三灣水利樞紐工程下閘蓄水方案探析

焉嵐（丹東水利勘測設(shè)計研究院大禹監(jiān)理公司遼寧丹東118000）

三灣水利樞紐工程下閘蓄水方案探析

焉嵐
（丹東水利勘測設(shè)計研究院大禹監(jiān)理公司遼寧丹東118000）

本文結(jié)合三灣水利樞紐工程特性針對由于移民搬遷滯后推遲至汛末下閘的問題，對下閘蓄水方案進行了分析研究，認為啟用一次蓄水分三階段完成實現(xiàn)2015年年底水庫蓄水達到20.5m，完成蓄水發(fā)電的目標(biāo)，以期為類似工程提供借鑒。

三灣水利樞紐；蓄水方案；研究

1　工程位置

三灣水利樞紐位于愛河干流下游，是愛河流域規(guī)劃中的重要樞紐工程。該水利樞紐為大Ⅱ型，壩址在丹東市振安區(qū)九連城鎮(zhèn)廟嶺村，距丹東市25km，控制流域面積5869km2。

2　工程建設(shè)內(nèi)容

三灣水利樞紐及輸水工程是以城市供水為主，兼顧發(fā)電，是為丹東市供水提供安全保障的大型綜合利用水利工程，工程由水庫樞紐工程、輸水工程和凈水廠工程三部分組成。主要承擔(dān)向丹東市供水的任務(wù)，水庫最大庫容為1.54億m3，水庫建成后2025年向丹東市年供水2.05億m3。三灣水利樞紐及輸水工程等別為Ⅱ等，工程規(guī)模為大Ⅱ型。水庫樞紐工程主要建筑物：擋水壩段、取水壩段、泄洪閘、魚道壩段、電站廠房。

樞紐主壩壩型為常態(tài)混凝土重力壩，壩長547.57m，壩頂高程27.64m，最大壩高25.14m，水庫死水位15.6m，汛期限制水位為20.5m，正常蓄水位為20.5m，樞紐由擋水壩段、取水壩段、泄洪閘、魚道壩段組成。

3　蓄水要求

三灣水利樞紐及輸水工程共征占用各地類總面積為1432.3878hm2，其中耕地495.2182hm2，林地165.0737hm2，其它地類為772.0959hm2。三灣工程林地使用手續(xù)已獲得國家林業(yè)局和國土資源部的批復(fù)。根據(jù)初步設(shè)計批復(fù)文件，三灣工程總搬遷安置708戶，2486人。其中庫區(qū)淹沒影響搬遷641戶，2245人（淹沒線下198戶，707人）；因工程占地需要動遷67戶，241人（其中壩區(qū)動遷27戶，95人；管線13戶，36人；凈水廠27戶，110人）。三灣工程動遷房屋總面積59722.29m2。批復(fù)移民投資資金6.67億元。

庫區(qū)淹沒線下移民安置總完成率超過74%。

三灣水利樞紐擋水建筑物已經(jīng)達到設(shè)計高程，庫區(qū)內(nèi)正常蓄水位以下建筑工程全部完成，具備下閘蓄水條件，下閘蓄水前應(yīng)完成以下工作：

（1）庫區(qū)正常蓄水位以下移民動遷結(jié)束，庫區(qū)清理完畢，庫底清理需滿足規(guī)定和庫底清理要求，三灣工程庫底清理范圍：

a）衛(wèi)生清理范圍為居民遷移線以下的區(qū)域；

b）一般建（構(gòu)）筑物清理范圍為居民遷移線以下的區(qū)域及塌岸地段、滑坡地區(qū)；

c）林木清理范圍為正常蓄水位20.5米以下的區(qū)域。三灣工程水電開發(fā)有限公司受三灣工程建設(shè)管理局委托實施三灣工程庫底清理工作，按照實際工作需要，根據(jù)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)完成征地工作任務(wù)的時間來分別安排各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的清理工作時段，確保汛前圓滿完成庫底清理工作。

