基于喇嘛營水庫除險加固設計中輸水洞底高程確定

馬自學，張 云

(1.遼寧省北票市水利勘測設計隊，遼寧北票122100;2.遼寧省觀音閣水庫管理局，遼寧本溪110000)

1 工程概況

喇嘛營水庫集雨面積20.7 km2，河流長度9.7 km，河道平均比降為23.2‰。是一座以防洪、灌溉為主，兼顧養(yǎng)殖、旅游等綜合利用的小(1)型水庫。該水庫經(jīng)過2005年普查時復核及2007年喇嘛營水庫安全鑒定，大壩安全類別鑒定為三類壩。2008年完成喇嘛營水庫除險加固工程初步設計，計劃2009年完成該水庫除險加固工程施工。輸水洞可保證水庫加固時騰空庫容，對減少圍堰工程量具有重要作用;也是保證水庫灌溉效益和水庫供水的主要工程設施，是水庫的取水口。因此由水庫泥沙淤積情況等因素確定死水位，準確確定輸水洞底高程尤為重要。

2 泥沙淤積分析

喇嘛營水庫原設計淤積年限為10 a，侵蝕模數(shù)采用1 550 m3/km2·a，墊底庫容為32.1萬m3，相應死水位為200.4 m。因水庫輸水洞底高程現(xiàn)已為200.9 m，只有通過分析建庫35 a來的淤積狀況和泥沙指標來重新確定。

在本次設計中，由北票市水利勘測設計隊又進行了庫區(qū)淤積測量，并繪制了1∶10 000庫區(qū)地形圖，庫區(qū)等高線從庫底一直到高程215 m均進行實測修改，并以此圖重新量算繪制了水位～面積曲線和水位～庫容曲線。從新繪制的庫容曲線查得:水位現(xiàn)已淤積至199.6 m，正常高水位206.49 m對應水庫的庫容為123萬m3，原設計為187萬m3。也就是說，經(jīng)過35 a的運行，在正常高水位情況下，水庫淤積量64萬m3，從淤積速率上分析，1973年 ～1982年的10 a間，水庫淤積20萬m3，平均每年淤積2萬m3，單位年均輸沙量為9 66 m3/km2·a;1983年～2008年2月的25 a內，水庫淤積量44萬m3，平均每年淤積1.76萬m3，單位年均輸沙量為850 m3/km·a。按照年淤積850 m3/km2·a計算，水庫用于灌溉的凈調節(jié)水量需要40多年淤積完。近20多年的淤積速率明顯減小，表示庫區(qū)內水土保持已見成效。

從測試成果看出，泥沙淤積占據(jù)部分死庫容，現(xiàn)淤積高程至199.6m，淤積部分原設計死庫容;正常蓄水位下現(xiàn)泥沙淤積庫容64萬m3，占原正常蓄水位庫容187萬m3的34.2%。

3 現(xiàn)狀水庫水位～庫容曲線的繪制

喇嘛營水庫水位～庫容曲線的繪制使用近期測量1∶10 000庫區(qū)地形圖，量制水位～面積曲線，再由各水位及其相應面積計算出相鄰水位間的部分容積，累加后得到各水位相應的庫容，便繪制該水庫現(xiàn)狀水位～庫容曲線。庫容淤積的情況采用實際測量結果，對原有的水位～庫容關系曲線進行了修正，能夠體現(xiàn)水庫的現(xiàn)狀。喇嘛營水庫實測新繪制的水位～庫容曲線如圖1所示。

圖1 喇嘛營水庫水位～庫容曲線

4 輸水洞進口底高程確定

喇嘛營水庫輸水洞底高程確定時要滿足灌溉引水要求和要考慮水庫泥沙淤積的需要等因素。因為水庫灌區(qū)的渠系建筑物已經(jīng)建設，所以輸水洞底高程應以水庫淤積情況控制。喇嘛營水庫原設計淤積年限為10 a，侵蝕模數(shù)采用1 550 m3/km2·a，墊底庫容為32.1萬m3，相應死水位為200.4 m。本次復核，因水庫原輸水洞底高程為200.9 m等均已確定，只分析建庫35 a來的淤積狀況和泥沙指標。推懸比采用20%。現(xiàn)侵蝕模數(shù)采用850 m3/km2·a，平均每年淤積1.76萬m3。設計死水位的確定，根據(jù)公式(1):

式中:V墊為墊底庫容，萬m3;r為泥沙容重，采用1.3 t/m3;T為設計淤積年限，采用20 a。經(jīng)計算，V墊=32.5萬m3。

查曲線得喇嘛營水庫的設計死水位H死=202.1 m。由此確定輸水洞加固改造后的進口底高程為202.1 m。采用龍?zhí)ь^形式與原輸水洞進口連接。

從目前正常洪水位庫容123萬m3分析:輸水洞原底高程低于本次設計死水位，隨著水庫淤積量增加，會影響輸水。所以在上游搞好水土保持的同時，還有做好水庫的用水計劃，使之充分發(fā)揮效益。

5 結論

喇嘛營水庫除險加固工程初步設計已于2008年12月通過遼寧省水利工程建設技術審核中心的審查，對該水庫泥沙淤積分析和輸水洞底高程確定給予肯定，同意該水庫死水位。

［1］ 袁作新，等.水力計算［M］.湖北:湖北科學技術出版社，1992.

［2］ 牛運光.病險水庫水庫加固實例［M］.北京:中國水利水電出版社，2002.