星湖水庫規(guī)劃設計回顧

深圳市廣匯源水利勘測設計有限公司

摘要：作者在參與了星湖水庫安全鑒定工作，對星湖水庫復查過程中水庫調(diào)洪原則的演變作了簡單介紹，針對不同時期的實際需求確定水庫運用是符合實際需要的。

關鍵詞：星湖；調(diào)洪原則；湖泊；安全鑒定

星湖水庫位于肇慶市端州區(qū)景福圍內(nèi)七星巖一帶，前臨西江干流，背負北嶺大山，是肇慶市城區(qū)防洪排澇體系工程之一。肇慶市區(qū)防洪排澇體系由景福圍（始建于宋代）、三座電排站{躍龍電排（1961年）、羚山電排（1965年）、西區(qū)電排（1998年）}、星湖水庫（1955年）、北嶺截洪渠（1971年）等工程組成。其中景福圍擋西江洪水、北嶺截洪渠攔截部分洪水排入西江減輕內(nèi)澇、星湖水庫蓄洪、電排站排澇。

一、建庫時規(guī)劃設計思路

星湖水庫建成之初南臨肇慶市區(qū)及西江景福圍、北靠北嶺山、東西均為市郊農(nóng)田，是一座蓄洪、灌溉、旅游、養(yǎng)魚綜合利用的中型水庫。當時設計并無相關規(guī)范可作為設計依據(jù)，據(jù)“七星巖建湖工程回顧”（注1），星湖水庫庫容計算如下所述：

水庫正常蓄水位4.8m，高于此水位則排至4.8m。據(jù)此查閱西江高要水文站水位過程線，查得1948年5月9日至8月19日共103天的高要站水位歷程符合以上情況，并在有記錄資料中時間較長。其中7月1日至8日水位可能出現(xiàn)湖水短時間能夠外排的情況。其同期累積雨量為779.3mm（約相當于10年一遇），累積蒸發(fā)量為465 mm。

7月1日以前西江高要站水位4.8m以上時累積雨量為522.6mm，累積蒸發(fā)量為246.2mm。徑流系數(shù)取0.63，算出湖水位于7月1日為6.867m。

6月31日西江站水位為6.87m，7月1日水位6.69m，即可能向西江排水，7月1日至9日西江高要站水位由6.69m下降至4.59m，又回升到5.72m。此時期排水核算情況如下表列。

時間星湖水位（m）西江水位（m）水位差

（m）排水量

排水后湖水位（m）備注

月日

716.866.690.171，508，0006.69

726.696.210.48/0.41，620，0006.43

736.435.660.77/0.41，620，0006.17

746.175.091.08/0.41，620，0005.91

755.914.711.20/0.41，620，0005.65

765.654.591.06/0.41，620，0005.39

775.394.620.77/0.41，620，0005.13

785.134.990.14958，0004.98

考慮需通過躍龍竇排水，其排水能力有限，故規(guī)設中規(guī)定通過溢流閘控制內(nèi)外水頭差不得超過0.4m。

7月8日外江水位開始回升至4.99m并陸續(xù)上升，排水已不可能，故湖水位的降低只能算至5.13m。

湖水位實際下降6.86—5.13=1.73m。此降低數(shù)可在需要的儲水高度內(nèi)減除，但上述演算僅是1948年的水文資料，不十分可靠；但忽略有短時間排除部分湖水的可能，亦偏于保守。因此以湖水位可降低作為儲水高度的減低量。7月8日的水位應為5.13+0.87=6.0m。7月8日以后尚有不能外排的集雨量779.3—522.6=257.7mm，其需要儲水高度為1.145m。減去后期的蒸發(fā)量218.8mm，即應減去高度0.22m，最后求得湖的最高水位為6.0+1.145—0.22=6.925m。據(jù)上述核算，最高湖水面定為7.0m，為預留超高0.5m，將湖堤頂高定為7.5m。

