通道的管理難度，泄洪前，管理單位通過采取拉響警報、派人到重點區域檢查、用喇叭喊話等方式示警，督促在河道內有關人員迅速離開。泄洪中，按照“提前一點、泄小一點、時間拉長一點”的泄洪原則，確保了行洪通道通暢和安全。同時，在汛期加強對上游庫區的管理，劃定了汛期船只禁入區，設置了警示標志、標牌。

從2005年起，汛期向州水文局報汛，同時，向下游涉及到的防洪保護單位報汛，保證了下游豐源電站、小河口電站的安全。為成昆鐵路廣通公務段、祿豐縣妥安鄉、黑井鎮和元謀縣提供報汛服務，充分發揮了水庫的防洪保安功能。

3.6 科學調度增加工程發電效益

大海波水庫除險加固后，堰頂高程較除險加固前降低了2.5m, 2006～2008年按原來的調度方式調度,即:汛期溢洪道閘門全部敞泄,汛末開始蓄水，電站發電量與常年相比減少了200多萬kW·h，減少發電收入約60萬元，減少發電水費收入約8萬元，水庫調度偏重于防洪。2008年在總結2006年、2007年調度工作基礎上，提出進行經濟調度、節水增發電量的措施，即：汛期利用水情自動測報和龍川江上游河庫聯合調度系統，適當改變水庫固定汛限水位的調度方式，實現水庫安全有效地汛期蓄水，逐步抬高汛限水位，增加水庫重復庫容的利用，使電站的發電效益得以最大的發揮。2008年在來水量較常年偏少的情況下，電站發電量達920萬kW·h； 2009年8月青山嘴大(2)型水庫試運行蓄水以來，由于有上游青山嘴水庫蓄水調節，大海波水庫灌溉蓄水增加，電站發電量也增加。青山嘴水庫驗收投入運行后，采取科學調度運行方式，將會使大海波水庫和電站的發電效益得以最大的發揮。

4 水庫運行管理的探索

由于大海波水庫上游水庫較多，這些水庫群運行和部分低標準工程的不斷投入運行，既破壞了大海波水庫徑流區原有的洪水天然匯流屬性，加大了大海波水庫洪水調度難度，也影響水庫樞紐的防洪標準，因此，應加強水庫調度管理，探索研究區域水庫群聯合調度方式，努力實現區域防洪效益和經濟效益最大化。

積極探索水庫排沙、沖沙有效措施，消除泥沙對水庫大壩安全、電站經濟運行的影響。?抓住有利時機，借助青山嘴水庫泄洪時，實施低水位沖沙，恢復輸水洞門前漏斗。制定防止水工泄水建筑物淤堵的措施，避免泄水建筑物淤堵。減小泥沙對電站過流部件的磨損。減少泥沙淤積，減緩庫容損失速度，延緩水庫壽命； ?加強入庫泥沙監測，提高調洪調沙水平，減少水庫淤積量； ?加強泄水建筑物門前淤積高程監測，當門前淤積高程超過某一高度時，應進行短時間開門沖淤或者采取其他工程措施清淤，確保泄水建筑物安全運行； ?及時清除庫區漂浮物，以免沉積后加速攔污柵堵塞。

5 結 語

大海波水庫已運行50多年，為楚雄的經濟發展和楚雄的社會穩定做出了積極貢獻； 因此，需不斷探索，創新管理方式、科學調度，解決生產運行和管理中的新問題，提高管理水平，使大海波水庫運行管理工作適應水利事業發展。