莫家溝水庫除險加固的必要性和洪水調節計算

李浩

撫順市水利勘測設計研究院，遼寧撫順113000

莫家溝水庫除險加固的必要性和洪水調節計算

李浩

撫順市水利勘測設計研究院，遼寧撫順113000

在描述水庫概況、新賓縣社會經濟現狀和莫家溝水庫工程現狀的基礎上，說明了水庫除險加固的必要性，對水庫死水位和防洪限制水位進行了復核，并完成了水庫洪水調節計算

水庫除險加固；洪水調節計算

reservoir reinforcement; floods adjustment calculation

1 水庫概況

莫家溝水庫位于蘇子河支流二道河子上。壩址位于新賓滿族自治縣新賓城郊鄉后倉村東北2.5km，壩址以上集水面積7.5km2，河道長度4.86km，河道平均比降23.4‰，水文分區屬Ⅲ3。

莫家溝水庫于1991年10月開工，由吉林省通化市第一建筑公司施工，1992年竣工。業務主管部門為縣水務局。竣工后未成立水庫管理所，為便于水庫管理，由城郊鄉水利管理站直接管理，隸屬城郊鄉政府。

莫家溝水庫是以灌溉為主，兼顧防洪、水產養殖等綜合利用的小（1）型水利樞紐工程。樞紐等別為四等工程，原校核標準采用500年一遇洪水標準，相應水位65.46m，相應庫容128.73萬m3；設計標準采用30年一遇洪水標準，相應水位64.76m，相應庫容114.80萬m3；正常蓄水位63.10m，相應庫容84. 60萬m3；汛限水位63.10m，相應庫容84. 60萬m3；死水位54.30m，相應庫容4.50萬m3。

2 水庫除險加固的必要性

2.1 新賓縣社會經濟現狀

新賓縣位于遼寧省東部山區，位于長白山龍崗山的余脈延伸部分。地處東經124°15′~125°27′26″，北緯41°14′~41°58′50″，東與吉林省通化縣、柳河縣相接，西與撫順縣毗鄰，北與清原縣接壤，南與本本溪、桓仁縣相連。

新賓境內東西長100km，南北寬83公里，境內總面積4287.38平方公里，轄15個鄉鎮、14個國有林場、180個行政村。到2005年末全縣總人口30.6萬人（男15.6萬人，女15.0萬人），共95871戶，其中農業人口2 1.9 8萬人；全縣總耕地面積3. 99ha，其中水田1.08 ha，旱田2.91 ha；農業總產值10.06萬元，其中農業4.97萬元，林業1.01萬元，牧業1.87萬元，漁業2.13萬元，服務業0.065萬元。農村居民家庭總經營收入5109元/人，純農業收入2487元/人，主要糧食作物有水稻、玉米、大豆；經濟作物有果樹、蔬菜等；土特產品有榛子、木耳、山野菜等。隨著市場經濟的發展，農村產業結構的調整，新賓縣農業已由傳統型農業向經濟型農業轉變，并已經形成一定規模。

新賓縣交通發達，其中有：省級公路307公里共4條，縣級公路共348km，16條，鄉級公路511公里共66條。為全縣的經濟發展提供了有利的條件。其他如電話、移動通信、有線電視、郵電、教育、衛生等也有很大發展。

2.2 莫家溝水庫工程現狀

2.2.1 大壩工程現狀

大壩壩型為黏土心墻壩，壩長242.00m，壩頂高程為66.02～66.55m，壩頂寬3.5m，壩頂道路為土路。大壩上游現狀坡比1：2. 50、1：3.0，下游現狀坡比1：2.25、1：2.50，黏土心墻尺寸由1992年資料圖紙查得，最大底寬6.00m，上寬2.00m，頂高程64.45m。

2.2.2 溢洪道工程現狀

溢洪道位于右壩端，為開敞式正槽溢洪道，由進口段、堰體段、泄槽段及尾水渠段組成。

進口段底高程為62.35m，底寬10m；溢流堰為折線型實用堰，堰頂高程為63.10m，堰體段邊墻為重力式漿砌石擋土墻，墻頂高程66.54m，墻頂寬0.6m。泄槽陡坡段長42.75m，寬10m，底坡i=0.026，泄槽邊墻為重力式漿砌石擋土墻，墻高1.7～2.2m。溢洪道底板為0.2m厚鋼筋混凝土結構，無消能設施。

