新疆烏魯瓦提水利樞紐工程防洪搶險(xiǎn)的探討

龐文革

(新疆維吾爾自治區(qū)烏魯瓦提水利樞紐管理局，新疆 烏魯瓦提 848000)

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新疆烏魯瓦提水利樞紐工程防洪搶險(xiǎn)的探討

龐文革

(新疆維吾爾自治區(qū)烏魯瓦提水利樞紐管理局，新疆 烏魯瓦提 848000)

本文闡述了烏魯瓦提水利樞紐的搶險(xiǎn)方案，針對因突發(fā)事件導(dǎo)致水庫面臨重大險(xiǎn)情威脅，影響水庫大壩以及下游人民生命財(cái)產(chǎn)安全進(jìn)行了研究，為各級(jí)防汛指揮機(jī)構(gòu)實(shí)施指揮決策和防洪調(diào)度、搶險(xiǎn)救災(zāi)提供科學(xué)依據(jù),增強(qiáng)防汛工作的針對性和預(yù)見性。

沉；水

為了提高烏魯瓦提水利樞紐工程應(yīng)對突發(fā)事件的能力，減輕各種突發(fā)事件引起的洪澇災(zāi)害，力保烏魯瓦提水利樞紐工程大壩安全，維護(hù)人民生命和財(cái)產(chǎn)安全，使各級(jí)防洪應(yīng)急指揮機(jī)構(gòu)能在災(zāi)害發(fā)生前或突發(fā)災(zāi)害的第一時(shí)間快速實(shí)施決策，對防洪搶險(xiǎn)進(jìn)行研究有重大意義。

喀拉喀什河發(fā)源于喀喇昆侖山，流域位于青藏高原西緣，喀喇昆侖山和中昆侖西段北麓，地勢大體為由南向北傾斜，全流域地形地貌可分為山岳區(qū)、丘陵傾斜平原區(qū)、平原區(qū)。烏魯瓦提水利樞紐工程位于和田河西支流喀拉喀什河中游河段出山口處,壩址以上河道長509 km，集水面積19 983 km2，占流域面積的90%。

1 水文氣象

(1)氣候特點(diǎn)：喀拉喀什河流域處于亞歐大陸腹地，南依寒冷干燥的藏北高原，北俯極其干旱的塔克拉瑪干大沙漠，距世界各大洋水域極其遙遠(yuǎn)，降水稀少，氣候干燥是本區(qū)最主要的氣候特征；

(2)氣溫：烏魯瓦提站多年平均氣溫10.8℃，氣溫年內(nèi)變化明顯，最高氣溫出現(xiàn)在7月，最低氣溫出現(xiàn)在1月；

(3)降水量：烏魯瓦提站多年平均降水量為78.4 mm，降水量由西向東逐漸減少，年內(nèi)分配十分不均，降水量集中于春、夏兩季，占全年降水量的80%，連續(xù)最大四個(gè)月降水量出現(xiàn)在5-8月，占全年降水量的65%～70%；

(4)水文特點(diǎn)：本流域河流徑流，來源于喀喇昆侖山和昆侖山山區(qū)的降水，并以冰川和永久積雪融水、季節(jié)積雪融水、降雨和地下水的形式補(bǔ)給河流。在烏魯瓦提水文站多年平均(1957—2000年)年徑流量21.38億 m3，多年平均流量67.8 m3/s,多年平均含沙量2.26 kg/m3，最大流量1 410 m3/s(1999年8月3日，數(shù)據(jù)經(jīng)插補(bǔ)展延)，最小流量2.61 m3/s(1987年)。徑流量年內(nèi)季節(jié)分配很不均勻，春季(3-5月)水量約占年徑流量的10%，夏季(6—8月)水量約占年徑流量的72.3%。河道徑流組成：冰川融水占55.1%，雨水占7%，季節(jié)積雪融水占14.1%，地下水占23.8%。河流洪水主要有融雪、暴雨和混合型洪水。

2 工程基本情況

烏魯瓦提水利樞紐位于新疆南部和田縣境內(nèi)，是一座具有灌溉、防洪、發(fā)電、生態(tài)保護(hù)等綜合效益的大(二)型水利樞紐工程。

2.1 溢洪道

溢洪道全長573.85 m，由引渠段、控制段、泄槽段和挑流鼻坎段組成。最大泄量為1 850 m3/s，最大流速為35 m/s，堰頂高程為1 951.20 m，堰頂寬16 m。

2.2 泄洪排沙洞

泄洪排沙洞全長876.5 m，進(jìn)水口底板高程為1 885.00 m，出水口底板高程為1 853.80 m，最大泄量為1 130 m3/s，最大流速36 m/s。

