芭茅溝水庫工程洪水標(biāo)準(zhǔn)和泄洪方式探討

鄭文明

(四川省宜賓市水利建筑勘測設(shè)計(jì)研究院，四川 宜賓，644000)

1 工程概況

芭茅溝水庫位于宜賓市興文縣仙峰鄉(xiāng)與石海鎮(zhèn)交界處，永寧河上游左岸一級支流古宋河的左岸支流潑渾河上，是一座以場鎮(zhèn)及農(nóng)村人飲供水和農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼顧改善環(huán)境功能的小(一)型水利工程。大壩壩頂高程862.00m，總庫容426.1萬m3，最大壩高69m，設(shè)計(jì)灌溉面積3167hm2，其中宜煙面積2333hm2。

為了保證巴茅溝水庫工程建成后的安全運(yùn)行，目前中國煙草總公司已從全國專家?guī)斐檫x專家，對該工程初步設(shè)計(jì)進(jìn)行了復(fù)審，對該工程的洪水標(biāo)準(zhǔn)和行洪方式進(jìn)行了探討。

2 洪水標(biāo)準(zhǔn)取值探討

根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252－2000)的有關(guān)規(guī)定，按水庫總庫容及供水對象重要性劃分應(yīng)為Ⅳ等工程，按設(shè)計(jì)灌溉面積劃分也為Ⅳ等工程，考慮樞紐工程為小(一)型水庫，該工程等別定為Ⅳ等。

在設(shè)計(jì)初期，芭茅溝水庫攔河大壩擬采用瀝青混凝土心墻石渣堆石壩，溢洪道布置在左岸，為減少溢洪道邊坡的開挖，在校核洪水時，根據(jù)規(guī)范采取洪水標(biāo)準(zhǔn)的低值，即設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期采用30年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期采用500年一遇，依此對溢洪道進(jìn)行設(shè)計(jì)。

在設(shè)計(jì)過程中，因水庫最大壩高達(dá)69m，接近于高壩，工程下游居民2000余人，工程下游工程一旦失事，將給下游造成巨大損失。主要建筑物攔河大壩、岸邊溢洪道、取水隧洞(兼放空)、導(dǎo)流隧洞均提高一級設(shè)計(jì)，即按3級建筑物設(shè)計(jì);次要和臨時建筑按5級建筑物設(shè)計(jì)。

本工程為小(一)型水庫，等別為Ⅳ等合適，在洪水標(biāo)準(zhǔn)取值時，Ⅳ等工程對應(yīng)的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為30～50年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為300～1000年一遇?？紤]本工程壩高69m，基礎(chǔ)處理超過設(shè)計(jì)建基面時，壩體有可能超過70m，即為高壩，一旦溢洪道泄洪出現(xiàn)不利情況時，損失巨大。因此，本次洪水標(biāo)準(zhǔn)取值時采用高值，即設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期為50年一遇，校核洪水重現(xiàn)期為1000年一遇。

3 導(dǎo)流洞參與泄洪探討

根據(jù)推薦壩址的地形條件以及所推薦的壩型，在左岸布置岸邊溢洪道。設(shè)計(jì)初期，根據(jù)設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期50年一遇(P=2%)，相應(yīng)洪峰流量為372m3/s，最大下泄流量372m3/s;校核洪水重現(xiàn)期1000年一遇(P=0.1%)，相應(yīng)洪峰流量627m3/s，最大下泄流量597m3/s。利用導(dǎo)流洞參與泄洪，對溢洪道布置進(jìn)行了有閘和無閘控制的比較。

表1 泄洪建筑物方案比較

從表1中可知，有閘控制溢洪道樞紐布置工程投資低于無閘控制溢洪道樞紐布置工程投資，且有閘控制更有利于水庫行洪的靈活調(diào)度，利于水庫的防洪安全。故在設(shè)計(jì)初期推薦有閘控制溢洪道泄洪方式。

溢洪道通過有閘進(jìn)行控制，閘室設(shè)3扇閘門，采用寬4.0m高5.50m的平板鋼閘門，閘底板高程853.50m，閘室長15.0m。當(dāng)最大洪峰流量(P=0.1%)為627m3/s時，經(jīng)過調(diào)洪演算，最大下泄流量為583m3/s。由于洪峰流量較大，導(dǎo)流洞參與泄流，泄流量可達(dá)220m3/s，溢洪道分擔(dān)下泄流量為363m3/s。

在設(shè)計(jì)過程中，因?yàn)閷?dǎo)流洞閘門水頭高達(dá)53.173m，導(dǎo)流洞閘門設(shè)計(jì)屬于高水頭狀況，且其運(yùn)行方式較復(fù)雜。發(fā)生常年洪水時，溢洪道泄洪，導(dǎo)流洞不參與泄洪。若發(fā)生設(shè)計(jì)洪水或校核洪水時，一是導(dǎo)流洞參與泄洪，導(dǎo)流洞閘門開啟度在0.3～0.4之間，分擔(dān)泄洪量在220m3/s，但是導(dǎo)流洞閘門開啟會產(chǎn)生較大振動，對閘門要求和運(yùn)行方式提出了極大考驗(yàn);二是由于導(dǎo)流洞閘門常年不運(yùn)行，存在銹蝕或漏水等損壞情況，若運(yùn)行管理或汛期檢查不到位，一旦發(fā)生校核設(shè)計(jì)洪水時，急需閘門開啟而閘門又無法開啟，則可能產(chǎn)生威脅大壩安全的隱患，工程對運(yùn)行方式和運(yùn)行管理的要求較高，根據(jù)小一型水庫現(xiàn)有管理現(xiàn)狀，運(yùn)行管理難以達(dá)到。

4 取水(放空)隧洞參與泄洪探討

為解決閘門高水頭問題，擬提高導(dǎo)流洞前段隧洞和進(jìn)水閘門的高程(龍?zhí)ь^)。但根據(jù)芭茅溝地形地貌、地質(zhì)情況和消能運(yùn)行情況差等情況，無法提高前段隧洞和閘門高程。綜合考慮導(dǎo)流洞不參與泄洪。

為解決導(dǎo)流洞不參與泄洪，設(shè)計(jì)過程考慮兩種方案進(jìn)行比較。一是利用溢洪道單獨(dú)泄洪，二是利用取水(放空)隧洞參與泄洪。前者運(yùn)行簡單、安全，但溢洪道邊坡開挖加大，投資加大;后者參與泄洪，取水(放空)隧洞進(jìn)水閘底板高程837.00m，閘門設(shè)計(jì)水頭23.06m，屬于中低水頭，但同時消能較復(fù)雜，下河床高程在784m左右，水頭落差53m。根據(jù)地形地質(zhì)條件，河道不具備挑流消能條件。

5 結(jié)論

綜合以上各種因素，導(dǎo)流洞不參與泄洪，取水(放空)隧洞也不能參與泄洪，只能采用溢洪道單獨(dú)泄洪方式。經(jīng)過方案設(shè)計(jì)調(diào)整，溢洪道設(shè)計(jì)為有閘溢洪道，閘室內(nèi)設(shè)3孔寬6.0m的平板鋼閘門，閘底板高程853.00m，閘室長15.0m，當(dāng)最大洪峰流量(P=0.1%)為627m3/s時，經(jīng)過調(diào)洪演算，最大下泄流量為583m3/s，全部從溢洪道下泄。同時經(jīng)過調(diào)洪演算后的校核洪水位為860.061m，洪水能安全通過溢洪道泄槽進(jìn)行泄洪。