摘要:通過(guò)對(duì)千河流域馮家山水庫(kù)主體工程抗洪能力在除險(xiǎn)加固前后對(duì)比介紹,闡述了馮家山水庫(kù)防汛工作的極端重要性,發(fā)表了今后加強(qiáng)防汛工作的幾點(diǎn)見(jiàn)解,值得相關(guān)水庫(kù)防汛參考。
關(guān)鍵詞:馮家山水庫(kù);防汛;淺談
馮家山水庫(kù)位于千河下游寶雞市陳倉(cāng)區(qū)、鳳翔縣、千陽(yáng)縣交界處,是關(guān)中最大的以農(nóng)業(yè)灌溉、城市生活、工業(yè)供水為主,兼作防洪保安,發(fā)電養(yǎng)殖及向外灌區(qū)供水等綜合利用的大(Ⅱ)型水利工程。水庫(kù)于1970年開(kāi)工建設(shè),1974年蓄水灌溉,1982年竣工驗(yàn)收交付使用。灌溉寶雞市陳倉(cāng)區(qū)、金臺(tái)區(qū)、鳳翔、岐山、扶風(fēng)、眉縣及乾縣、永壽等2區(qū)6縣9,07萬(wàn)hm2農(nóng)田。30年來(lái),累計(jì)向灌區(qū)供水3.7億m3,向城市供水7143萬(wàn)m3,工業(yè)供水5 019萬(wàn)m3,灌溉農(nóng)田177萬(wàn)hm2,增產(chǎn)糧食39.8億kg,增創(chuàng)社會(huì)效益62.5億元,平均每年為下游渭河錯(cuò)峰2.3億m3,防洪效益4.2億元。水庫(kù)已成為寶雞市重要的水源地,被譽(yù)為“西府明珠”,灌區(qū)被譽(yù)為“寶雞第二糧倉(cāng)”。
1、流域自然概況
馮家山水庫(kù)位于千河下游,控制流域面積3 232 km2,占全流域93%,多年平均徑流量為4.85億m3,多年平均流量15.4m3/s,流域地形西北高,東南低,海拔在500~2500 m之間,屬暖溫帶氣候,冬季干旱少雨雪,夏季炎熱多雨水。多年平均氣溫10.8℃,極端最高氣溫40.4℃,極端最低氣溫-19.9℃,多年平均降水量為630mm;流域降水主要在7―9月份,占全年的53.5%,多年平均蒸發(fā)量為1152mm,水庫(kù)屬不完全多年調(diào)節(jié)。
2、馮家山水庫(kù)基本情況
水庫(kù)樞紐由堤河大壩、輸水洞、泄洪洞、溢洪洞、非常溢洪道,壩后電站等工程組成,各建筑物地震設(shè)防裂度采用8度。
大壩為碾壓式均質(zhì)土壩,原設(shè)計(jì)高73 m,壩頂高程714m,壩頂長(zhǎng)282 m,壩頂寬7 m(水庫(kù)除險(xiǎn)加固后,壩高75 m,壩頂高程716 m,壩頂長(zhǎng)300 m,壩頂寬10 m)。
泄洪洞位于土壩右岸,為壓力洞,洞徑5.6 m,洞長(zhǎng)445.8m,設(shè)計(jì)最大泄洪流量575 m3/s。
溢洪洞位于大壩左岸。為明流洞,洞身采用城門(mén)洞型,斷面尺寸為7.2 m×10.7 m,洞長(zhǎng)922.2 m,設(shè)計(jì)最大泄流量為1140 m3/s。
非常溢洪道位于大壩右側(cè),距右壩頭500 m,為梯形斷面,底寬10 m,堰寬40 m,全長(zhǎng)469 m,最大泄洪流量512 m3/s。
壩后電站分為兩級(jí)、一級(jí)電站位于輸水洞出口處,發(fā)電尾水仍泄水渠道后向二級(jí)電站輸水,可以進(jìn)行二次利用。一級(jí)電站原設(shè)計(jì)安裝三臺(tái)機(jī)組,目前,安裝兩臺(tái),單機(jī)容量1 250kW,單機(jī)設(shè)計(jì)出水量7.5m3/s。二級(jí)電站位于一級(jí)電站下游河床內(nèi),利用一級(jí)電站發(fā)電后的棄水進(jìn)行發(fā)電,發(fā)電尾水棄入河道,二級(jí)電站安裝機(jī)組一臺(tái),容量2 000 kW,出水量5.13m3/s。
