三灣水利樞紐工程下閘蓄水方案探析

焉嵐（丹東水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院大禹監(jiān)理公司遼寧丹東118000）

三灣水利樞紐工程下閘蓄水方案探析

焉嵐
（丹東水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院大禹監(jiān)理公司遼寧丹東118000）

本文結(jié)合三灣水利樞紐工程特性針對(duì)由于移民搬遷滯后推遲至汛末下閘的問(wèn)題，對(duì)下閘蓄水方案進(jìn)行了分析研究，認(rèn)為啟用一次蓄水分三階段完成實(shí)現(xiàn)2015年年底水庫(kù)蓄水達(dá)到20.5m，完成蓄水發(fā)電的目標(biāo)，以期為類似工程提供借鑒。

三灣水利樞紐；蓄水方案；研究

1　工程位置

三灣水利樞紐位于愛(ài)河干流下游，是愛(ài)河流域規(guī)劃中的重要樞紐工程。該水利樞紐為大Ⅱ型，壩址在丹東市振安區(qū)九連城鎮(zhèn)廟嶺村，距丹東市25km，控制流域面積5869km2。

2　工程建設(shè)內(nèi)容

三灣水利樞紐及輸水工程是以城市供水為主，兼顧發(fā)電，是為丹東市供水提供安全保障的大型綜合利用水利工程，工程由水庫(kù)樞紐工程、輸水工程和凈水廠工程三部分組成。主要承擔(dān)向丹東市供水的任務(wù)，水庫(kù)最大庫(kù)容為1.54億m3，水庫(kù)建成后2025年向丹東市年供水2.05億m3。三灣水利樞紐及輸水工程等別為Ⅱ等，工程規(guī)模為大Ⅱ型。水庫(kù)樞紐工程主要建筑物：擋水壩段、取水壩段、泄洪閘、魚道壩段、電站廠房。

樞紐主壩壩型為常態(tài)混凝土重力壩，壩長(zhǎng)547.57m，壩頂高程27.64m，最大壩高25.14m，水庫(kù)死水位15.6m，汛期限制水位為20.5m，正常蓄水位為20.5m，樞紐由擋水壩段、取水壩段、泄洪閘、魚道壩段組成。

3　蓄水要求

三灣水利樞紐及輸水工程共征占用各地類總面積為1432.3878hm2，其中耕地495.2182hm2，林地165.0737hm2，其它地類為772.0959hm2。三灣工程林地使用手續(xù)已獲得國(guó)家林業(yè)局和國(guó)土資源部的批復(fù)。根據(jù)初步設(shè)計(jì)批復(fù)文件，三灣工程總搬遷安置708戶，2486人。其中庫(kù)區(qū)淹沒(méi)影響搬遷641戶，2245人（淹沒(méi)線下198戶，707人）；因工程占地需要?jiǎng)舆w67戶，241人（其中壩區(qū)動(dòng)遷27戶，95人；管線13戶，36人；凈水廠27戶，110人）。三灣工程動(dòng)遷房屋總面積59722.29m2。批復(fù)移民投資資金6.67億元。

庫(kù)區(qū)淹沒(méi)線下移民安置總完成率超過(guò)74%。

三灣水利樞紐擋水建筑物已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)高程，庫(kù)區(qū)內(nèi)正常蓄水位以下建筑工程全部完成，具備下閘蓄水條件，下閘蓄水前應(yīng)完成以下工作：

（1）庫(kù)區(qū)正常蓄水位以下移民動(dòng)遷結(jié)束，庫(kù)區(qū)清理完畢，庫(kù)底清理需滿足規(guī)定和庫(kù)底清理要求，三灣工程庫(kù)底清理范圍：

a）衛(wèi)生清理范圍為居民遷移線以下的區(qū)域；

b）一般建（構(gòu)）筑物清理范圍為居民遷移線以下的區(qū)域及塌岸地段、滑坡地區(qū)；

c）林木清理范圍為正常蓄水位20.5米以下的區(qū)域。三灣工程水電開(kāi)發(fā)有限公司受三灣工程建設(shè)管理局委托實(shí)施三灣工程庫(kù)底清理工作，按照實(shí)際工作需要，根據(jù)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)完成征地工作任務(wù)的時(shí)間來(lái)分別安排各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的清理工作時(shí)段，確保汛前圓滿完成庫(kù)底清理工作。

（2）向大壩上下游當(dāng)?shù)卣▓?bào)下閘蓄水計(jì)劃，并由當(dāng)?shù)卣虍?dāng)?shù)鼐用癜l(fā)布下閘蓄水公告，在庫(kù)區(qū)內(nèi)無(wú)人看管過(guò)河道口樹立警示牌，避免發(fā)生意外事件。

