海城市葦子溝水庫除險(xiǎn)加固工程分析

吳國(guó)新

(遼寧省沈陽市康平縣水土保持工作站，沈陽 110500)

海城市葦子溝水庫除險(xiǎn)加固工程分析

吳國(guó)新

(遼寧省沈陽市康平縣水土保持工作站，沈陽 110500)

葦子溝水庫位于海城市南部距市內(nèi)32 km之遠(yuǎn)的山區(qū)，英落鎮(zhèn)葦子溝村的前溝口。該水庫屬于大清河支流，工程規(guī)模屬于小(1)型水庫，主要由攔河大壩、輸水洞、開敞式溢洪道組成。水庫工程存在老化等諸多病害隱患，為病險(xiǎn)水庫，不能滿足水庫工程安全運(yùn)行。水庫一旦潰壩，下游人民財(cái)產(chǎn)將受到嚴(yán)重破壞，后果不堪設(shè)想。因此對(duì)水庫進(jìn)行除險(xiǎn)加固迫在眉睫。

水庫；病險(xiǎn)；除險(xiǎn)加固；計(jì)算；分析

1 水庫工程概況

葦子溝水庫位于海城市南部距市內(nèi)32 km之遠(yuǎn)的山區(qū)，英落鎮(zhèn)葦子溝村的前溝口。水庫主要由攔河大壩、輸水洞、開敞式溢洪道組成。壩型為黏土心墻，壩頂高程22.45 m，壩頂寬3.5 m，上游壩坡坡比為1∶2.8，下游壩坡坡比為1∶2.7，大壩長(zhǎng)290 m。輸水洞為壩下埋鋼筋混凝土方形洞，洞徑為0.7 m×1.2 m，洞長(zhǎng)48 m，進(jìn)口高程13.8 m。輸水洞進(jìn)口處設(shè)平板閘門，出口處也設(shè)閘閥直徑0.6 m，輸水洞最大泄量為6.4 m3/s。溢洪道堰頂高程19.17 m，凈寬18 m，溢洪道最大泄量為70 m3/s。

2 必要性

2.1 主要問題

該水庫工程存在老化等諸多病害隱患。經(jīng)過對(duì)大壩現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)以下問題：①在水庫上游山上有青山懷鎂礦，山坡多為雜草，少有松樹，植被情況較差，水土流失較重；②大壩迎水坡護(hù)坡石已有局部變形，損壞嚴(yán)重，背水坡草皮已不全，覆蓋不良好。排水棱體破損嚴(yán)重。壩腳不遠(yuǎn)處有滲水出現(xiàn)。防浪墻局部破損，防浪墻上的照明燈已全部壞損；③溢洪道漿砌石擋墻失穩(wěn)，底板剝蝕嚴(yán)重。溢洪道下游陡坡面上具有多處水出溢點(diǎn)，溢洪道地基具有較嚴(yán)重的滲漏問題[1]；④輸水洞閘門、啟閉機(jī)丟失，進(jìn)水塔頂棚漏雨，出口閘閥漏水，兩側(cè)擋墻及消力池破損[2]。

2.2 安全鑒定結(jié)論

根據(jù)水庫大壩安全鑒定評(píng)價(jià)結(jié)論，葦子溝水庫屬三類壩，為病險(xiǎn)水庫，不能滿足水庫工程安全運(yùn)行。鑒于葦子溝水庫存在諸多嚴(yán)重的問題，并且經(jīng)鑒定為病險(xiǎn)水庫，必須進(jìn)行除險(xiǎn)加固處理。

2.3 除險(xiǎn)加固的必要性

葦子溝水庫于1958年開工建設(shè)，1960年建成并投入使用。水庫當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是50 a一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)是500 a一遇，主要功能是以灌溉為主，結(jié)合防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的水庫。壩址下有石咀、前英、金屯、松樹共4個(gè)村子，也是英落鎮(zhèn)的平原，土地灌溉地址共達(dá)333.3 hm2。水庫存在的險(xiǎn)情直接威脅下游人民生命財(cái)產(chǎn)安全，水庫一旦潰壩，下游人民財(cái)產(chǎn)將受到嚴(yán)重破壞，后果不堪設(shè)想[3]。水庫除險(xiǎn)加固后，灌溉面積可達(dá)333.3 hm2，其中水田33.3 hm2。