（2）向大壩上下游當(dāng)?shù)卣▓笙麻l蓄水計劃，并由當(dāng)?shù)卣虍?dāng)?shù)鼐用癜l(fā)布下閘蓄水公告，在庫區(qū)內(nèi)無人看管過河道口樹立警示牌，避免發(fā)生意外事件。

（3）觀測設(shè)備安裝完畢，并通過相應(yīng)的驗收。按設(shè)計要求對已完成的觀測設(shè)備進行初始讀數(shù)，為水庫安全觀測提供基礎(chǔ)資料，主要包括：三向測縫計、三向應(yīng)變計、溫度計、大壩位移計、繞壩滲流計、揚壓力計觀測讀數(shù)。

（4）閘門、啟閉機、攔污柵、控制設(shè)備、配電、照明安裝調(diào)試完畢；完成通信系統(tǒng)的安裝和調(diào)試并有相應(yīng)的質(zhì)量檢測資料和處理結(jié)果。無水條件下閘門啟閉運行正常，啟閉機平臺上的雜物清理完畢。

（5）泄洪閘壩基開挖與地基處理完畢，泄洪閘混凝土已澆筑至閘墩頂高程27.64m，交通橋、工作橋、門機軌道和弧形工作閘門等已安裝調(diào)試完成，壩頂啟閉機房完成。所有過水建筑物已按設(shè)計要求完成，并具備正常運行條件。

（6）電站壩段壩基開挖與地基處理完畢，電站上游擋水部分混凝土澆筑至壩頂高程27.64m，電站廠房已經(jīng)封頂。電站進出口門閘門及啟閉機安裝調(diào)試完畢，能夠保證電站廠房內(nèi)機電安裝。電站進口攔砂坎混凝土澆筑完畢。廠房檢修，滲漏排水系統(tǒng)安裝調(diào)試完畢，并可以正常運行。

（7）魚道壩段和上、下游魚道的基礎(chǔ)開挖、填筑和地基處理完畢，魚道壩段混凝土澆筑至壩段高程27.64m，上、下游魚道混凝土工程、魚道壩段及魚道出口閘門、啟閉機、啟閉機室已經(jīng)完成。

（8）尾水閘門已安裝完成，并處于全關(guān)位置。

（9）所有運行設(shè)備的電源要絕對可靠，保證可隨時投入運行

擋水建筑物已經(jīng)達到設(shè)計高程，庫區(qū)內(nèi)正常蓄水位以下建筑工程全部完成，并通過相應(yīng)的驗收；閘門、啟閉機安裝調(diào)試完畢，觀測設(shè)備安裝完畢，庫區(qū)正常蓄水位以下移民動遷結(jié)束，庫區(qū)清理完畢，并通過驗收，蓄水觀測記錄準(zhǔn)備完畢，具備下閘蓄水條件。

4　蓄水原則和方式的確定

表1-1　初期蓄水計算表（P=50%）（典型年1956～1957）單位：萬m3

4.1蓄水原則

三灣水利樞紐主壩基礎(chǔ)地質(zhì)條件較為復(fù)雜，初期蓄水原則需充分考慮壩基、壩體應(yīng)力及變形適應(yīng)、安全情況，并考慮到施工進度和水庫移民安置進度等制約因素，應(yīng)為確保大壩防洪、蓄水安全的前提下，盡快加速初期蓄水發(fā)電的進程，發(fā)揮工程效益、并減少對下游工農(nóng)業(yè)用水、環(huán)境用水和其他工程的負面影響。

4.2蓄水方式

根據(jù)三灣水利樞紐首次蓄水的實際，特制定“一次蓄水分三階段逐步完成的蓄水”方案。

為保證蓄水過程的安全，在下閘蓄水前，按設(shè)計要求對已完成的觀測設(shè)備進行初始讀數(shù)，為水庫安全觀測提供基礎(chǔ)資料，同時要向大壩上下游當(dāng)?shù)卣▓笙麻l蓄水計劃，并由當(dāng)?shù)卣虍?dāng)?shù)鼐用癜l(fā)布下閘蓄水公告，在庫區(qū)內(nèi)無人看管過河道口樹立警示牌，避免發(fā)生意外事件。