（3）觀測(cè)設(shè)備安裝完畢，并通過(guò)相應(yīng)的驗(yàn)收。按設(shè)計(jì)要求對(duì)已完成的觀測(cè)設(shè)備進(jìn)行初始讀數(shù)，為水庫(kù)安全觀測(cè)提供基礎(chǔ)資料，主要包括：三向測(cè)縫計(jì)、三向應(yīng)變計(jì)、溫度計(jì)、大壩位移計(jì)、繞壩滲流計(jì)、揚(yáng)壓力計(jì)觀測(cè)讀數(shù)。

（4）閘門、啟閉機(jī)、攔污柵、控制設(shè)備、配電、照明安裝調(diào)試完畢；完成通信系統(tǒng)的安裝和調(diào)試并有相應(yīng)的質(zhì)量檢測(cè)資料和處理結(jié)果。無(wú)水條件下閘門啟閉運(yùn)行正常，啟閉機(jī)平臺(tái)上的雜物清理完畢。

（5）泄洪閘壩基開(kāi)挖與地基處理完畢，泄洪閘混凝土已澆筑至閘墩頂高程27.64m，交通橋、工作橋、門機(jī)軌道和弧形工作閘門等已安裝調(diào)試完成，壩頂啟閉機(jī)房完成。所有過(guò)水建筑物已按設(shè)計(jì)要求完成，并具備正常運(yùn)行條件。

（6）電站壩段壩基開(kāi)挖與地基處理完畢，電站上游擋水部分混凝土澆筑至壩頂高程27.64m，電站廠房已經(jīng)封頂。電站進(jìn)出口門閘門及啟閉機(jī)安裝調(diào)試完畢，能夠保證電站廠房?jī)?nèi)機(jī)電安裝。電站進(jìn)口攔砂坎混凝土澆筑完畢。廠房檢修，滲漏排水系統(tǒng)安裝調(diào)試完畢，并可以正常運(yùn)行。

（7）魚道壩段和上、下游魚道的基礎(chǔ)開(kāi)挖、填筑和地基處理完畢，魚道壩段混凝土澆筑至壩段高程27.64m，上、下游魚道混凝土工程、魚道壩段及魚道出口閘門、啟閉機(jī)、啟閉機(jī)室已經(jīng)完成。

（8）尾水閘門已安裝完成，并處于全關(guān)位置。

（9）所有運(yùn)行設(shè)備的電源要絕對(duì)可靠，保證可隨時(shí)投入運(yùn)行

擋水建筑物已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)高程，庫(kù)區(qū)內(nèi)正常蓄水位以下建筑工程全部完成，并通過(guò)相應(yīng)的驗(yàn)收；閘門、啟閉機(jī)安裝調(diào)試完畢，觀測(cè)設(shè)備安裝完畢，庫(kù)區(qū)正常蓄水位以下移民動(dòng)遷結(jié)束，庫(kù)區(qū)清理完畢，并通過(guò)驗(yàn)收，蓄水觀測(cè)記錄準(zhǔn)備完畢，具備下閘蓄水條件。

4　蓄水原則和方式的確定

表1-1　初期蓄水計(jì)算表（P=50%）（典型年1956～1957）單位：萬(wàn)m3

4.1蓄水原則

三灣水利樞紐主壩基礎(chǔ)地質(zhì)條件較為復(fù)雜，初期蓄水原則需充分考慮壩基、壩體應(yīng)力及變形適應(yīng)、安全情況，并考慮到施工進(jìn)度和水庫(kù)移民安置進(jìn)度等制約因素，應(yīng)為確保大壩防洪、蓄水安全的前提下，盡快加速初期蓄水發(fā)電的進(jìn)程，發(fā)揮工程效益、并減少對(duì)下游工農(nóng)業(yè)用水、環(huán)境用水和其他工程的負(fù)面影響。

4.2蓄水方式

根據(jù)三灣水利樞紐首次蓄水的實(shí)際，特制定“一次蓄水分三階段逐步完成的蓄水”方案。

為保證蓄水過(guò)程的安全，在下閘蓄水前，按設(shè)計(jì)要求對(duì)已完成的觀測(cè)設(shè)備進(jìn)行初始讀數(shù)，為水庫(kù)安全觀測(cè)提供基礎(chǔ)資料，同時(shí)要向大壩上下游當(dāng)?shù)卣▓?bào)下閘蓄水計(jì)劃，并由當(dāng)?shù)卣虍?dāng)?shù)鼐用癜l(fā)布下閘蓄水公告，在庫(kù)區(qū)內(nèi)無(wú)人看管過(guò)河道口樹立警示牌，避免發(fā)生意外事件。

