好漢泊水庫大壩安全運行管理對策分析

2017-06-06 00:17:00陳嘉熺

黑龍江水利科技 2017年3期

陳嘉熺

(黑龍江省防汛抗旱保障中心，哈爾濱 150001)

決策思考

好漢泊水庫大壩安全運行管理對策分析

陳嘉熺

(黑龍江省防汛抗旱保障中心，哈爾濱 150001)

好漢泊水庫是1996年第3屆亞洲冬運會和2009年第24屆世界大學生運動會的水源地，大壩高度25.5m，長度272m。好漢泊水庫地處世界著名旅游景區—亞布力滑雪旅游區內，好漢泊水庫的安全運行管理直接事關世界滑雪旅游圣地和下游村屯人民生命財產的安全。為確保大壩安全，文章分析研究了好漢泊水庫大壩日常運行管理的對策。

好漢泊水庫；大壩；運行管理；對策

1 水源工程概況

1.1 工程位置及自然地理

亞布力滑雪旅游區水源工程的水源保障主要是好漢泊水庫。好漢泊水庫位于螞蟻河上游左岸一級支流黃泥河的左岸支流青頂子溝的小支流好漢溝上，好漢溝長為4.5km，溝道平均比降為47‰，屬于山區性河流。壩址在尚志市亞布力鎮西南25km處，為已建的小(1)型水庫工程。

該流域地處中溫帶季風氣候區，夏季短而濕熱，冬季漫長而嚴寒。水汽來源主要為太平洋供給，降雨受地形抬升影響較大，自上游向下游遞減，流域內降雨分布差別較大。好漢泊水庫位于螞蟻河的支流黃泥河的上游，冬季雪大，夏季多雨，多年平均年降水量740mm左右(一面坡站)，降雨量主要集中在7—8月份，春季枯水期降雨量僅為年降水量的5%，冬季枯水期徑流幾乎為零。多年平均氣溫在2.3℃左右。

1.2 工程規模及主要建筑物

好漢泊水庫是以冬奧會生活用水、大冬會造雪供水為主，兼顧旅游、改善環境的綜合利用小(1)型水庫。好漢泊水庫總供水量80萬m3,供水保證率：P=95%。好漢泊水庫屬Ⅳ等工程，設計標準為30a一遇洪水，校核標準為300a一遇洪水。

水庫規模為校核洪水位398.17m，校核總庫容332.2萬m3，正常蓄水位396.50m，相應庫容281.8萬m3，調節庫容276萬m3，占總庫容的83%；死水位377.5m，相應庫容5.8萬m3，占總庫容的1.7%。

好漢泊水庫由攔河壩、溢洪道、供水隧洞組成。壩頂高程加高至399.20m，上游壩坡386.10m高程以下仍按原壩坡坡比1∶2.75，386.10m高程處利用原壩頂路面布置2.00m寬馬道，馬道以上新筑壩坡坡比1∶2.5，采用預制混凝土板護坡，下游壩坡坡比1∶2.25，采用碎石護坡，壩頂寬5m，設瀝青路面。最大壩高26.70m，壩長286m。壩體采用垂直鋪設復合土工膜，防滲膜兩側設2m寬風化砂保護層，成為壩體防滲設施。壩基采用40cm厚塑性混凝土防滲墻，截斷壩基級配不良礫石透水層。

側槽式溢洪道布置在右壩端，側槽段位于溢洪道起始段0+000-0+010.5，堰型為實用溢流堰，堰頂高程396.50m，堰長10.50m，底寬0.50m-4.60m，兩側邊坡為1∶0.5，堰體為坐落在強風化基巖上的鋼筋混凝土結構，側槽底部及右側邊坡護砌為30cm厚的貼坡混凝土。消力池采用底流消能方式，消力池長20.50m，凈寬4.60，池深1.50m。尾水渠長38m，渠底凈寬5m，兩側邊坡為1∶2.0，消力池后設置10m長、30cm厚鋼筋石籠護底，其后底坡及兩側邊坡為30cm厚的干砌石護砌。

