余煒岷
摘 要:為了更好地研究水庫工程達標,并最大程度上發揮出水庫工程效益,本文以福建泉州德化縣彭村水庫為例著手分析,首先對如何實現水庫工程達標進行探討,進而從供水效益、防洪效益、發電效益等方面對水庫工程效益發揮的主要策略加以闡述,希望能夠為水庫項目的工程建設提供一定的參考與借鑒。
關鍵詞:水庫達標;工程效益;防洪效益
福建省泉州市德化縣彭村水庫是一座綜合性中型水庫,兼具供水、防洪、灌溉與一定的發電功能,在泉州市“七庫連通工程”中,是唯一的一座水源工程,是福建省級重點建設項目。該工程控制面積極廣,工程建成并交付使用之后,能夠為流域內提供長時間的水資源調配與調節功能,在大中型水庫中是極具代表性的,因此選用彭村水庫作為分析與探討的案例工程。
一、工程概況
彭村水庫是一做中型水利樞紐,控制的流域面積達到144.5平方千米,年徑流量達到1.76億立方米,常規狀況下,水庫的蓄水位在642米左右,庫容總量在7843萬立方米,水資源調節水庫容量在6994萬立方米,庫存容量系數在39.6%,能夠實現對控制范圍內水資源的合理調節。彭村水庫是三級工程,主要建筑為二級工程,是一座攔河壩,工程的防洪標準為百年一遇(校核標準為2000年一遇P=0.05%);電力能源生產廠房防洪標準為50年一遇(校核標準為200年一遇P=0.5%)。正常情況下的水庫蓄水位在642米,工程設計蓄水位在642.07米,洪水水位校核標準為643.93米。
二、實現水庫工程達標的策略
①攔河壩工程。彭村水庫的攔河壩為混凝土面板堆石壩,是將堆石體作為壩體的主要支撐,并在攔河壩上游的表面澆筑混凝土面板,以起到足夠的防滲效果。彭村水庫的面板壩壩頂高程645.5米,壩頂寬7.58米,壩體高度的最大值92.5米,壩頂長度為317.3米,具體包括面板壩包括堆石體工程、壩基開挖與基礎處理工程、上游壩面鋼筋混凝土工程、下游壩面干砌石護坡搞工程、下游壩坡綠化工程、壩頂混凝土路面工程、壩頂鋼筋混凝土防浪墻工程。
②溢洪道在彭村水庫的左側位置,整體長為306.9米,工程包括進水渠;堰體、閘墩、啟閉臺與交通橋等構件組成的閘室控制段;泄槽段與差動式挑流鼻坎等等工程。其中,進水渠開挖底高程為▽629.7米,溢洪道堰體頂部高程633米,溢洪道閘室控制段總長度26米。工程建設了2孔弧形閘門,規格在8×9米,中墩與邊墩為2.5米厚,閘墩頂高程為▽645.5米,泄槽段底坡坡度為0.375。
③引水工程長度整體為472米,包括進水口工程段、引水隧洞與壓力管道等,進水口工程段的整體長度為63.584米,為岸塔式分層進水口,進水口結構中包括規格為3×45米的攔污柵、總計5層的分層取水口閘門工程段、啟閉設備與交通橋,金屬工程構件等;引水隧洞的長度整體為327米,隧洞開口洞徑為3.6米,隧洞襯砌后洞徑為3米,擴底圓形斷面的底部寬度為2.4米。壓力管道為鋼材質的,在襯砌工程段的整體長度為59.086米,管道洞徑為3.2米,內徑為2.0米,壓力管道由鋼管平段、岔管段與支管段構成。
④電力生產廠房地面建筑中包括臥式混流式機組兩組,單機容量為3.7兆瓦,主要電力生產廠房的長度整體為38.01米,寬度為17.8,。電力生產廠房的主要工程建筑包括主要廠房、次要廠房、安裝場、尾水道、主變電所與35kV高壓開關柜。
三、工程效益的發揮
1.供水效益