此外，考慮可能出現(xiàn)比預期更大的雨量，在獅崗建海壩式非常溢洪道。當湖水超過7.0m，雨水續(xù)降，則將土堤挖除，使超過容量的水泄入赤堪等低塱。

二、1988年復核計算

為保證城市人民生命財產(chǎn)安全及國民生產(chǎn)正常發(fā)展，要求星湖水庫按部頒“87”標準全蓄調(diào)洪，若遇超標準洪水時從獅崗非常溢洪道泄洪。

根據(jù)登記資料（注2），為了不增加水庫下游城市澇區(qū)的排水壓力，星湖水庫全蓄1000年一遇降雨（總水量1066萬m3），待下游澇區(qū)的澇水全部排完后，再泄放洪水騰空庫容。

星湖水庫設計防洪標準為50年一遇，校核防洪標準為1000年一遇。星湖水庫正常蓄水位4.8m，相應庫容804萬m3，設計洪水位6.2m，相應庫容1660萬m3，校核洪水位6.5m，相應庫容1870萬m3。

三、2014年安全鑒定復核

星湖水庫原灌溉范圍的土地基本上進行了商業(yè)開發(fā)，不少原堤壩內(nèi)地面高程高于水庫最高水位而形成庫岸。水庫灌溉功能已失去，僅擔負一定的滯蓄洪任務。1996年廣東省水利廳同意星湖水庫降為湖泊管理。是一座蓄洪、旅游、城市景觀等多功能為一體的人工湖泊。

1、調(diào)洪原則

根據(jù)肇慶城區(qū)排澇體系規(guī)劃，考慮由于城市建設使獅崗非常溢洪道失去作用，因此2014年安全鑒定時星湖水庫根據(jù)現(xiàn)有條件采用現(xiàn)行正常蓄水位4.8m，全蓄相應集雨面積內(nèi)10年一遇設計洪水（考慮北嶺截洪渠作用），超過10年一遇設計洪水（此時星湖水位達到5.48 m）則泄洪至躍龍電排澇區(qū)和羚山電排澇區(qū)，以確保星湖的防洪安全。

2、洪水計算

應用廣東省綜合單位線方法及推理公式法計算洪水，計算成果對比如下表：

兩種方法洪峰流量和三天洪量計算成果對比表

頻率P%洪峰流量（m3/s）W72（萬m3）

綜合單位線法推理公式法差值%綜合單位線法推理公式法差值%

10%253.982716.28396.573980.36

5%294.193269.76480.554830.51

3.3%317.6235911.53528.435310.48

2%346.2939913.21590.615930.40

1%385.1945415.16679.036810.29

0.33%445.0754117.73814.488160.19

0.1%509.2463619.93974.259770.28

對比成果顯示：兩種方法計算所得不同頻率洪峰流量的差值均小于20%。且各頻率72小時洪水總量相差不多，計算采用廣東省綜合單位線法計算成果。

3、洪水標準

根據(jù)《防洪標準》（GB50201-94）及《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2000），星湖水庫為均質(zhì)土壩，水庫最大庫容1798.39×104m3，工程等別為Ⅲ等，為中型水庫。

星湖水庫1991年設計復查采用設計洪水標準為50年一遇，校核洪水標準為1000年一遇。根據(jù)《防洪標準》6.2.1條，考慮星湖水庫大壩最大擋水高度為4.2m，上下游水頭差僅為2.3m。故2014年安全鑒定星湖水庫按平原區(qū)、濱海區(qū)的規(guī)定確定設計洪水標準為50年一遇，校核洪水標準為300年一遇。

4、調(diào)洪成果

根據(jù)以上資料和調(diào)洪原則，采用復核后的水位庫容曲線，計算得星湖水庫調(diào)洪成果，成果如下：

星湖水庫正常蓄水位4.8m（相應庫容1123.4萬m3），全蓄10年一遇設計洪水至5.48m（相應庫容1487.71萬m3）時啟用泄洪設施，此時設計洪水位（50年一遇）為5.72m，相應庫容1620.21萬m3，最大下泄流量29.4m3/s；校核洪水位（300年一遇）為6.05m，相應庫容1798.39萬m3，最大下泄流量36.7m3/s（其中芹田閘下泄32.8m3/s，東崗閘下泄3.9m3/s）。