供水隧洞布置在大壩右岸溢洪道右側山體中，由岸塔式取水口、供水隧洞、閥門控制室三部分組成。取水口位于大壩右側壩腳上游約40m處，長15.4m，寬11.5m，隧洞進口底板高程375.50m。取水口分二層取水，設二道二孔攔污柵和二孔二層工作門，操作平臺高程399.00m。供水隧洞洞徑為1.8m，圓形斷面；隧洞縱坡i=5.2/1000，全長1923m，供水隧洞出口與閥門控制室相接。

1.3 工程效益

隨著該地區社會經濟的發展，對水的需求量不斷增大。好漢泊水庫供水工程建成后，年供水量80×104m3。

通過實施供水工程，不僅能夠滿足滑雪場人工造雪、運動員和工作人員的生活用水需要，還可以改善河道環境，為旅游增加一道靚麗的景觀。對促進我國冬季體育運動事業的發展，技術水平的提高、地區經濟發展、增強民族團結，具有重大的經濟效益和社會效益，為全區域人口、資源、環境可持續協調發展創造良好的條件。

2 水庫水位監測及運行

2.1 好漢泊水庫特性

1)校核洪水位：398.17m，總庫容：332.2萬m3。

2)設計洪水位：397.54m。

3)正常蓄水位：396.5m，興利庫容：275.95萬m3。

4)死水位：377.5m，死庫容：5.8萬m3。

2.2 水庫水位監測

2.2.1 量水尺觀測

水庫水位量水尺位于岸塔式取水口下方，測量范圍377.5-397.5m。

2.2.2 觀測孔觀測

好漢泊水庫水位觀測孔共有7個，從上游方向，沿大壩右側依次向左排列。1號觀測孔底高程377.0m，2號觀測孔底高程375.0m，3號觀測孔底高程378.9m，4號觀測孔底高程378.9m，5號觀測孔底高程378.9m，6號觀測孔底高程380.0m，7號觀測孔底高程375.0m。

觀測孔計算方法：觀測孔底高程h0+觀測孔內實測水深h=該觀測孔對應水位H。(例如，1號觀測孔底高程為377.0，該孔內實測水深為10m，則1號觀測孔對應觀測水位為377.0+10m=387.0m。)

2.2.3 好漢泊水庫庫容曲線表

表1 好漢泊水庫庫容曲線表

2.3 水庫正常及非正常運行

2.3.1 日常調度運行水位控制

好漢泊水庫流域面積約為8.76km2，年供水量80萬m3。保證年供水需要的情況下，考慮該流域內局地暴雨量可能為200mm/d，日常的水庫運行水位應控制在392.65m以下。

2.3.2 參照有關技術規范，進行潰壩洪水計算

潰壩流量計算：該水庫壩前最大水深12.5m，壩長271.6m，如遇特大暴雨和洪水可能潰壩要求計算潰壩最大流量Qmax及相應的洪水位m。(計算過程略)成果見下表。

表2 潰壩流量計算成果表

2.4 影響范圍內有關情況

2.4.1 確定影響范圍內人口、財產等社會經濟情況

水庫下游影響范圍內的人口1200人，房屋16680m2，大牲畜550頭(匹)、拖拉機50臺、耕地587hm2，固定資產3000萬元。

2.4.2 下游河道安全泄量

確定影響范圍內工程防洪標準、下游河道安全泄量為0.8m3/s。

3 大壩滲流監測管理

3.1 大壩滲流監測

大壩滲流量監測主要通過溢洪道尾部的三角量水堰計算得出，流量水堰曲線見表3。

滲流公式：

(1)

式中：θ=90°,1.570796π；Ce為流量系數，Ce=0.5825(此處需查表)；P= 0.3m，h/P=0.336167；he為有效堰頂水頭，he=h+Kh=0.10085；B=1m，P/B=0.7；h為實測堰頂水頭；h=0.1m；Kh為水頭修正值，當θ=90°時，Kh=0.00085。