初步擬定蓄水過(guò)程分三個(gè)階段：

第一階段從自然河道水位蓄到15.6m（水庫(kù)死水位），開(kāi)啟閘門維持水庫(kù)水位不變，并依次調(diào)試各孔弧形閘門，觀察此高程水頭情況下的弧形閘門啟閉和滲漏情況，觀察一周，檢查閘門、壩體及各擋水建筑物有無(wú)異常，并讀取觀測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)檢查無(wú)誤，關(guān)閉弧形閘門繼續(xù)蓄水。

第二階段從15.6m蓄到18m。開(kāi)啟閘門維持水庫(kù)水位不變，并依次調(diào)試各孔弧形閘門，觀察此高程水頭情況下的弧形閘門啟閉和滲漏情況，觀察一周，檢查閘門、壩體及各擋水建筑物有無(wú)異常，并讀取觀測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)檢查無(wú)誤，關(guān)閉弧形閘門繼續(xù)蓄水。

第三階段從18m蓄到20.5m。開(kāi)啟閘門維持水庫(kù)水位不變，并依次調(diào)試各孔弧形閘門，觀察此高程水頭情況下的弧形閘門啟閉和滲漏情況，觀察一周，檢查閘門、壩體及各擋水建筑物有無(wú)異常，并讀取觀測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)檢查無(wú)誤，關(guān)閉弧形閘門繼續(xù)蓄水。確定蓄水完成。

以上各階段中如有異常，將暫停蓄水，并對(duì)已蓄水位按照分階段的高程要求降階段保持水位，對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析處理，相關(guān)問(wèn)題得到妥善處理后，繼續(xù)蓄水直到蓄水完成。由于愛(ài)河徑流量較大，工程蓄水初期將按照運(yùn)行方案進(jìn)行調(diào)度運(yùn)用，保持正常蓄水位，需要隨時(shí)調(diào)整弧門開(kāi)度，維持正常蓄水位不變。

蓄水期天然來(lái)水量選擇P=50%和75%兩種水平年進(jìn)行蓄水計(jì)算，典型年選擇（1956～1957）年作為平水年，（1991～1992）年作為枯水年。

計(jì)算結(jié)果見(jiàn)1-1表和1-2表。

經(jīng)對(duì)平、枯兩種來(lái)水頻率條件進(jìn)行水庫(kù)充蓄分析計(jì)算，當(dāng)遇到頻率P=50%的來(lái)水條件，下閘蓄水后水庫(kù)在一旬之內(nèi)即可蓄滿達(dá)到正常蓄水位20.5m；當(dāng)遇到頻率P=75%的來(lái)水條件，下閘蓄水后水庫(kù)在四旬之內(nèi)也可蓄滿達(dá)到正常蓄水位20.5m。

通過(guò)不同頻率來(lái)水條件情況下的水庫(kù)充蓄分析計(jì)算成果可以看出，三灣水庫(kù)初期蓄水較快，基本在四旬之內(nèi)就可以完成蓄水過(guò)程。主要原因在于三灣水庫(kù)所在的愛(ài)河流域水資源量豐沛，即便是9月下旬的來(lái)水量也在2000萬(wàn)m3左右，而三灣水庫(kù)的正常蓄水位相應(yīng)庫(kù)容只有5372萬(wàn)m3，基本上四旬之內(nèi)即可蓄滿。

1-2表　初期蓄水計(jì)算表（P=75%）（典型年1991～1992）單位：萬(wàn)m3

5　蓄水方案結(jié)論

此方案在分階段蓄水過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的異?，F(xiàn)象能夠有效快速的排查隱患，對(duì)庫(kù)區(qū)內(nèi)的隱患排查爭(zhēng)取了時(shí)間，同時(shí)準(zhǔn)確記錄弧形閘門、壩體及擋水建筑物等觀測(cè)數(shù)據(jù)，大大的提高了蓄水方案的安全性、穩(wěn)定性，能夠?qū)崟r(shí)發(fā)現(xiàn)存在的細(xì)小問(wèn)題，及時(shí)提供補(bǔ)救或整改措施，確?；⌒伍l門、壩體及各擋水建筑物的安全性及穩(wěn)定性。穩(wěn)步實(shí)現(xiàn)年底蓄水發(fā)電總目標(biāo)。陜西水利

（責(zé)任編輯：唐紅云）

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