生態(tài)建設(shè)對(duì)石佛寺水庫(kù)閘門控制運(yùn)用產(chǎn)生的影響

(遼寧省石佛寺水庫(kù)管理局，沈陽(yáng) 110006)

1 水庫(kù)工程規(guī)模作用及運(yùn)用方式

石佛寺水庫(kù)是遼河干流唯一一座大型控制性水利工程，壩址位于沈陽(yáng)市沈北新區(qū)黃家鄉(xiāng)和法庫(kù)縣依牛堡鄉(xiāng)，距沈陽(yáng)市區(qū)約47km。石佛寺水庫(kù)一期工程總庫(kù)容約1.85億m3，保護(hù)農(nóng)田面積287400hm2。工程等級(jí)為Ⅱ等工程，永久性建筑物為2級(jí)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以100年一遇洪水設(shè)計(jì)，300年一遇洪水校核，屬河道型平原水庫(kù)。2005年底，主體工程建設(shè)任務(wù)完成，該工程主要作用及功能為僅有單一防洪、滯洪功能。

2 生態(tài)工程建設(shè)設(shè)計(jì)意圖

根據(jù)省政府、省水利廳明確要求：石佛寺水庫(kù)不僅要發(fā)揮防洪效益，也要發(fā)揮綜合效益，要盡快蓄水，改善生態(tài)環(huán)境。石佛寺水庫(kù)蓄水興利，意味著改變了水庫(kù)的運(yùn)行方式和功能，在不影響正常發(fā)揮防洪效益的前提下，根據(jù)工程的實(shí)際情況和周邊的自然條件，考慮蓄水后的影響范圍和可操作程度，本著既要形成一定的水面效果，又要盡量減少投資、便于操作的原則，確定蓄水位46.2m的方案。石佛寺水庫(kù)蓄水試驗(yàn)期間的最主要任務(wù)仍然是防洪。在確保完成防洪任務(wù)的前提下，為蓄水試驗(yàn)和生態(tài)景觀建設(shè)創(chuàng)造條件。達(dá)到改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境、改善遼河水質(zhì)、旅游及景觀、提高自身綜合效益、為水庫(kù)蓄水工程實(shí)施和綜合興利提供依據(jù)的功能。

3 蓄水水位確定依據(jù)

庫(kù)內(nèi)淹沒(méi)基本在已征土地范圍內(nèi)。迎水坡增加的防護(hù)量不大，蓄水后涉及的庫(kù)外因素較少，對(duì)黃家水源不構(gòu)成大的影響，不影響明沈公路的正常交通?？紤]的主要因素有：壩后浸沒(méi)問(wèn)題可通過(guò)適當(dāng)?shù)墓こ檀胧┙鉀Q； 庫(kù)內(nèi)淹沒(méi)土地基本在已征地范圍內(nèi)； 蓄水后涉及的外因素較少：對(duì)黃家水源不構(gòu)成影響，不影響明沈公路的正常交通。

4 蓄水工程的總體布置

工程總體分為兩個(gè)功能區(qū)：明沈公路以下至水庫(kù)泄洪閘為濕地生態(tài)區(qū)； 明沈公路以上至原西小河河道(征地邊線)為林草綠化區(qū)。明沈公路路頂高程為47.5～53.0m。水庫(kù)蓄水總占地面積22.6km2,其中水面面積 16.13km2,河道回水長(zhǎng)度6.6km，蓄水庫(kù)容1882萬(wàn)m3。

5 生態(tài)工程建設(shè)內(nèi)容

遼河石佛寺水庫(kù)蓄水試驗(yàn)應(yīng)急防護(hù)工程包括6個(gè)土建標(biāo)和7個(gè)生物標(biāo)。工程于2009年2月9日開(kāi)工，2009年6月16日完工。2009年5～9月對(duì)水庫(kù)進(jìn)行蓄水試驗(yàn)，蓄水位為46.2m高程，水面面積達(dá)到16.13km2，占水庫(kù)總淹沒(méi)面積的32%。庫(kù)區(qū)內(nèi)種植蘆葦143 hm2、蒲草32.2 hm2。2010年4～5月種植荷花101.5hm2。

