大伙房水庫洪水漂浮物清理與防范

何忠富

(遼寧省水利工程技術(shù)審核與造價(jià)管理中心，遼寧 沈陽 110003)

1 建設(shè)洪水漂浮物清理與防范工程的必要

大伙房水庫承擔(dān)著遼寧中部6座大城市及南部大連市的城市供水及沈陽、營口和盤錦等市的農(nóng)業(yè)灌溉任務(wù)，是我省最重要水源工程。自水庫建成以來，每到汛期，上游各類漂浮物隨著洪水進(jìn)入水庫庫區(qū)，而水庫至今未設(shè)置攔漂、清漂設(shè)施，僅靠簡陋的打撈和巡查設(shè)備，且打撈人員為臨時(shí)拼湊的非專業(yè)隊(duì)伍，遇到漂浮物量大時(shí)從周邊應(yīng)急借調(diào)人員和設(shè)備，清漂效率低下、周期長、費(fèi)用高。

2013年8月16日，渾河流域普降暴雨，全流域平均面降雨200mm以上，暴雨中心集中在大伙房水庫上游的撫順清原縣、新賓縣等地區(qū)，“8．16”特大洪水給撫順市造成巨大財(cái)產(chǎn)損失，房屋倒塌、林木沖毀、河道淤積，河水沖攜大量雜物順流進(jìn)入大伙房水庫庫區(qū)，總量達(dá)110×104m3。進(jìn)入庫區(qū)的漂浮物隨流向樞紐泄洪設(shè)施輸水洞及溢洪道靠近，極大威脅泄洪設(shè)施運(yùn)行安全，水庫管理單位緊急調(diào)用水庫養(yǎng)殖大型攔魚網(wǎng)，才有效截止漂浮物對(duì)工程設(shè)施運(yùn)行帶來安全隱患。汛后，為確保水源地水質(zhì)安全，及時(shí)有效清理進(jìn)入庫區(qū)的漂浮物，遼寧省政府及水利管理單位動(dòng)用社會(huì)一切力量和資源，緊急從全省各地調(diào)配設(shè)備和人員，但由于采取傳統(tǒng)人工清理方式，工作效率低，漂浮物處理場地小，對(duì)外運(yùn)輸條件差，耗時(shí)近2個(gè)月，期間造成水庫水質(zhì)污染，對(duì)水庫供水造成極大的安全隱患。

鑒于大伙房水庫Ⅰ級(jí)水源保護(hù)區(qū)的重要性，建設(shè)洪水漂浮物清理與防范工程任務(wù)迫切。

2 “8.16”洪水漂浮物的種類和特點(diǎn)

2013年“8．16”特大洪水期間各類漂浮物進(jìn)入水庫總量在110×104m3，漂浮物大致可分為三類:①生活垃圾和工業(yè)垃圾，如塑料、泡沫等;②樹木和農(nóng)作物秸桿，如樹枝、秸桿等;③災(zāi)害類漂浮物，如動(dòng)物尸體、木料等。根據(jù)汛后清理匯總看，第②類漂浮物占比重較大，但對(duì)樞紐運(yùn)行安全及水質(zhì)安全造成威脅的以第③類災(zāi)害類漂浮物為主，且第③類災(zāi)害類漂浮物清理也極為困難。

“8．16”特大洪水期間進(jìn)入水庫漂浮物現(xiàn)狀見圖1、圖2。

圖1 庫區(qū)漂浮物

圖2 庫尾漂浮物壩

3 漂浮物處理方案

為了減輕和避免漂浮物對(duì)水庫水質(zhì)和泄洪影響，提高清漂效率，大伙房水庫庫區(qū)漂浮物論證后采取“一攔、二撈、三清”及衛(wèi)生填埋的綜合處理方案。結(jié)合“8．16”洪水漂浮物處理總量及其他年份清漂量，綜合處理方案的清漂規(guī)模按10天處理20．0×104m3漂浮物設(shè)計(jì)。當(dāng)發(fā)生特殊情況時(shí)，通過臨時(shí)配備動(dòng)力及部分設(shè)備，可將清漂規(guī)模提高到10天處理39．5×104m3的漂浮物。

3.1 漂浮物攔截設(shè)計(jì)

庫區(qū)分別在渾河、蘇子河及社河入庫口，渾河和蘇子河匯流處，壩前3．0km處，溢洪道進(jìn)口處及取水口處共布設(shè)7道攔漂網(wǎng)。攔漂網(wǎng)總長16．22km(含備用 2．11km)，其中①壩前 3．0km 處攔漂網(wǎng)長1．9km;②社河入庫口攔漂網(wǎng)長2．2km;③渾河和蘇子河匯流處攔漂網(wǎng)長2．74km;④蘇子河入庫口攔漂網(wǎng)長1．92km;⑤渾河入庫口攔漂網(wǎng)長1．79km;⑥溢洪道進(jìn)口處攔漂網(wǎng)長2．31km;⑦取水口處攔漂網(wǎng)長1．25km。