2.3 沖沙洞

沖沙洞全長811 m，由進(jìn)水塔、有壓洞段、工作閘井段、無壓洞段、出口明渠段、交通洞等部分組成，進(jìn)水口底板高程為1 894.00 m，出水口底板高程為1 879.56 m，最大泄量為123 m3/s，最大流速14.36 m/s。

2.4 發(fā)電引水洞

發(fā)電引水洞全長457.2 m，由引渠段、進(jìn)水塔、低壓平洞段、豎井段、高壓平洞段以及壓力鋼管段組成，進(jìn)水口底板高程為1905.00 m，出口底板高程為1 850.83 m，最大泄量為90 m3/s,最大流速4.58 m/s。

3 搶險(xiǎn)調(diào)度

3.1 水庫搶險(xiǎn)調(diào)度方案

為了保證水庫度汛安全要求水庫將常遇洪水(20 a一遇洪水)的洪峰流量削減到500 m3/s以內(nèi)；將50 a一遇洪水的洪峰流量1 510 m3/s削減到下游河道安全泄量890 m3/s以內(nèi)；對100 a一遇洪水，溢洪道限泄400 m3/s。汛期結(jié)束前(8月20日左右)水庫的蓄水位不超過汛限水位1 959.50 m，綜合分析以上各因素，具體的洪水調(diào)度方式如下：

(1)每年6月、7月洪水來臨時(shí)，若入庫洪水洪峰流量小于1 270 m3/s(20 a一遇洪水)，為滿足下游防洪要求，將下游流量控制在500 m3/s以內(nèi)。洪水退水時(shí)將庫水位降至1 924.00 m(水庫死水位)至1 959.50 m(汛限水位)區(qū)間運(yùn)行；若入庫洪水洪峰流量大于1 270 m3/s(20 a一遇洪水)，即來水已超過常遇洪水，則下泄流量控制在下游河道安全泄量890 m3/s以內(nèi)。洪水退水時(shí)應(yīng)將庫水位降至1 924.00 m(水庫死水位)至1 959.50 m(汛限水位)區(qū)間運(yùn)行。

(2)進(jìn)入8月，若起調(diào)水位低于1 959.50 m(汛限水位)，入庫洪水洪峰流量小于1 270 m3/s(20 a一遇洪水)，為保障下游安全，將下泄流量控制在500 m3/s以內(nèi)。8月20日以前洪水退水時(shí)水位降至1 959.50 m(汛限水位)以下，8月20日以后，洪水退水時(shí)水位可以突破1 959.50 m(汛限水位)，水庫開始蓄水。若入庫洪水洪峰流量大于1 270 m3/s或水庫水位已達(dá)汛限水位1 959.50 m，即來水已超過常遇洪水，則下泄流量控制在下游河道安全泄量890 m3/s以內(nèi)。

(3)隨著入庫洪水流量的增加，水庫水位將逐漸上升，在庫水位未超過1 962.25 m(防洪高水位)時(shí)，為保下游防洪安全，下泄流量應(yīng)控制為下游河道安全泄量890 m3/s。同時(shí)為保障水庫度汛安全，洪水退水時(shí)應(yīng)將庫水位降至汛限水位1 959.50 m，并維持該水位不變。

(4)若水庫水位超過了1 962.25 m(防洪高水位)或來水洪峰流量大于1 510 m3/s時(shí)，表明入庫洪水已超過了50 a一遇洪水的標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)下泄流量不受下游河道安全泄量的限制，泄洪排沙洞、沖沙洞敞泄，溢洪道控制最大下泄量不超過400 m3/s。為保障水庫度汛安全，洪水退水時(shí)應(yīng)將庫水位降至汛限水位1 959.50 m，并維持該水位不變。

(5)若水庫水位超過1 962.65 m(設(shè)計(jì)洪水位)或來水洪峰流量大于1 690 m3/s時(shí)，表明入庫洪水已超過了100 a一遇的洪水標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)保證大壩等樞紐主要建筑物的安全是第一位的任務(wù)。在這種情況下，溢洪道、泄洪排沙洞、沖沙洞均敞泄。為保障水庫度汛安全，洪水退水時(shí)庫水位降至汛限水位1 959.50 m，并維持該水位不變。