根據(jù)洪水過程調(diào)洪演算，當星湖水庫和下游澇區(qū)普降300年一遇暴雨，躍龍電排站抽排完星湖水庫的泄水需45.3小時。即星湖水庫下泄水量最大延長躍龍澇區(qū)受澇時間約45.3小時。

星湖水庫通過東崗閘下泄入羚山澇區(qū)的泄量最大只有3.9m3/s，占羚山澇區(qū)洪峰流量之比0.98%。羚山電排站現(xiàn)有裝機排澇流量為51.82m3/s，遠大于星湖下泄流量，星湖下泄流量對羚山澇區(qū)影響甚微。

5、堤壩的堤頂高程及壩坡穩(wěn)定復核結果簡述

根據(jù)實測地形圖與1991年設計復查資料對比，原9段堤壩共10594m，由于城市建設，部分堤壩堤后地面已經(jīng)填高，按庫岸處理，計算堤頂高程時安全加高參照《堤防工程設計規(guī)范》（GB50286-2013）表3.2.1，按2級堤防允許越浪處理，安全加高統(tǒng)一取0.4 m。

依據(jù)《碾壓式土石壩設計規(guī)范》（SL274-2001），波浪的平均波高和平均波周期采用莆田試驗站公式。經(jīng)計算最大壩頂設計高程為石牌堤7.29m，最小壩頂設計高程為青蓮堤7.01m。實測各堤段現(xiàn)狀堤頂高程均高于設計壩頂高程。

從地勘資料和實測大壩橫剖面分析，采用最不利斷面作為典型斷面進行分析。大壩穩(wěn)定滲流期和水庫水位降落期采用慢剪指標，粘性土料抗剪強度指標采用小值平均值。壩體抗滑穩(wěn)定復核采用簡化畢肖普法。土體的抗剪強度根據(jù)規(guī)范要求，土石壩各種計算工況均采用有效應力法。

大壩滲流計算采用有限元法進行。各堤填筑土均粘性土，可能發(fā)生流土型破壞。從計算結果來看，各堤的出逸比降均小于允許值，均滿足規(guī)范要求。

穩(wěn)定分析計算采用理正巖土計算5.6PB1版“邊坡穩(wěn)定分析”，計算穩(wěn)定滲流期迎水側、背水側壩坡及非穩(wěn)定滲流期迎水側壩坡最小安全系數(shù)。壩體浸潤線采用相應工作條件下的滲流計算結果。在各種工況下，壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)均大于允許值，滿足規(guī)范要求。

6、結束語

星湖水庫建庫之初設計并無規(guī)范可采用，但通過對洪水資料的合理分析利用，確定的水庫規(guī)模能充分發(fā)揮工程作用。后根據(jù)“87”部頒標準采用全蓄調(diào)洪運用，充分發(fā)揮水庫蓄洪功能，起到了減輕肇慶城區(qū)內(nèi)澇作用。1996年降為湖泊管理后，2014年參照水庫進行安全鑒定，考慮非常溢洪道已失去作用，調(diào)洪原則調(diào)整為全蓄10年一遇洪水、超過10一遇洪水則泄洪至躍龍澇區(qū)和羚山澇區(qū)，以確保星湖的防洪安全。星湖各個時期調(diào)洪原則的調(diào)整均是為確保工程能更好的發(fā)揮作用。

參考文獻：

[1]1986年06期《人民珠江》，“七星巖建湖工程回顧”，李錫源

[2]廣東省水利電力廳《廣東省中型水庫工程技術檔案》（1988.12）

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3.5 把好技術管理關

各單位、各部門要細化工作流程，強化落實工作責任制，把好每道關。以施工單位技術工作人員的工作為例，在工作各個環(huán)節(jié)技術工作人員應認真履行職責，確保工作不出錯，若有漏洞或失誤準確、及時查出并采取有效措施加以補救。

（1）在工程實施過程中，施工技術負責人必須認真做好施工日記，詳細記錄每天施工中每項工作情況、出現(xiàn)的問題及處理方法與結果，并完好保存，作為竣工驗收和質(zhì)量評定的依據(jù)。