攔漂網(wǎng)采用聚乙烯材質(zhì)，網(wǎng)具高14．0m和40．0m，頂端2．0m范圍網(wǎng)目尺寸為0．1m，其余網(wǎng)目尺寸為0．14m。為布設(shè)、維護(hù)修補(bǔ)攔漂網(wǎng)，配備水上裝網(wǎng)鋼制平臺(tái)2個(gè)，平臺(tái)平面尺寸為15．0×10．0m，載重 100．0t。

大伙房水庫漂浮物清理設(shè)施總體布置情況見圖3。

3.2 漂浮物打撈設(shè)計(jì)

庫區(qū)漂浮物打撈利用推拖船拖拽拖網(wǎng)圍住漂浮物并將其拖至清漂工作平臺(tái)，圍漂同時(shí)人工分揀動(dòng)物尸體及非降解漂浮物裝入駁船并運(yùn)至清漂工作平臺(tái)。

圖3 大伙房水庫漂浮物清理設(shè)施總布置圖

推拖船配備11對(duì)共22艘，船體16．0×3．6×3．5m(長 × 寬 × 高)，吃水深度 0．8m，排水量30．8t，主推發(fā)動(dòng)機(jī)功率為220．65kW。推拖船配置推漂排，排寬20．0m，入水深度1．0m，水上高度0．3m。駁船配備 7 艘，船體 12．2 ×4．7m ×1．2m，吃水深度0．7m，排水量25．48t，駁船儲(chǔ)物尺寸為8．0 ×3．5m，載重量20．0t。配備清漂船1 艘，用于日常清漂。清漂船船體20．5×4．2×4．3m，吃水深度1．1m，排水量 37．0t，載重量 15．0t，主推發(fā)動(dòng)機(jī)功率為110kW。

每個(gè)清漂平臺(tái)配備1道拖網(wǎng)，拖網(wǎng)采用聚乙烯材質(zhì)，每道拖網(wǎng)長1．5km，高5．0m，網(wǎng)目尺寸為0．2m。每道拖網(wǎng)配置2臺(tái)水平牽引機(jī)，水平牽引機(jī)容量為10kN，電機(jī)功率為3kW。

3.3 漂浮物清理設(shè)計(jì)

庫區(qū)共布設(shè)5座清漂工作平臺(tái)用于漂浮物岸上清理，水面漂浮物利用岸式輸送機(jī)并配備多瓣液壓抓斗式反鏟挖掘機(jī)清理上岸。

清漂工作臺(tái)布置在水庫防洪限制水位126．4m與正常蓄水位131．5m之間。

清漂平臺(tái)1位于社河入庫口左岸白家店村，清漂平臺(tái)2位于蘇子河入庫口左岸，清漂平臺(tái)3位于渾河入庫口右岸二道栢村，清漂平臺(tái)4位于渾河入庫口右岸新屯村，清漂平臺(tái)5位于養(yǎng)殖場北，見圖3。清漂平臺(tái)采用斜坡式結(jié)構(gòu)，坡面布設(shè)固定卷揚(yáng)機(jī)混凝土墩。

水面漂浮物清理配備2套岸式輸送機(jī)及10臺(tái)多瓣液壓抓斗式反鏟挖掘機(jī)。岸式輸送機(jī)由收集艙及輸送艙組成，可階梯式連接，單個(gè)輸送機(jī)工作效率為400．0m3/h。2套岸式輸送機(jī)共配備2個(gè)收集艙和4個(gè)輸送艙，收集艙長12．5m，寬2．0m，收集寬度為4．0m，單個(gè)采收頭的輸送高度為3．0m。輸送艙長12．5m，寬2．0m。輸送機(jī)采用全鋼架結(jié)構(gòu)，輸送采用雙電機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)，單個(gè)電動(dòng)機(jī)功率為7．5kW。多瓣液壓抓斗式反鏟挖掘機(jī)抓斗斗容為2．0 m3，清漂時(shí)根據(jù)需要從市場租賃反鏟挖掘機(jī)并更換抓斗。配備舟橋2節(jié)用于清漂設(shè)備通過水上運(yùn)輸在不同平臺(tái)之間的調(diào)配。舟橋長8．0m，寬6．75m，高 0．74m。

