依靠技改和管理創新提高防汛與發電效能

陳旭

【摘要】80年代建設的大濟水庫，由于原有技術設施差，工程老化，長年失修等問題，淪為病險水庫，不能充分發揮其潛能，無法提高興利效益，且嚴重威脅著下游群眾生命財產安全。該庫通過實施大壩加高和出水涵洞改擴建為引水隧洞技改和管理機制創新，實現了除險加固，提高了防汛與發電效能。

【關鍵詞】技改；管理；創新；提高；防汛；發電；效能

基本情況：

大濟水庫位于福建省莆田市仙游縣西苑鄉拱橋村境內，水庫庫區屬于木蘭溪支流大濟溪流域，大壩位于大濟溪上游河段，壩址以上控制流域面積為29.1km2，占該流域面積的26%，庫區山巒重疊、林木茂盛、植被覆蓋良好，常年雨量充沛，多年平均降雨量為2015mm，多年平均徑流量為1206mm，是一座年不完全調節庫。

該水庫是當地政府為了防御洪水災害和保障國民經濟建設需要，依靠群眾開展江河整治的同時而興建的。1981年動工建設，1987年完工。樞紐工程由欄河石砌雙曲拱壩、壓力管道、發電房和高壓開關等組成。建庫前，大濟溪整個流域只有兩級電站，裝機容量3635KW，一到枯水期，下游的5270畝農田和當時福建省最大的制糖企業——仙游糖廠用水秒就非常緊張。該庫建設后，整個流域梯級電站已逐增至四級五個廠房，總裝機容量12400KW，發電時間由原來4000小時增至5000小時，發電量由原來1450萬度，提高到6000萬度。

由于建庫時，社會經濟環境和水利科技水平有限，雖然，該庫的建成，基本上解決了枯水期下游各方面用水問題，使整個流域防洪能力有所提高。但隨著時代的發展和水庫周邊自然環境的變遷，以及其他各種原因，原有存在的防洪標準偏底、達不到有關規范、規定要求，以及工程本身質量不高，工程老化失修等問題，日漸凸現，使該庫淪為病險水庫，嚴重威脅著下游群眾生命財產安全，使該庫不能充分發揮其潛能，無法提高興利效益。為此，我們作出決策，依靠技改和管理創新，抓緊除險加固，提高該庫的防汛與發電效能。

一、實施大壩加高工程

因該庫是一座年不完全調節庫，總庫容量只有362萬m3，而集雨面積為29、1㎡，造成每年溢洪天數在30-40天左右，使有限的水資源沒有得到充分利用，于是，我們結合長期觀察，經過可行性研究，決定對大壩溢洪道進行加高，以增加庫容量，提高水資源利用率。大壩經加高后，每年溢洪時間減少15天左右，水資源利用率提高20%-30%，發電時間和發電量也都有了明顯增加，整個流域防洪能力得到進一步提高（詳見大壩加高前與加高后的工程特性和技術參數，詳見附表1和附表2）。

二、將出水涵洞改擴建為引水隧洞

針對大壩原有涵洞出水口直徑過小，限制其出水量，時常出現庫容尚未騰空暴雨就來臨，造成防汛和發電矛盾的問題，我們利用實施大壩除險加固項目的機會，對原來的“出水涵洞”改擴建為“引水隧洞”。即在大壩左岸新開挖一條長225m，隧洞底寬為2.8m，側墻高3.0m，頂拱半徑為1.59m，中心角為120度，進水口尺寸為1.5m×1.5m的引水隧洞。

該隧洞屬于壓力隧洞，根據Q=μA，μ—流量系數 ，A—過水面積，R—水力半徑，Z—水位差，經計算，本隧洞過流能力為13.5m3/s（注：原有出水涵洞在壩體埋有φ800mm水泥管，其設計過流能力為3.7 m3/s）。

出水涵洞改擴建為引水隧洞后，引水隧洞過流能力是原有出水涵洞過流能力的4倍（詳見表3），由于出水涵洞過流能力提高，我們將原有壩后電站2×200kW發電機組換成2×400kW發電機組，提高發電能力。

三、效果與效益

為了確保大壩加高和出水涵洞改擴建為引水隧洞技改項目取得更好的成效，促進防洪、防汛和發電有機統一。之后，我們根據每年主訊期來臨既是發電的黃金時期，也是防汛的重要階段實際情況，在此期間，密切注意中長期氣象預報，在保證大壩安全度汛、整個流域防洪要求、以及三、四級電站滿負荷運行的前提下，盡量使水庫的水位保持在高水位，一旦有暴雨臺風預警，立即騰空庫容，充分發揮其調洪削峰的作用，既為下游防汛提供強有力的保障，又增加發電時間和發電量。

總之，通過以上技改，使該庫又充滿了生氣和活力，有效地解決了防汛與發電關系，安全生產也得到了保障。原來騰空庫容周期需要在20～25天左右，現在只需10～15天。尤其是由于原來出水量限制壩后電站，并成了整個流域梯級電站的瓶頸，使二級電站滿負荷的發電量僅為設計的75%，根本無法達到設計要求，而現在隨著壩后電站擴容，二級坑峰電站發電量已基本上達到設計要求，整個流域的發電量增加約10%左右。在取得明顯的經濟效益（詳見技改后功能與效益對比附表4）的同時，不僅騰空庫容量增大，調洪、削峰能力也大大提高，從而，為整個木蘭溪流域抗洪減災起著非常重要的作用。