水庫(kù)設(shè)計(jì)正常蓄水位712 m,近期正常蓄水位710 m,死水位688.5 m,汛限水位707 m。水庫(kù)原設(shè)計(jì)按百年一遇洪水設(shè)計(jì),洪峰流量3 400 m3/s,設(shè)計(jì)洪水位708.5 m,千年一遇洪水校核,校核洪峰流量7 200 m,校核洪水位712.7 m,兩千年一遇洪水保壩,洪峰流量8 260 m3/s,最高洪水位713.9m,總庫(kù)容3.89億m3,有效庫(kù)容2.86億m3,有效養(yǎng)殖水面0.1萬(wàn)hm2。水庫(kù)除險(xiǎn)加固后,按百年一遇洪水設(shè)計(jì),洪峰流量3 550 m3/s,設(shè)計(jì)洪水位708.80 m,500年一遇洪水校核,校核洪峰流量8 860 m3/s,校核洪水位714.83 m。
3、水庫(kù)運(yùn)行管理情況及存在的問(wèn)題
3.1水庫(kù)運(yùn)行管理情況
自1974年3月下閘蓄水后,水庫(kù)蓄水大致可分為兩個(gè)階段。第一階段為低水位運(yùn)行期,第二階段為正常運(yùn)行期。
1974年3月至1979年為低水位運(yùn)行期。當(dāng)時(shí)面臨土壩剛剛建成,溢洪洞工程正在施工,加上灌區(qū)用水量少,城市生活工業(yè)供水還未實(shí)施。壩后電站未建成,水庫(kù)運(yùn)行一般控制在691.0~703.0 m之間。1975年10月汛期庫(kù)水最高達(dá)到706.13 m,因遇秋雨連綿,水庫(kù)降至最低水位684.9 m(1975年11月1日)平均每天降落0.96 m,是水庫(kù)運(yùn)行期間削落深度(21.21 m)最大的。
1980―2003年為正常蓄水運(yùn)行期,水位達(dá)到近期正常蓄水位710 m共5次。710 m左右高水位一次持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)25天。連續(xù)3年半水年(1988―1990年)水庫(kù)水位在705 m以上運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)2年零4個(gè)月之久。
水庫(kù)運(yùn)行30 a(1974―2003年)中,統(tǒng)計(jì)泄洪年為28 a,累計(jì)泄洪天數(shù)430 d、175次,最大泄洪流量552 m3/s(1989年7月6日)。根據(jù)多年來(lái)水庫(kù)洪水調(diào)度運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),汛限水位采用兩頭高,中間低的運(yùn)行方式,即每年6月汛限水位為708~707 m;7―9月汛限水位控制在707 m,10月份為707~710m;汛期超過(guò)汛限水位時(shí)開(kāi)始泄洪,泄量大小以維持汛限水位為原則,先開(kāi)啟右岸泄洪洞,后開(kāi)啟溢洪洞,遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水,庫(kù)水位超過(guò)校核洪水位712.7 m時(shí),爆破非常溢洪道子堰暢泄,確保大壩安全。
3.2存在的問(wèn)題
根據(jù)現(xiàn)有工程規(guī)范,結(jié)合水庫(kù)多年來(lái)的運(yùn)行情況,馮家山水庫(kù)主體工程在防御特大洪水方面存在以下主要問(wèn)題。
3.2.1防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低水庫(kù)目前的防洪標(biāo)準(zhǔn)為:設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)100 a,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1 000 a,保壩洪水為2 000 a。按《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GBS0201-94)規(guī)定,設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為500~100a,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為5 000~2 000 a。