2.2.3 輸水洞工程現狀

輸水洞設在大壩左側山體內，輸水洞全長為164.00m，輸水洞尺寸為1.2×1.8m ，進口底高程54.30m，出口底高程53.00 m。

2.2.4 莫家溝水庫樞紐工程現狀存在的問題

2007年2月，由遼寧省水利水電工程質量檢測中心對莫家溝水庫樞紐建筑物進行全面的安全和質量檢測，2007年5月，新賓滿族自治縣水務局和新賓滿族自治縣水利勘測設計室完成了《莫家溝水安全分析綜合評價報告》。經分析，現有樞紐工程現狀存在的主要問題是：

（1）大壩工程存在問題

①上游壩坡為塊石護坡，由于水位變動及風浪淘刷，塊石護坡凹凸不平，在正常蓄水位以上常有塊石翻起，墊層被淘空，個別護坡塊石風化嚴重。

②下游壩坡為碎石護坡，薄厚不均，局部露土，造成壩坡石沖刷產生水土流失。下游無上壩臺階，不方便日后的運行管理。

③大壩無防浪墻。

（2） 溢洪道工程存在的問題

①溢流道兩側未設截水墻，當發生洪水時，水從溢洪道兩側繞滲，嚴重威脅溢洪道。

②經過多年使用溢洪道陡槽兩側邊墻、底板有多處裂縫，嚴重漏水，表面混凝土部分脫落，已達不到防洪抗沖要求，嚴重威脅著泄洪安全。

③溢洪道無消能設施。

④溢洪道右側山體，風化嚴重，常有石塊脫落至溢洪道內，如汛期發生大面積山體滑坡，堵塞泄槽，造成無法正常泄洪，威脅大壩安全。

（3）輸水洞工程存在的問題

①輸水洞出口消力池為漿砌石結構，經過多年運行，破損嚴重，兩側邊墻已經倒塌。

②輸水洞啟閉設備已十分老化，不能正常使用。

2.3 工程除險加固的必要性

莫家溝水庫于1992年竣工后，至今樞紐工程已經運行16年，主要建筑物存在安全隱患，水庫處于十分危險的運行狀態，水庫下游有后倉、前倉、黃旗、秋木4個村，下游灌溉水田面積3900畝。水庫一旦失事將關系到水庫下游所有人民的生命財產安全，水庫下游的縣級公路也將受到威脅。所以，盡快實施莫家溝水庫除險加固工程是十分迫切和必要的。

3 水庫死水位的復核

水庫的死水位確定主要考慮水庫泥沙淤積要求和養魚衛生要求確定，水庫的原設計死水位為54.30m。

莫家溝水庫壩址處年平均懸移質年輸沙模數為100 t/km2，年平均輸沙量為0.075× 104 t/年,推移質按懸移質的20%計，水庫的設計淤積年限為20年，泥沙容重取1.3t/m3,則水庫淤積量為1.38萬m3。

由水位－庫容曲線查得相應水位為52. 94m。水庫運行多年，上游植被較好，故水庫泥沙淤積少，經分析比較，考慮水庫泥沙淤積、下游農業用水要求和養魚衛生要求，水庫死水位仍維持54.30m不變，相應庫容為4.50萬m3，相應水面面積為1.95萬m2。

4 水庫洪水調節計算

4.1 防洪限制水位復核

莫家溝水庫溢洪道無閘門控制，因此溢流堰頂高程即為防洪限制水位。本次設計對原運用方式不做變動，防洪限制水位仍采用堰頂高程63.10m不變。

4.2 水庫的防洪調度方式

莫家溝水庫溢洪道無閘門控制，故防洪限制水位即為溢流堰定高程63.10m，起調水位即為防洪限制水位。

4.3 各頻率設計洪水調節成果

根據莫家溝水庫防洪調度運行方式，對樞紐各頻率設計洪水進行調節計算。樞紐設計洪水調節計算見表1。

表1 莫家溝水庫樞紐洪水調節計算成果表

本次除險加固設計，三百年校核洪水位66.05m。比原五百年校核洪水位高0.59m。三十年設計洪水位65.12m，比原三十年設計高0.36m。

Necessity of Mo Jia Gou Reservoir reinforcement and Floods Adjustment Calculation

Li Hao
Water Resource Investigation and Design Institute of Fushun City, Fushun 113000, Liaoning, china

Based on describing the reservoir situation, xin bin county social and economic situation, and mo jia gou reservoir project with the status quo,this paper explained the necessity of the reservoir reinforcement, reviewed the reservoir flood limit water level and dead water level, and completed of the reservoir flood regulation calculation.

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.14.017