水庫(kù)取水口改造必要性分析

白光大

（遼寧省湯河水庫(kù)管理局，遼寧 遼陽(yáng)111000）

1 湯河水庫(kù)概況

湯河水庫(kù)位于太子河支流湯河干流上，是一座以防洪、工業(yè)和城市生活供水為主，兼顧發(fā)電、養(yǎng)魚(yú)、灌溉的大（2）型水利樞紐工程。壩址位于遼寧省遼陽(yáng)市弓長(zhǎng)嶺區(qū)湯河鎮(zhèn)境內(nèi)，距遼陽(yáng)市39km。壩址以上控制流域面積為1228km2，多年平均徑流量2.85億m3。水庫(kù)按百年一遇洪水設(shè)計(jì)，萬(wàn)年一遇洪水校核?？値?kù)容6.26億m3，興利庫(kù)容3.59億m3，調(diào)洪庫(kù)容2.87億m3，水庫(kù)最大泄量2662m3/s。工程建設(shè)經(jīng)歷了三個(gè)階段，即1958年至1959年的興建期，1968年至1969年的續(xù)建期，1978年至1983年的保壩加固期。2011年—2014年工程進(jìn)行了除險(xiǎn)加固。

工程由大壩、溢洪道、輸水洞、水電站、取水建筑物、輸水建筑物等六部分組成。

大壩為粘土斜墻壩，壩長(zhǎng)455m，最大壩高48.5 m，壩頂寬6m。

溢洪道位于右岸，為開(kāi)敞式實(shí)用堰，消能形式為底流消能。工作閘門為2孔弧型鋼閘門，液壓?jiǎn)㈤]，閘門寬12m、高9.2m，最大泄流量2413m3/s。

輸水洞位于大壩左岸，為圓型有壓隧洞，洞徑4.5m，長(zhǎng)211.1m。進(jìn)口設(shè)有平板檢修閘門，卷?yè)P(yáng)啟閉，閘門寬3.2m、高4.5m；出口設(shè)有弧形鋼閘門，液壓?jiǎn)㈤]，閘門寬3.2m、高4.5m，最大泄流量249m3/s，承擔(dān)泄洪、供水、發(fā)電、灌溉等任務(wù)。

水電站位于輸水洞出口右岸，發(fā)電用水在輸水洞155m分岔段處接出的直徑為2.5m的電站引水洞中引出。水電站設(shè)置2臺(tái)發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為3450kW·h，其中大機(jī)組裝機(jī)容量3200 kW·h，小機(jī)組裝機(jī)容量250kW·h。

取水建筑物包括弓礦取水口、遼化取水口、遼陽(yáng)取水口及鞍山取水口。湯河水庫(kù)常年為弓長(zhǎng)嶺礦山公司、遼陽(yáng)石油化纖總公司、遼陽(yáng)自來(lái)水公司、鞍山自來(lái)水公司提供工業(yè)和城市生活用水，供水保證率為95%。弓礦取水口位于湯河水庫(kù)輸水洞尾水渠左岸。該項(xiàng)工程于1975年7月投入生產(chǎn)運(yùn)行，日引水量為5萬(wàn)t。遼陽(yáng)取水口在輸水洞樁號(hào)0+297.795處接引，該工程于1988年12月正式引水，日引水量8.5萬(wàn)t。遼化取水口位于輸水洞進(jìn)口西南左側(cè)陡崖處，直接從湯河水庫(kù)庫(kù)內(nèi)取水，該工程于1979年9月正式取水，日引水量為15萬(wàn)t。鞍山取水口位于遼化取水口西北側(cè)80m處，直接從湯河水庫(kù)庫(kù)內(nèi)引水，該工程于1993年6月正式引水，日引水量為35萬(wàn)t。取水口采用塔式分層取水，分三層取水，取水點(diǎn)底高程分別為82.00m、92.00m、102.00m。

輸水建筑物包括引蘭入湯工程和引細(xì)入湯工程。引蘭入湯工程于1998年投入運(yùn)行，該工程是將太子河的支流蘭河水經(jīng)由6.145km引水隧洞引入湯河水庫(kù)，最大引水能力為8m3/s。引細(xì)入湯工程于2007年投入運(yùn)行，該工程是將本溪市境內(nèi)的細(xì)河水引入蘭河，再經(jīng)引蘭入湯工程引入湯河水庫(kù)，最大引水能力為6m3/s。

2 工程運(yùn)行中存在的問(wèn)題

2.1 一洞多用的弊端

湯河電站于1983年發(fā)電以來(lái)，大機(jī)組蝶閥多次出現(xiàn)故障，但由于受遼陽(yáng)市引水限制，一直沒(méi)有得到解決，到2006年徹底不能工作時(shí)進(jìn)行了技術(shù)改造。大機(jī)組蝶閥改造必須在無(wú)水環(huán)境下施工，湯河水庫(kù)只得停止向遼陽(yáng)自來(lái)水公司供水、對(duì)弓長(zhǎng)嶺礦山公司實(shí)行限量供水。即在輸水洞內(nèi)電廠支洞前端砌筑圍堰，調(diào)節(jié)出口閘門小流量限量供水給下游弓長(zhǎng)嶺礦山公司。期間，遼陽(yáng)市政府采取了抽取地下水補(bǔ)給及限量、定時(shí)供水的應(yīng)對(duì)方案，但是位居高樓層的住戶因水壓不足造成吃水困難；弓長(zhǎng)嶺礦山公司因水量不足控制了生產(chǎn)規(guī)模，部分車間停止生產(chǎn)。大機(jī)組蝶閥改造原計(jì)劃6d時(shí)間，由于考慮供水問(wèn)題，各相關(guān)部門密切配合，晝夜搶修，提前3d時(shí)間完成改造任務(wù)，增加了工程投資。