6 蓄水前后調(diào)度運(yùn)用方式變化

6.1 蓄水前防洪調(diào)度泄洪閘運(yùn)行方式

當(dāng)石佛寺壩址處流量小于5500m3/s時(shí)，閘門敞泄，空庫(kù)運(yùn)行； 發(fā)生超過(guò)下游堤防允許流量5500 m3/s的洪水時(shí)，水庫(kù)控制放流，使其不超過(guò)下游堤防安全流量5500 m3/s； 當(dāng)水庫(kù)遭遇100年一遇以上設(shè)計(jì)洪水和庫(kù)水位超過(guò)設(shè)計(jì)洪水位時(shí)，水庫(kù)控制其泄量不大于最大入庫(kù)洪峰流量。泄洪閘共16孔，其中“一期工程”13孔參與水庫(kù)控制放流，3孔關(guān)閉或封堵運(yùn)用。

6.2 水庫(kù)蓄水后基本運(yùn)用方式

2009年6月完成了蓄水試驗(yàn)應(yīng)急防護(hù)工程后，對(duì)水庫(kù)進(jìn)行了蓄水試驗(yàn)?；具\(yùn)行方式為：汛期空庫(kù)迎洪，非汛期蓄水。即：汛期蓄水進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度，空庫(kù)迎洪，滿足水庫(kù)的防洪要求，汛后落閘蓄水。

a. 9月10日～11月14日可蓄水至46.2m水位。

b. 11月15日～3月14日可蓄水至45.0m水位，槽蓄。

c. 3月15日～6月30日可蓄水至46.2m水位。

d. 7月1日～9月9日在汛期分兩種情況進(jìn)行運(yùn)用。正常期：可蓄水至46.2m水位； 洪水期：當(dāng)天氣預(yù)報(bào)或省防通知未來(lái)有大的降雨過(guò)程，鐵嶺站洪峰流量達(dá)300m3/s。鐵嶺站水位明顯起漲時(shí)，可考慮水庫(kù)開(kāi)始預(yù)泄實(shí)時(shí)調(diào)度，滿足滯洪水庫(kù)的防洪要求。

6.3 荷花種植工程對(duì)工程運(yùn)用方式的影響

2010年5月完成了荷花種植工程。水庫(kù)正常蓄水位高程為46.2m，蘆葦、蒲草種植高程為45.9m，同時(shí)考慮荷花生長(zhǎng)季節(jié)適宜水深0.8～1.2m，冬季要求種藕位于冰凍層(0.8m)以下，設(shè)計(jì)種藕種植平均高程45.2m，因此，利用水庫(kù)調(diào)度調(diào)節(jié)水位，保證水深，并保持土壤濕潤(rùn)，安全過(guò)冬的最低庫(kù)水位為46.0m。冬季農(nóng)作物已收割，水面結(jié)冰，無(wú)風(fēng)浪對(duì)水位的影響，因此，考慮0.5m的超高，冬季水庫(kù)最高蓄水位可放寬至46.5m。為此，需要將水庫(kù)蓄水后基本運(yùn)用方式進(jìn)行調(diào)整，將 “11月15日～3月14日可蓄水至45.0m水位，槽蓄”調(diào)整為46.0～46.5m。

7 蓄水后閘門控制運(yùn)用存在的問(wèn)題

a.大閘門啟閉運(yùn)行方式不合理。大閘門設(shè)計(jì)擋水高度為10m，閘門設(shè)計(jì)初衷按滯洪考慮，未考慮小變幅經(jīng)常性啟閉調(diào)流。蓄水后，現(xiàn)狀控制水位一般變幅在幾十厘米以內(nèi)，閘門啟閉運(yùn)行方式與原閘門結(jié)構(gòu)不配套。由于閘門頻繁小開(kāi)度啟閉，導(dǎo)致閘門產(chǎn)生振動(dòng)，致使閘門水封、啟閉設(shè)備使用年限減少，運(yùn)行管理維護(hù)費(fèi)用增加。閘門頻繁運(yùn)用致使運(yùn)行費(fèi)用中的電費(fèi)過(guò)大。

b.管理不方便。為控制水位在46.20m附近變化，閘門需要頻繁啟閉或變化開(kāi)度，有時(shí)需要夜間執(zhí)行； 由于石佛寺水庫(kù)泄洪閘工作閘門為雙扉門，冬季閘門開(kāi)啟難度很大，水庫(kù)控制水位操作很難做到?？傊F(xiàn)狀工程管理難度極大。