（2）做好圖紙會審工作，這對減少施工中的差錯、保證和提前完成施工任務、確保施工質(zhì)量至關重要，一旦發(fā)現(xiàn)問題，及時糾正，并詳細記錄、存入技術檔案，達到消除差錯的目的。

（3）在施工全過程中，要有專人對每項技術工作的實施進行復核，尤其是隱蔽工程，完成一項驗收一項，驗收合格后方可進行下一道工序或部位施工，防止偏差，糾正錯誤，避免人為工程質(zhì)量事故。

（4）為了系統(tǒng)地積累施工經(jīng)驗、資料的需要，應從工程一開始就建立技術檔案，匯集整理有關資料，直到工程結束，所有資料必須保存原始記錄，如實反映情況，并有技術負責人的正式審定意見，不可擅自修改、增補。

（5）各工作技術人員落實責任制，要求每位工程技術人員明確自己的職責和權限，分工明確，各司其職，便于做好各自分工的技術工作。

3.6 加強現(xiàn)場人員職業(yè)技術培訓

工程技術與施工人員的素質(zhì)及技術對工程質(zhì)量有重要影響。因此，既要提高現(xiàn)場技術人員的職業(yè)素養(yǎng)，又要提高其專業(yè)技術技能水平，這也是全面質(zhì)量管理的要求。另外，工程參與企業(yè)在聘用職工過程中要注重對一線操作人員、技術人員專業(yè)技能、素質(zhì)的考核。

4 結語

綜上所述，水利工程建設是我國的基礎設施建設，是一項利國利民的工程項目，其建設質(zhì)量受到國家和人民的高度關注。加強水利

工程質(zhì)量管理，嚴格控制工程質(zhì)量，不僅能夠保證水利工程質(zhì)量，提高企業(yè)市場競爭力，給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益，同時還能夠為社會和人們帶來福利，保證人民生命財產(chǎn)安全，促進社會和諧發(fā)展。

參考文獻：

[1] 王晨陽.淺談水利工程中的質(zhì)量管理[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2012，（4）：22.

[2] 劉民.淺談水利工程施工的質(zhì)量管理[J].工程科技，2013，（3）：11-13.

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3.4 嚴格技術管理，事后嚴肅把關

技術管理包括技術責任制、施工日記、圖紙會審、技術交底、技術復核、材料檢驗、技術檔案、工程驗收等制度。要求每個工程技術人員要有明確的職責和權限，分工明確，各司其職。在施工過程中，施工技術負責人必須把施工中出現(xiàn)的問題、處理方法與結果詳細記錄，并完好保存，作為竣工驗收和質(zhì)量評定的依據(jù)，做好圖紙會審、技術交底、技術復核、材料檢驗、工程驗收等一系列程序工作。并對于質(zhì)量控制要點、要害部位或質(zhì)量有疑問的部位進行事后復檢，如沉降觀察、幾何尺寸復測等，嚴格按照質(zhì)量評審標準對單元、分部、單位工程組織驗收認證。

3.5對機械設備和材料的管理

機械設備的選擇要以工程的特點和施工地質(zhì)環(huán)境的特點來進行選擇，設備的選擇要依據(jù)經(jīng)濟合理、技術先進、使用安全、性能可靠的原則，尤其是中小型水利工程，要考慮其合理情況進行有效地配置，在設備進行使用時，設備管理人員要進行設備的檢修、使用記錄等等的記錄，做好設備的使用管理。同時水利工程施工中所有需要的材料、配件、設備，施工承包方必須嚴格按照有關規(guī)定與施工合同約定進行審查和對，確保任何一件材料、設備、配件都有質(zhì)量保障。

4、結束語

水利工程管理是一項復雜性的工程，雖然近年來我國在水利工程建設方面有了較大進步，但仍存在些問題亟待解決。我們要擺正態(tài)度不斷吸取先進的施工管理經(jīng)驗，提高水利施工的管理水平，為國家水利工程建設做出更大的貢獻。

參考文獻：

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[3]李文明，張曉蘭.做好產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督管理工作保障水利工程安全運行[J].中國水利，2010

[4]門立發(fā).論水利工程施工中存在的主要問題和對策[J].企業(yè)導報，2012.（9）