由于湯河水庫(kù)工業(yè)和城市生活供水保證率高，輸水洞又承擔(dān)著弓礦、遼陽(yáng)自來(lái)水雙重供水任務(wù)，無(wú)法關(guān)閉輸水洞進(jìn)口閘門實(shí)施輸水洞、電廠管路的日常檢查維護(hù)以及出口閘門、出口閘門啟閉系統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)維修。因此輸水洞出口閘門銹蝕嚴(yán)重、水封老化壞損嚴(yán)重、邊導(dǎo)板存在嚴(yán)重的銹蝕變形問(wèn)題，出口閘門漏水嚴(yán)重；出口閘門啟閉系統(tǒng)液壓油缸密封圈老化、變性、壞損嚴(yán)重，工程一直處于帶病工作中。

2.2 水質(zhì)污染問(wèn)題

2008年9月23 日，湯河水庫(kù)輸水洞出水口處水的顏色泛白，河底水草表面掛有白色絨毛狀物體，而且水體還帶有異味，遼化取水頭部、遼陽(yáng)自來(lái)水取水頭部管道內(nèi)水體也有異味。通過(guò)采取對(duì)上游污染源調(diào)查、水下攝像觀察、輸水洞停水檢查等措施，逐步排除了上游企業(yè)污染源集中排放、人為投放危險(xiǎn)物，地震、洞內(nèi)地質(zhì)變化等引起漏水、漏氣等因素；通過(guò)大機(jī)組停機(jī)，降低出庫(kù)流量，驗(yàn)證了底泥擾動(dòng)，出庫(kù)水體水質(zhì)異常；依據(jù)常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法，確定庫(kù)區(qū)內(nèi)表層水體未見(jiàn)異常，但庫(kù)區(qū)內(nèi)底層水，主要是距水面20m以下水體水質(zhì)超標(biāo)并伴有異味，初步確定底層水質(zhì)出現(xiàn)異常。通過(guò)對(duì)庫(kù)區(qū)底層水質(zhì)加密監(jiān)測(cè)頻次，積累水質(zhì)數(shù)據(jù)，結(jié)果表明，湯河水庫(kù)表層水水質(zhì)達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)為中營(yíng)養(yǎng)。庫(kù)區(qū)底層水（20m以下）、輸水洞出口、遼陽(yáng)、遼化取水口硫化物、錳超標(biāo)。湯河水庫(kù)局部水體異常，產(chǎn)生異味現(xiàn)象的主要原因是入庫(kù)污染物的增加和長(zhǎng)期積累，在一定的氣象、水文條件下內(nèi)源沉積物釋放所致。

3 進(jìn)行取水口改造的必要性

湯河水庫(kù)水體發(fā)生異常，對(duì)于取底層水的遼陽(yáng)石油化纖總公司和遼陽(yáng)市自來(lái)水公司的水質(zhì)產(chǎn)生很大影響，而對(duì)于采用分層取水的鞍山自來(lái)水公司的水質(zhì)沒(méi)有任何影響。除了開(kāi)展水質(zhì)監(jiān)測(cè)、加強(qiáng)水源地保護(hù)外，實(shí)施分層取水是必要的。對(duì)各取水口進(jìn)行更新改造，采用分層取水方式是在水庫(kù)正常運(yùn)行情況下進(jìn)行，對(duì)水庫(kù)正常的興利調(diào)度和供水保證率均不產(chǎn)生影響。由此可見(jiàn)，采用分層取水方案是有效預(yù)防水庫(kù)底層水體再度出現(xiàn)異常的有效手段。因此在不影響現(xiàn)狀供水要求的前提下，對(duì)遼陽(yáng)石油化纖總公司和遼陽(yáng)市自來(lái)水取水口進(jìn)行重建是非常必要和緊迫的?？梢?jiàn)，對(duì)各取水口進(jìn)行更新改造是從根本上解決供水水質(zhì)異常問(wèn)題、保證供水安全的有利途徑。2010年12月2日，水利部大壩安全管理中心批復(fù)湯河水庫(kù)三類壩安全鑒定成果。2011年湯河水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固。為了完成出口閘門更換，不影響弓礦、遼陽(yáng)供水，新建了壓力鋼管，將遼化引水壓力鋼管與遼陽(yáng)取水口1號(hào)閥后壓力鋼管連接，并進(jìn)一步接到輸水洞尾渠內(nèi)，即通過(guò)遼化取水口實(shí)現(xiàn)對(duì)遼陽(yáng)、弓礦供水并且可實(shí)現(xiàn)由遼陽(yáng)市供水管道對(duì)遼化進(jìn)行供水。不僅在一定程度上解決了一洞多用的問(wèn)題、為輸水洞檢修提供了保證同時(shí)為實(shí)施分層取水期間不影響遼化、遼陽(yáng)供水提供了可行條件。

4 結(jié) 論

水庫(kù)每一層的水質(zhì)都不一樣，分層取水就是定期從中選取最好的水層，打開(kāi)不同深度的取水口進(jìn)行取水，將水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果最好的水層供應(yīng)給用水戶，如何對(duì)現(xiàn)有的取水口進(jìn)行優(yōu)化改造，將是水庫(kù)管理者進(jìn)行研究的課題。