3 水庫規(guī)模確定

3.1 洪水標(biāo)準(zhǔn)

葦子溝水庫總庫容為90.04 萬 m3，其庫容量<100 萬 m3，因此葦子溝水庫屬小(2)型水庫，主要建筑物為5級(jí)，根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201—94)當(dāng)山區(qū)、丘陵區(qū)的水庫樞紐工程擋水建筑物的擋水高度低于15 m，上下游水頭差<10 m時(shí)，其防洪標(biāo)準(zhǔn)可按平原區(qū)、濱海區(qū)的規(guī)定確定。本次設(shè)計(jì)校核洪水標(biāo)準(zhǔn)采用規(guī)范規(guī)定的下限20 a一遇，水庫設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)采用10 a一遇，設(shè)計(jì)洪峰流量84 m3/s，校核洪峰流量113 m3/s。

3.2 特征水位確定

水庫雖然存在一定量淤積，但在輸水洞進(jìn)口處由于經(jīng)常放水，不存在淤積現(xiàn)象，因此根據(jù)水庫具體情況，正常蓄水位、防洪限制水位和死水位均維持原設(shè)計(jì)，即正常蓄水位和防洪限制水位仍采用19.17 m，相應(yīng)庫容47.5 萬 m3，死水位為13.8 m，相應(yīng)庫容4 萬 m3。

4 洪水調(diào)節(jié)計(jì)算

4.1 基本資料

本次依據(jù)2006年水庫安全鑒定階段實(shí)測(cè)的1∶2 000庫區(qū)地形圖與1∶10 000地形圖分別復(fù)核水庫的水位與庫容關(guān)系曲線，復(fù)核結(jié)果與2006年安全鑒定相差不大，因此，仍然采用安全鑒定成果，水位庫容關(guān)系曲線詳細(xì)情況見表1與圖1。

表1 葦子溝水庫水位～庫容關(guān)系曲線表

圖1葦子溝水庫水位～庫容關(guān)系曲線圖

4.2 水庫調(diào)度

水庫采用自由泄洪方式，當(dāng)水位超過19.17 m時(shí)自由泄流。輸水洞不參加洪水的調(diào)節(jié)。葦子溝水庫溢洪道水位～泄量關(guān)系曲線詳細(xì)情況見表2與圖2。

表2 葦子溝水庫溢洪道水位～泄流量關(guān)系曲線表

圖2葦子溝水庫溢洪道水位～泄流量關(guān)系曲線表

4.3 洪水調(diào)節(jié)計(jì)算成果

調(diào)洪計(jì)算方法采用單輔助曲線法,計(jì)算公式為：

(1)

式中：Q1、Q2為計(jì)算時(shí)段初、末入庫流量；q1、q2為計(jì)算時(shí)段初、末溢洪道下泄流量；V1、V2為計(jì)算時(shí)段初、末的庫容；△t計(jì)算時(shí)段。通過繪制輔助曲線q～φ，求出水庫最高庫水位。調(diào)洪計(jì)算成果見表3。

表3 葦子溝水庫洪水調(diào)節(jié)計(jì)算成果

按本次洪水調(diào)節(jié)計(jì)算成果，葦子溝水庫10 a一遇設(shè)計(jì)洪水位20.42 m，相應(yīng)庫容74.4×104m3，最大泄量37.4 m3/s；20 a一遇校核洪水位20.76 m，相應(yīng)庫容81.88×104m3，最大泄量53.3 m3/s。

[1]李文君，張文友，常峪口.水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)[J].水科學(xué)與工程技術(shù)，2010(04)：33-34.

[2]李浩.莫家溝水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)[J].中國(guó)科技信息，2011(13)：45-46.

[3]郭文斗.般若院水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)[J].河北水利，2007(06)：40-41.

1007-7596(2014)12-0169-02

2014-07-26

吳國(guó)新(1972-)，男，遼寧沈陽人，工程師，研究方向?yàn)榉姥?、抗旱、水土保持、水資源、移民、監(jiān)理等。

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