c.調(diào)度運(yùn)用方式調(diào)整的必要性。水庫(kù)蓄水經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的實(shí)際運(yùn)行，存在閘門啟閉頻繁、運(yùn)行方式不合理、管理不方便等諸多問(wèn)題，為保證水庫(kù)的防洪安全，合理降低水庫(kù)運(yùn)行成本，提高管理水平，合理使用防洪設(shè)備，對(duì)調(diào)度運(yùn)用方式進(jìn)行調(diào)整是十分必要的。

d.泄洪閘大閘門不具備檢修條件。由于石佛寺水庫(kù)功能由滯洪改為部分蓄水，泄洪閘大閘門不具備檢修條件，因此必須設(shè)計(jì)檢修閘門，以保證泄洪閘大閘門的正常運(yùn)用檢修，確保石佛寺水庫(kù)的防洪安全。

8 閘門控制運(yùn)用存在問(wèn)題的解決措施

增設(shè)檢修閘門。在現(xiàn)狀泄洪閘16孔中利用3孔，增設(shè)開(kāi)敞式溢流堰。將工作閘門提升，利用現(xiàn)狀泄洪閘檢修門槽和預(yù)留的啟閉設(shè)備埋件，加設(shè)3扇檢修閘門以及啟閉設(shè)備。檢修閘門采用鋼疊梁，孔口尺寸12.5m×6.4m，孔口寬度為12.5m，分為3節(jié)，高度分別為1.5m、2.45m、2.45m(從上到下)。啟閉設(shè)備為電動(dòng)葫蘆配自動(dòng)抓梁。鋼疊梁頂面可過(guò)流，形成開(kāi)敞式溢流堰。鋼疊梁設(shè)計(jì)2種形式的單體梁，分別為高2.45m和高1.5m。考慮可能的運(yùn)用方式，共設(shè)6個(gè)高2.45m和3個(gè)高1.5m的單體鋼梁。由鋼疊梁組合成不同高度，形成的開(kāi)敞式溢流堰可以擋水、過(guò)流和方便不同條件下的控制運(yùn)用。蓄水調(diào)度運(yùn)用方式：以自由溢流為主(特別是冬季)、閘門配合控制為輔的方式。改變現(xiàn)狀全部利用泄洪閘門控制的方式。具體調(diào)度運(yùn)行原則為：

a.依據(jù)水庫(kù)蓄水基本運(yùn)用方式，在疊梁堰可調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，最大限度減少大閘門啟閉運(yùn)用，特別是冬季。

b.根據(jù)疊梁堰的泄量曲線和實(shí)際的堰上運(yùn)行水頭(不超過(guò)1.5m)，在非冰凍期，當(dāng)上游來(lái)水量超過(guò)110 m3/s(考慮抓梁動(dòng)水啟閉的可靠性和穩(wěn)定性，取堰上水頭1.3m)，運(yùn)用大閘門進(jìn)行調(diào)節(jié)。

c.當(dāng)上游來(lái)水量小于110 m3/s時(shí)，通過(guò)疊梁堰開(kāi)啟不同孔數(shù)調(diào)節(jié)庫(kù)水位，以達(dá)到或接近目標(biāo)蓄水位。

9 結(jié) 語(yǔ)

石佛寺水庫(kù)生態(tài)工程建設(shè)在改善生態(tài)環(huán)境的同時(shí)，改變了閘門控制運(yùn)用的方式，存在著大閘門啟閉不合理、閘門控制難度加大及無(wú)法檢修的問(wèn)題。通過(guò)增設(shè)檢修閘門，形成開(kāi)敞式溢流堰，解決了上述問(wèn)題，保證了石佛寺水庫(kù)的防洪安全。

1 楊軍，賴增科，等.石佛寺水庫(kù)蓄水工程泄洪閘孔口改造方案設(shè)計(jì)[R]. 遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2009(9).

2 賴增科，宋智，等.石佛寺水庫(kù)蓄水試驗(yàn)應(yīng)急防護(hù)工程實(shí)施方案[R]. 遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2008(11).