彭村水庫的建成與投用,會產生較大的經濟效益與社會效益,也可以從工程效益的角度對其進行分析。供水效益,是水庫工程發揮其供水功能所產生的工程效益。水庫工程通過對水資源的有效調節,將龍門灘的水資源調往晉江東溪,以滿足泉州市民的用水需求。在建成工程之后,平均每年可以可以向德化縣提供3715萬立方米的水資源,以滿足德化縣市民的用水需求。水庫工程使用的中期階段,向德化縣供水的保證率將大大提高,逐漸有36%調整到98%左右,以緩解德化縣的用水問題,調節水資源的供需矛盾。
2.防洪效益
彭村水庫建成并投用之后,憑借水庫的泄洪功能可以起到應有的防洪效益,通過水庫防控庫容調整來減少控制流域下游泄洪區遭受洪水損失的可能性。彭村水庫可以對城關上游水勢起到削峰、錯峰與攔蓄洪峰的效果,大大提高德化縣的防洪能力,將原本20年一遇的防洪標準提高到50年一遇,所起到的防洪效益是巨大的。另外,彭村水庫所發揮的防洪效益,還可以通過減少洪災損失并增加土地的利用效率,間接增加社會效益與經濟效益,減少由于洪災而導致的直接與間接損失。
3.發電效益
彭村水庫所建設的電力能源生產廠房與生產設備,憑借額定出力為3700千瓦HLA-WJ-78型號的水輪機與額定功率3700千瓦SFW-J3700-8/1730型號的發電機,彭村水庫壩后電站裝機容量達到了7400千瓦,平均每年生產的電力能源將達到2830萬千瓦時,還能夠為下游水庫電站起到增加發電量的重要作用,包括山美水庫在內的龍門灘水庫下游梯級電力能源生產廠房的發電量平均每年會增加2570萬千瓦時,所產生的供電效益約為年均5400萬千瓦時。
4.經濟效益
在水庫工程建設的過程中,在提高工程質量、縮短工期與保障工程安全性的前提下,對工程投資加以有效控制,從設計階段入手,結合彭村水庫建設的特點與特性,重點做好水庫工程投資的全過程控制。在設計環節,應當做好工程項目的體制勘察,明確項目地形、地質與巖石屬性等環境因素,進而明確水庫工程的透水性,預測蓄水之后可能產生的地質變化。在收集全部資料并加以整合的前提下,多方比對相似類型的水庫工程,從科學性、合理性與可行性的角度確定較好的壩型;在建設環節,應當確保經濟性與技術性的有機融合,對項目投資加以充分控制,并從經濟控制、組織管理與合同管理等多個角度,采取科學的工程管理手段,通過控制項目投資實現工程效益的提升。
5.環境效益
在工程建設與管理過程中,還需要做好工程環境控制與水土保持工作,通過有效管理來預防并就控制可能存在的生態破壞與環境污染問題,盡量減少工程建設與水庫投用對生態環境帶來的惡劣影響,將庫區蓄水所產生的污染物清理作為主要的環境控制工作。在施工結束之后,還需要做好衛生清理與植被恢復工作,對水土流失問題加以治理,以建立生態環境良好的水庫工程,提高工程的環境效益。
6.其他效益
水庫工程是通過對水資源的調節與充分利用來發揮其工程效益的,因此具備水資源的調節效益,能夠實現對控制流域內的水資源的蓄豐補枯效果,在枯水季節會對控制流域的下游地區起到一定的水資源補充效果。彭村水庫有較大的水資源庫容量,可以將之作為泉州市的水資源儲備,同時避免下游的德化縣枯水問題造成較大影響,對德化縣的縣城環境進行美化,有效提高城市環境質量。同時,彭村水庫的建設,可以作為上游地區云龍谷景區的重要配套,打造成為有特色的水利風景區,以發揮工程的經濟效益。
四、結語
彭村水庫的建設與開發,是基于水資源的合理調度與配置來實現的,就需要實現對水資源的合理利用,對于彭村水庫的上下游地區來說,水庫工程是極為重要的基礎工程,能夠有效解決相關地區居民的用水問題,并且具有較好的防洪效果,應當從經濟效益與環境效益兩方面進一步發揮其工程效益。
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