同時(shí)改造水庫工作船1艘，用于清漂工作人員的水上交通。

清漂工作平臺(tái)采用臨時(shí)供電方案，岸式輸送機(jī)和全自動(dòng)打包機(jī)的2座平臺(tái)各配備1臺(tái)250kW的移動(dòng)式柴油發(fā)電機(jī)組，其余3座平臺(tái)各配備1臺(tái)30kW的移動(dòng)式柴油發(fā)電機(jī)組。

庫區(qū)共布設(shè)2座碼頭用于清漂船只的維修和保養(yǎng)，其中碼頭1為原養(yǎng)殖場老碼頭，在養(yǎng)殖場東北新建碼頭2，見圖3。

3.4 漂浮物處理設(shè)計(jì)

動(dòng)物尸體在水中分揀裝入駁船，上岸后利用冷藏車外運(yùn)至具有相應(yīng)處理資質(zhì)的單位并進(jìn)行最終無害化處理。

其余固體漂浮物采用衛(wèi)生填埋處理。漂浮物上岸經(jīng)人工分揀后直接打包預(yù)處理，并就近運(yùn)至庫區(qū)周邊城鎮(zhèn)垃圾處理場掩埋。預(yù)處理設(shè)備采用2臺(tái)YDW2000全自動(dòng)打包機(jī)，處理能力為15～20t/h，每臺(tái)打包機(jī)配備1臺(tái)叉車。

3.5 調(diào)度管理

由大伙房水庫管理局負(fù)責(zé)組建水源維護(hù)隊(duì)伍，其中專業(yè)清漂人員40人。

位于社河、蘇子河及渾河上的三張攔漂網(wǎng)(即攔漂網(wǎng)2、4、5)根據(jù)汛前水情狀況，于汛前完成鋪設(shè)。而庫區(qū)中的兩張攔漂網(wǎng)即(攔漂網(wǎng)1、3)則根據(jù)漂浮物匯集情況，當(dāng)前三張攔漂網(wǎng)無法保證有效攔截時(shí)，盡快進(jìn)行鋪設(shè)。

當(dāng)發(fā)生突發(fā)情況，漂浮物越過攔漂網(wǎng)1，致使攔漂網(wǎng)6前有漂浮物聚集時(shí)，應(yīng)時(shí)刻對(duì)攔漂網(wǎng)6前漂浮物聚集情況進(jìn)行監(jiān)視，必要時(shí)可采取應(yīng)急措施，對(duì)其進(jìn)行破壞處理，保證水庫行洪安全。

3.6 攔漂網(wǎng)對(duì)水庫行洪影響

大伙房水庫設(shè)計(jì)洪水位為136．63m，相應(yīng)水庫泄量為10386m3/s，攔漂網(wǎng)1斷面處相應(yīng)流速為0．2m/s，當(dāng)漂浮物被攔漂網(wǎng)1攔截，影響行洪斷面面積僅占總面積的2．9%，相應(yīng)流速為0．21m/s;攔漂網(wǎng)6斷面處相應(yīng)流速為0．27m/s。校核洪水位為139．32m，相應(yīng)泄量為13535m3/s，攔漂網(wǎng)1斷面處相應(yīng)流速為0．24 m/s，當(dāng)漂浮物被攔漂網(wǎng)1攔截，影響行洪斷面面積僅占總面積的2．7%，相應(yīng)流速為0．25 m/s;攔漂網(wǎng)6斷面處相應(yīng)流速為0．30m/s。因此攔漂網(wǎng)1及攔漂網(wǎng)6均不影響行洪安全，且可在水庫泄洪時(shí)保證網(wǎng)的安全。

攔漂網(wǎng)對(duì)水庫行洪沒有影響，汛期時(shí)水庫的調(diào)度按正常調(diào)度即可。

4 結(jié)語

針對(duì)2013年“8．16”特大洪水帶來量大物雜的漂浮物給大伙房水庫水質(zhì)和工程設(shè)施運(yùn)行安全帶來極大隱患的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，大伙房水庫庫區(qū)漂浮物采取了“一攔、二撈、三清”及衛(wèi)生填埋的綜合處理方案，成立專業(yè)清漂隊(duì)伍，制定了日常調(diào)度及洪水期調(diào)度管理制度，極大的提高了清漂效率，保障了水源安全和樞紐工程設(shè)施安全。

同時(shí)，大伙房水庫庫區(qū)清漂和防范工程措施將為遼寧省其他大型水庫的漂浮物處理積累寶貴的示范經(jīng)驗(yàn)，探索專業(yè)清漂管理辦法，為遼寧省的水源安全保駕護(hù)航。

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