表3 流量水深曲線

3.2 好漢泊水庫日滲漏損失計算量

表4 水庫日滲漏損失計算量

注：按初步設計每日滲漏9mm計算

3.3 好漢泊水庫重點監測部位

重點監測部位主要集中于除險加固之前的險工弱段：

1)右岸岸坡腳出流，具體位置是右壩頭弧形岸坡坡腳。

2)右壩肩及壩坡下滲流出流。滲水從岸坡與土壩結合部滲出，分岸坡腳和壩坡兩股細流，向西流動，最后溢流至壩右側消力池有墻角外匯合，流入原河道。

3)導流洞出流，這股滲流由導流洞和輸水管間封堵混凝土的縫隙滲出，左壩坡腳有少量滲水。

4)水庫數位至383.58m時，發現壩后局部低洼處及消力池右側邊墻有滲水流出。

5)水庫水位達390.5m時，溢洪道自左邊墻，高程約為390.0m處出現滲水點。同月當水庫水位為392m時，發現左壩肩下游側出現散浸現象。

4 大壩運行管理對策

4.1 好漢泊水庫實行分級管理

好漢泊水庫日常管理工作，由省亞布力水源工程管理處水庫管理工作小組負責。小組組長為管理處處長，副組長為管理處工程科科長，另有組員若干。

工作小組分工：

1)組長：全面負責水庫日常及防汛工作；重大決策的指揮；向尚志市、省水利廳、省政府請示匯報，傳達上級命令。

2)副組長：協助組長處理水庫日常及防汛工作；監督各組員工作落實情況；協調組員之間工作分配；負責分工內的工作安排。

3)組員：負責工作組所分配的工作，定期向工作組進行匯報。

4.2 落實水庫崗位責任制

1)1號崗大壩巡護員負責水庫、玉足湖及荷花池巡查，好漢泊水庫水位巡查記錄，觀測滲漏量、雨情、閘閥室運行。負責好漢泊水庫閘門啟閉養護、閘閥室閥門開啟、養護、衛生清理工作和全處泵站、管線維修養護工作。負責網球場中線以西至滑雪場及葡萄園周邊環境衛生、除草(負責打草機修理養護)、清雪工作。負責鏟車運行養護工作，分擔區內的防火防盜工作，完成領導交辦的其它工作。

2)2號崗泵站運行員負責冬季供水運行、泵站維護、衛生清理，負責供暖設備運行、車庫安全、衛生及車輛清洗工作和全處泵站、管線維修養護工作。負責網球場中線以東至玉足湖及習拳臺周邊環境衛生、除草(負責打草機修理養護)、清雪工作。負責分擔區內的防火防盜工作，完成領導交辦的其它工作。

3)3號崗報訊記錄員負責報訊及一號崗巡查后的記錄工作(玉足湖、荷花池巡查、好漢泊水庫水位巡查、觀測滲漏量、雨情、閘閥室運行)；負責好漢泊水庫相關檔案管理工作；負責綜合樓內全部衛生；負責職工餐；負責綜合樓內的防火防盜工作，完成領導交辦的其它工作。

4.3 落實水庫值班制度

4.3.1 水庫日常值班制度

1)每日在壩區進行巡視，嚴禁游客、附近居民到水庫游泳、捕撈魚或其他危害其自身及大壩安全的活動。

2)定期對曾出現滲漏點的部分進行檢查，記錄量水堰的相關數據。

3)定期記錄水庫水位和觀測井內水深。

4)定期對水庫泵站和閘閥室進行檢查，試運行機械，保證其正常使用。

5)定期清理壩區內的草坪，撿拾垃圾。

4.3.2 水庫汛期管理及值班制度

水庫汛期管理及值班制度，參照歷年《好漢泊水庫防汛應急預案》執行。

通過采取上述安全運行管理措施，好漢泊水庫已經正常調度運行8a之久。實踐證明，采取的大壩安全運行管理對策是完全可行的。