3.2.2大壩壩頂寬度不足,壩坡不穩(wěn)按《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SDJ218―84)的規(guī)定,大壩壩頂最小寬度應(yīng)選取10~15 m。1998年經(jīng)省水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院對(duì)大壩進(jìn)行穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算后表明,在地震烈度為八度的情況下,大壩壩坡不穩(wěn)。
3.2.3泄洪建筑物泄量不夠馮家山水庫(kù)泄洪洞和溢洪洞僅滿(mǎn)足千年一遇洪水的泄洪流量。由于防洪標(biāo)準(zhǔn)的提高,現(xiàn)有泄洪建筑物泄量不能滿(mǎn)足要求。
3.2.4泄洪建筑物工程質(zhì)量差非常溢洪道由于基礎(chǔ)差,襯砌標(biāo)準(zhǔn)不足,出口排泄不暢等原因,不能正常使用。
3.2.5壩體滲流及壩右岸繞滲嚴(yán)重經(jīng)實(shí)測(cè),壩區(qū)總滲流量最大為251 L/s,從浸潤(rùn)線實(shí)測(cè)資料看,浸潤(rùn)線形狀較緩,位置偏高并有逐年抬高的趨勢(shì)。與同期庫(kù)水位相比抬高3~14m。從1992年以來(lái),通過(guò)電測(cè)、鉆孔和國(guó)家地震局地殼應(yīng)力研究所采用高度法、電陰法、超聲波等方法對(duì)大壩進(jìn)行全面探測(cè),結(jié)果表明壩體,內(nèi)有兩處明顯的滲漏通道和兩處基巖破碎帶及“軟塑區(qū)”存在,壩體質(zhì)量不容忽視。
3.2.6電力設(shè)施不完善 電氣設(shè)施雖有10 kW、35 kW兩路供電,但沒(méi)有備用電源。在非常緊急的情況下,應(yīng)付意外情況的能力有限。
4、除險(xiǎn)加固情況
從2002年開(kāi)始,在黃河水利委員會(huì)、陜西省計(jì)委、寶雞市政府的大力支持下,水庫(kù)爭(zhēng)取到中央及省市奉賠資金共計(jì)8 800多萬(wàn)元,對(duì)馮家山水庫(kù)主體工程進(jìn)行全面加固處理,其項(xiàng)目是:
①壩體加高培厚及下游排水;②壩體加固及兩壩肩防滲灌漿;③大壩下游清淤整治及防洪堤砌護(hù);④右岸泄洪洞加固處理;⑤輸水洞和溢洪洞進(jìn)口閘房改建及閘門(mén)和啟閉機(jī)設(shè)施更新,壩區(qū)道路改建;⑥非常溢洪道進(jìn)口加固,10 kW和35kW輸電線路改建,樞紐管理處設(shè)施改建;⑦壩區(qū)環(huán)境整治;⑧專(zhuān)用防汛道路改建;⑨洪水調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)(五個(gè)子系統(tǒng)分項(xiàng));⑩泥沙跟蹤系統(tǒng)建設(shè)等。目前全部工程已接近完成,今后馮家山水庫(kù)的防汛基礎(chǔ)設(shè)施將完善,水庫(kù)保安系統(tǒng)進(jìn)一步提高。
5、幾點(diǎn)見(jiàn)解
