胡小麗,車為國
(1.陜西省桃曲坡水庫灌溉中心,陜西 銅川 727100;2.陜西水利水電工程集團有限公司,陜西 西安 710000)
紅星水庫位于石川河一級支流趙氏河下游,由上游呂村河、陳村河組成,于雙岔河匯流后始稱趙氏河,流經玉皇閣等村,在陳家坪流入富平縣境內。水庫壩址處在富平縣與三原縣分界線上,距210國道(k858+900)西300 m,距趙氏河入石川河口5.3 km。紅星水庫壩址以上控制流域面積236.9 km2,流域主河床長58.8 km,平均河床比降15‰。全流域年均來水量1 440萬 m3,多年平均來沙量28萬噸。該流域春夏多旱、秋季易澇,無霜期較短,日夜溫差較大。多年平均降水量為588.1 mm,主要集中在汛期6-9月份,占全年降水的75%以上,多年平均蒸發量1 229.1 mm。紅星水庫水源由兩部分組成,一部分是壩址以上到玉皇閣下游區間的流域來水和玉皇閣水庫棄水,另一部分是非灌溉季節通過灌區西干渠引入的石川河來水,以后者為主。
紅星水庫是一座以灌溉為主,兼有防洪、養殖等綜合效益的IV等小(Ⅰ)型水庫,主要建筑物等級為4級。水庫總庫容799萬 m3,目前有效庫容695萬 m3,興利庫容370萬 m3。正常擋水位507.5 m,按50 a一遇洪水標準設計,300 a一遇洪水標準校核,設計洪水位508.95 m,校核洪水位510.92 m,樞紐工程由攔河壩、放水設施和溢洪道三部分組成。
攔河壩為均質土壩,壩頂高程512.5 m,壩頂寬度6 m,壩長155 m,壩高22.5 m。防水設施位于水庫右岸。設計流量2.5 m3/s,加大流量3.0 m3/s。設計流量2.5 m3/s,加大流量3.0 m3/s。溢洪道位于大壩左岸岸坡,全長297 m,主要由進水渠段、控制段、泄槽段、陡坡段、消力池段、出水渠段、海漫段等七部分組成,設計泄流量359 m3/s,校核泄流量589 m3/s,最大下泄流量589 m3/s。
紅星水庫所處的地理位置十分重要,水庫一旦失事,將會給趙氏河乃至石川河下游沿河兩岸造成巨大損失,潰壩洪水淹沒范圍約21 km2,淹沒涉及鄉鎮3個,公路干線1條(210國道),縣級公路1條,鄉村道路2條,高速引線高架橋一座,橋長285 m,橋寬12 m。淹沒沖毀下游河道的金定渠引水樞紐、廣惠渠引水樞紐。據統計淹沒大小廠礦企業9家,居民村莊12個,耕地0.62萬畝,人口近0.47萬人,直接經濟損失約1.25億元。為了確保水庫安全運行,最大限度的發揮水庫的防洪和興利功能,2007年對水庫實施了除險加固工程,對大壩進行了加固改造,對放水設施進行了改建,新建了水庫溢洪道,使水庫的防洪能力進一步加強,興利功能得到有效發揮。
由于水庫是在條件比較落后的條件下修建的,遺留問題比較多,加之水庫運行時間較長,雖然2007年對水庫進行了除險加固,但仍然存在不少問題,影響著水庫的防汛安全和水庫的灌溉效益。主要問題體現在以下幾個方面:
(1)改造后的溢洪道在2010年高水位運行期間出現大面積的滲漏,雖經灌漿處理,現在依然有少量滲漏現象;放水洞有多處滲水點,對工程運行造成安全隱患,工程設施現狀不能適應防汛安全需要。
(2)近年來,由于水庫下游河道石渣廠泥沙的排入、高速公路橋排水渠泥沙排入以及下游養蝦池的圍堵,致使下游河道1 km范圍內河床不同程度抬高1~3 m之間。一是造成河道行洪能力偏低,影響河道汛期行洪安全;二是造成水庫繞壩滲流出水無法正常排出,堆石棱體集水槽內水位經常經常性的居高不下,背水坡下游壩體土壤處于長期飽和狀態,影響壩體穩定,容易引起壩體滑坡,對壩體工程和水庫的安全運行造成了巨大的威脅。
(3)水庫蓄水一般是由西干渠2#退水蓄水,由于所蓄水大多為石川河內洪水,泥沙含量大,加之水庫運行時間長,所以水庫淤積比較嚴重,并形成了庫中庫,導致水庫水位在502高程時后庫水無法流出,興利庫容得不到充分利用,大大降低了水庫灌溉用水的利用率。
(4)由于當地經濟的發展及產業結構的調整,使得水庫可灌面積銳減;廣惠渠灌區每次用水必須經過河道輸水,加之渠道目前仍為土渠,每次灌溉水量損失大,水庫水資源得不到充分合理的利用,水庫用水供需矛盾日益尖銳。