初步擬定蓄水過程分三個階段：

第一階段從自然河道水位蓄到15.6m（水庫死水位），開啟閘門維持水庫水位不變，并依次調(diào)試各孔弧形閘門，觀察此高程水頭情況下的弧形閘門啟閉和滲漏情況，觀察一周，檢查閘門、壩體及各擋水建筑物有無異常，并讀取觀測數(shù)據(jù)，經(jīng)檢查無誤，關(guān)閉弧形閘門繼續(xù)蓄水。

第二階段從15.6m蓄到18m。開啟閘門維持水庫水位不變，并依次調(diào)試各孔弧形閘門，觀察此高程水頭情況下的弧形閘門啟閉和滲漏情況，觀察一周，檢查閘門、壩體及各擋水建筑物有無異常，并讀取觀測數(shù)據(jù)，經(jīng)檢查無誤，關(guān)閉弧形閘門繼續(xù)蓄水。

第三階段從18m蓄到20.5m。開啟閘門維持水庫水位不變，并依次調(diào)試各孔弧形閘門，觀察此高程水頭情況下的弧形閘門啟閉和滲漏情況，觀察一周，檢查閘門、壩體及各擋水建筑物有無異常，并讀取觀測數(shù)據(jù)，經(jīng)檢查無誤，關(guān)閉弧形閘門繼續(xù)蓄水。確定蓄水完成。

以上各階段中如有異常，將暫停蓄水，并對已蓄水位按照分階段的高程要求降階段保持水位，對相關(guān)問題進行分析處理，相關(guān)問題得到妥善處理后，繼續(xù)蓄水直到蓄水完成。由于愛河徑流量較大，工程蓄水初期將按照運行方案進行調(diào)度運用，保持正常蓄水位，需要隨時調(diào)整弧門開度，維持正常蓄水位不變。

蓄水期天然來水量選擇P=50%和75%兩種水平年進行蓄水計算，典型年選擇（1956～1957）年作為平水年，（1991～1992）年作為枯水年。

計算結(jié)果見1-1表和1-2表。

經(jīng)對平、枯兩種來水頻率條件進行水庫充蓄分析計算，當(dāng)遇到頻率P=50%的來水條件，下閘蓄水后水庫在一旬之內(nèi)即可蓄滿達到正常蓄水位20.5m；當(dāng)遇到頻率P=75%的來水條件，下閘蓄水后水庫在四旬之內(nèi)也可蓄滿達到正常蓄水位20.5m。

通過不同頻率來水條件情況下的水庫充蓄分析計算成果可以看出，三灣水庫初期蓄水較快，基本在四旬之內(nèi)就可以完成蓄水過程。主要原因在于三灣水庫所在的愛河流域水資源量豐沛，即便是9月下旬的來水量也在2000萬m3左右，而三灣水庫的正常蓄水位相應(yīng)庫容只有5372萬m3，基本上四旬之內(nèi)即可蓄滿。

1-2表　初期蓄水計算表（P=75%）（典型年1991～1992）單位：萬m3

5　蓄水方案結(jié)論

此方案在分階段蓄水過程中發(fā)現(xiàn)的異常現(xiàn)象能夠有效快速的排查隱患，對庫區(qū)內(nèi)的隱患排查爭取了時間，同時準(zhǔn)確記錄弧形閘門、壩體及擋水建筑物等觀測數(shù)據(jù)，大大的提高了蓄水方案的安全性、穩(wěn)定性，能夠?qū)崟r發(fā)現(xiàn)存在的細小問題，及時提供補救或整改措施，確保弧形閘門、壩體及各擋水建筑物的安全性及穩(wěn)定性。穩(wěn)步實現(xiàn)年底蓄水發(fā)電總目標(biāo)。陜西水利

（責(zé)任編輯：唐紅云）

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