(1)必須樹(shù)立科學(xué)發(fā)展觀,將高科技手段運(yùn)用于水庫(kù)防汛工作。鄧小平同志曾經(jīng)論斷,科技是第一生產(chǎn)力,馮家山水庫(kù)防汛工作的實(shí)踐充分證明了這一點(diǎn)。自建庫(kù)運(yùn)行30 a來(lái),在原設(shè)計(jì)水平低,大壩主體質(zhì)量存在問(wèn)題,檢測(cè)手段相對(duì)滯后的情況下,只能在低水位運(yùn)行,上游來(lái)水稍有變化就開(kāi)啟閘門(mén)泄洪。據(jù)統(tǒng)計(jì)水庫(kù)運(yùn)行30 a間,泄洪年就達(dá)28 a,而最大泄洪量只達(dá)到552 m3/s。隨著水資源越來(lái)越缺乏,靠過(guò)去那種落后的設(shè)施,水的最大利用率就很難發(fā)揮出來(lái),只有用現(xiàn)代化的設(shè)施武裝起來(lái),依靠現(xiàn)代科技手段實(shí)現(xiàn)自動(dòng)觀測(cè),跟蹤計(jì)算。才能達(dá)到科學(xué)凋度,泄蓄有度,最大限度的發(fā)揮水庫(kù)效能,最有效地消峰減洪,保證大壩安全無(wú)事。目前,馮家山水庫(kù)經(jīng)過(guò)大壩加固以后,校核洪水位就能抬高0.87 m。
(2)必須加強(qiáng)宣傳,讓寶雞乃至全省人民關(guān)心馮家山水庫(kù)大壩安危。馮家山水庫(kù)安全度汛,事關(guān)寶雞市經(jīng)濟(jì)發(fā)展,社會(huì)穩(wěn)定及千河下游虢鎮(zhèn)以上600 km2內(nèi)人民生命財(cái)產(chǎn),必須引起社會(huì)各界廣泛關(guān)注,特別是可能淹沒(méi)區(qū)人民的高度重視。就象寶雞市市長(zhǎng)在馮家山防汛工作會(huì)上講的,馮家山水庫(kù)是寶雞人最大的一個(gè)寶貝蛋蛋,寶貝蛋蛋的背后是一個(gè)責(zé)任最大的火蛋蛋,只有全體人民在汛期經(jīng)常想到自己的頭上頂著一個(gè)火蛋蛋,才能做到常備不懈,一旦有事,搶險(xiǎn)快,撤離快,損失少。
(3)必須以人為本,努力培養(yǎng)造就既能掌握現(xiàn)代科技本領(lǐng),又熱愛(ài)關(guān)心防汛事業(yè)并具有高度責(zé)任感的專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍,武裝再先進(jìn),最終還是要靠人來(lái)掌握,以往汛期出事的教訓(xùn)有一大部分原因是人員素質(zhì)低,設(shè)施滯后,聯(lián)絡(luò)方面出了問(wèn)題。馮家山水庫(kù)全體職工,特別是防汛系統(tǒng)的職工,都要進(jìn)行專(zhuān)業(yè)培訓(xùn),做到傳遞信息準(zhǔn)確無(wú)誤,防汛值班堅(jiān)守崗位,工作過(guò)細(xì),責(zé)任心強(qiáng),只有這樣才能不失誤。
(4)必須加強(qiáng)協(xié)調(diào)。一旦出現(xiàn)汛情,各聯(lián)防單位反應(yīng)靈敏,聯(lián)絡(luò)快捷,決策果斷。保證打好聯(lián)防總體戰(zhàn)。馮家山水庫(kù)聯(lián)防指揮部辦公室設(shè)在馮家山水庫(kù)管理局和大壩樞紐管理處,馮家山水庫(kù)管理局承擔(dān)著重大的責(zé)任,一切信息的收集整理分析報(bào)告到執(zhí)行上級(jí)下達(dá)的泄洪指令,每一個(gè)環(huán)節(jié)都不能出問(wèn)題。整個(gè)千河流域區(qū)各縣同樣有著重大的責(zé)任,特別是水庫(kù)上游千、隴兩縣,要及時(shí)準(zhǔn)確傳遞當(dāng)?shù)赜昵、水情,做到及時(shí)快捷準(zhǔn)確。
(5)必須嚴(yán)格紀(jì)律,堅(jiān)決落實(shí)防汛工作責(zé)任制。水庫(kù)防汛不同于其它工作,它具有特殊的意義,防汛工作者肩負(fù)特殊的使命,在每年的汛期,必須嚴(yán)格落實(shí)防汛工作責(zé)任制,和行政首長(zhǎng)負(fù)責(zé)制,堅(jiān)決克服麻痹大意或滿(mǎn)不在乎的思想,要立足于防大汛,抗大洪,牢記人民安危和國(guó)家的利益,堅(jiān)決做到一般洪水安全過(guò),較大洪水能抵御,特大洪水不淹人,給寶雞人民交份滿(mǎn)意的答卷。