(5)無水雨情自動監測系統,調度工作缺乏預測性指導;通訊預警手段落后,防汛物資匱乏;水庫缺乏專業技術人員和專業管理人員,運行管理體系建設相對薄弱。
水庫的防汛工作關系到水庫樞紐和下游人民生命財產安全,影響著當地經濟的穩步發展,做好防汛工作至關重要。(1)成立聯合防汛指揮部,通過制發文件、召開聯防會議、細化明確防汛指揮部各領導成員及聯防辦公室及工作人員具體防汛職責,加強聯絡,形成各負其責、密切協作、責任到人、安全高效的聯防工作機制。(2)建立健全各項制度,明確工作人員的責任和義務,規定人員的工作過程及達到效果,實現管理的標準化;在實施過程中,根據相關規范的修訂或工程實體的提升及時修改相關制度,保證制度的先進性。(3)在安全管理上推行安全生產責任制,層層分解目標,使每名管理者都有明確的責任;管理站站長對水庫管理負總責,站上職工根據崗位分工負責紅星水庫安全運行和水庫工程的日常維護;把安全責任制執行情況納入到單位和各崗位的綜合考核中,實行安全事故一票否決制度。(4)措施要得力,針對不同量級洪水制定相應措施:當水庫遭遇5 a一遇以上,20 a一遇以下標準洪水時,需要從放水洞和溢洪道同時泄流,以放水洞泄流為主。水庫防汛進入警戒狀態,防御重點是:確保下游和工程安全,以滯洪和削峰為主;當水庫遭遇50~300 a一遇洪水時,水庫防汛進入緊急狀態。防御重點是:確保水庫大壩安全,以泄洪為主,主要以溢洪道泄水;當水庫遭遇300年一遇以上超標準洪水時,水庫防汛進入十分緊急狀態。防御重點是:全力確保下游人民生命安全和大壩安全,緊急搶筑壩頂子埝,增加壩高,溢洪道全面泄流,淹沒區全部撤離,以撤為主。
要重視水庫的安全管理工作,保證水庫設施的安全運行。(1)加強觀測監測,嚴格執行各項管理制度,做好水雨情觀測和報汛工作;特殊情況,要隨時加密監測;定期觀測位移、沉降、浸潤線及滲漏等是否在正常范圍之內,如發現異常情況,及時匯報,分析查明原因后采取相應的處理措施。(2)加強工程巡查,嚴格按照巡查工作制度做好工程日常巡查工作。重點是對大壩工程、機電設備和泄水建筑物等關鍵部位的檢查、巡查。對水庫薄弱部位加密頻次,一旦發生險情,早處置,早上報,早消除,確保工程安全運行。(3)及時掌握、記錄水庫各建筑物的工作情況,消除事故隱患,確保工程安全,有計劃地蓄水、泄水,充分發揮工程的效益。
水庫工程安全管理需要具有專業知識,水庫大壩安全觀測、安全監測需要熟悉相關規范,水庫汛期安全運行需要安全度汛預案。在知識膨脹,更新速度日新月異的今天,要堅持對一線職工進行培訓,因為他們才是保證灌區工程安全運行的主角。首先,對專業技術人員進行輪訓,在法律法規和相關規范發生變化時,對相關人員進行集中培訓,保證專業理論知識不斷得到更新。其次,在汛期來臨前,及時編制防汛度汛預案,并進行防汛演練,使每個參與者熟悉汛情期間安全度汛知識,掌握防汛期間本崗位技能,做到心中有數。再次,對水利發展有關的新方向,及時組織學習,對出現的新情況及時掌握應對方案。通過以上措施,提升管理人員的綜合素質。
水庫的運行需要強大的資金保障,在產出效益的同時要加大資金投入力度。首先在設備上要加大資金投入。建立自動化觀測系統,引入先進的預防預警設備,使水庫各類通訊預警數據及時、準確,為水庫安全運行提供可靠依據。其次是在基礎設施維修改造上要加大資金投入。近年來,由于水庫淤積嚴重,水庫庫容銳減,加之灌區設施老化,庫水利用率低,加大灌區工程投資力度,提升工程質量以提高庫水利用率,促進水庫經營發展。最后是在水庫生態治理上要加大投資力度。由于周邊各種產業的影響,近年來水庫下游河床不斷升高,嚴重影響到水庫的安全運行和行洪安全,對當地生態環境也造成嚴重影響,為了水庫安全及生態平衡,急需投入資金對下游河床進行生態治理。
紅星水庫防汛和安全運行管理有著其重要性,它關系著下游人民生命財產的安全及灌區灌溉工作的正常運行,在水庫工程安全運行中,首先應遵守技術規范,從預案、制度、人員、培訓方面進行努力,夯水庫安全管理責任,使水庫調蓄有序,充分發揮水庫的調蓄能力,有效利用水資源,為當地農業灌溉提供有力的保障,促進當地的經濟發展;再次,加大各類資金投入,提高管理人員專業技術能力,提升水庫工程質量,使水庫防汛與安全運行管理邁向新的臺階。