3.2 水庫調(diào)度權(quán)限、執(zhí)行部門

水庫防洪調(diào)度嚴(yán)格按水利廳批復(fù)的《烏魯瓦提水利樞紐工程防洪度汛計(jì)劃》的要求執(zhí)行，由烏魯瓦提建管局防洪領(lǐng)導(dǎo)小組具體負(fù)責(zé)實(shí)施。因喀拉喀什河沒有洪水中長期預(yù)報(bào)，不具備洪水預(yù)泄條件。下泄流量小于500 m3/s時(shí)，由水管處申請并履行審批手續(xù)后，建管局領(lǐng)導(dǎo)下達(dá)調(diào)度指令。下泄流量大于500 m3/s小于890 m3/s時(shí)，由水管處申請并履行審批手續(xù)后，建管局領(lǐng)導(dǎo)下達(dá)調(diào)度指令。下泄流量大于890 m3/s時(shí)，由水管處申請并履行審批手續(xù)后，經(jīng)建管局領(lǐng)導(dǎo)請示上級(jí)防汛指揮部后下達(dá)調(diào)度指令。建管局調(diào)度執(zhí)行部門：水利工程管理處

4 搶險(xiǎn)措施

4.1 工程應(yīng)急搶險(xiǎn)原則

根據(jù)烏魯瓦提水利樞紐工程設(shè)計(jì)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及自然地理情況，確定烏魯瓦提水利樞紐工程的搶險(xiǎn)原則是“以防為主，防重于搶”。

4.2 塌坑險(xiǎn)情的搶險(xiǎn)措施

在保證泄水建筑物泄水安全的前提下，以最快速度將庫水位降至塌坑危險(xiǎn)的水位以下，同時(shí)將迅速組織人員、機(jī)械、車輛就近取沙土將塌坑填補(bǔ)，有條件的情況下還要夯實(shí)，使其壩體總體受力均勻，保證工程應(yīng)急安全運(yùn)行，待水位降至安全水位后，再對塌坑及由此引起的其它險(xiǎn)情作全面處理，保證工程安全。當(dāng)塌坑蔓延破壞的趨勢逐漸加大，并得不到有效控制，有可能導(dǎo)致潰壩時(shí)，要及時(shí)通知相關(guān)部門做好人員疏散工作。

4.3 滑坡險(xiǎn)情的搶險(xiǎn)措施

及時(shí)疏散、撤離處于滑坡危及范圍內(nèi)的人員設(shè)施，估算滑坡體的體積和危險(xiǎn)程度，在保證工程安全的前提下加大下泄流量，將水位降至滑坡體滑入庫中后的安全水位，防止滑坡體入庫后涌浪漫壩。如果滑坡體一旦阻塞河道，形成新壩時(shí)，立即采用爆破、開挖等方式進(jìn)行疏導(dǎo)，保證河道流水暢通，對仍處于活動(dòng)的滑坡及時(shí)組織專家踏勘，進(jìn)行除險(xiǎn)處理。對超出人力處理范圍的大面積、大體積滑坡，我局將通知下游相關(guān)部門迅速組織人員撤離至安全地帶。

4.4 裂縫險(xiǎn)情的搶險(xiǎn)措施

大壩面板產(chǎn)生裂縫時(shí)，首先要開啟泄洪通道，迅速將水位下降至安全區(qū)域，同時(shí)還要對產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行表面封堵處理，盡量讓水不滲進(jìn)裂縫，避免壩體飽和產(chǎn)生潰壩。當(dāng)水位降至安全水位后，再對面板裂縫作全面處理。

4.5 泄洪時(shí)溢洪道、泄洪排沙洞、沖沙洞閘門故障危急搶險(xiǎn)措施

根據(jù)閘門運(yùn)行管理規(guī)程，閘門故障可分為：(1)失去動(dòng)力電源：發(fā)生此類故障時(shí)，緊急啟動(dòng)備用電源，確保電源電壓、電流、相序等參數(shù)符合要求。(2)電氣控制回路故障：由專業(yè)技術(shù)人員查明故障原因，及時(shí)修理或更換。(3)機(jī)械傳動(dòng)部位故障：由專業(yè)技術(shù)人員查明故障原因，及時(shí)進(jìn)行處理或更換。

4.6 超標(biāo)準(zhǔn)洪水應(yīng)急搶險(xiǎn)措施

若發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，必須采取以下應(yīng)急措施：(1)加強(qiáng)對大壩的巡視檢查。(2)利用泄水建筑物泄洪，以降低庫水位。(3)采取臨時(shí)應(yīng)急措施加高壩頂。

5 結(jié)語

總之，通過對烏魯瓦提水利樞紐工程防洪搶險(xiǎn)進(jìn)行研究，為各級(jí)防汛指揮機(jī)構(gòu)實(shí)施指揮決策和防洪調(diào)度、搶險(xiǎn)救災(zāi)提供科學(xué)依據(jù),增強(qiáng)防汛工作的針對性和預(yù)見性,保證防汛指揮系統(tǒng)科學(xué)化、規(guī)范化。

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TV61

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1004-1184(2016)06-0113-02

2016-08-15

龐文革(1967-)，男，甘肅天水人，工程師，主要從事水利水電專業(yè)方面工作。