豐滿三期擴建永慶反調節水庫浸沒再評價

楊 偉，謝福志

（中水東北勘測設計研究有限責任公司地質處，吉林 長春130021）

豐滿三期擴建永慶反調節水庫，正常蓄水位192.20 m，當時基于豐滿水電站裝機1 002.5 MW，每日調峰2次，最大工作容量700 MW時，相應流量為1 400 m3/s左右的前提下確定的，并進行了水庫區浸沒調查。豐滿水電站全面治理（重建）工程擬裝機1 480 MW，按照平衡結果夏季工作容量1 077 MW，相應發電流量為2 198 m3/s，永慶反調節水庫相應水位為193.07 m，高于水庫正常蓄水位0.87 m。因而可能對庫區左岸耕地造成新的浸沒影響，但鑒于該水位隨著豐滿發電日調峰過程的變化而變化，在豐滿水庫調峰運行期間，永慶反調節水庫在滿足下游用水要求的前提下，水位日變化較大，高水位的持續時間較短，對永慶反調節水庫庫區造成的浸沒影響。較正常情況下有所不同，因此有必要針對永慶反調節水庫進行浸沒再評價。

1 浸沒區地質概況

永慶反調節水庫浸沒區主要分布于左岸壩址上游約700 m范圍內，漫灘寬度一般250～330 m，灘面高程一般192.6～194.1 m。大部分地段漫灘上部由淤泥質壤土組成，下部為砂卵石層，地下水位位于砂卵石層內，雍水后上升至淤泥質壤土內，基巖面基本呈水平狀。

2 原浸沒評價

按設計蓄水位192.2 m，土的毛細管上升高度1.61 m，植物根生長深度0.50 m進行地下水雍高計算，地面高程在194.4～195.3 m之間的高漫灘基本將被浸沒。雍水后地下水位高程192.31～193.15 m，浸沒線高程194.42～195.26 m，預計浸沒區長度約2.7 km，寬度一般150～300 m，面積約 45×104m2。

3 浸沒再評價

采用浸潤線數模計算方法進行計算，建立Geostudio軟件的SEEP/W模塊，在永慶反調節水庫死水位條件下進行模擬的基礎上，對水庫水位日內變化條件下不同時刻的滲流進行計算，研究浸潤線變化分布規律。

3.1 計算模型的邊界條件

選取底面為不透水邊界；右側邊界以花崗巖為不透水邊界；砂礫石底面以上死水位至193.2 m高程水位之間為蓄水高度隨時間變化的變水頭邊界，即水位高度是時間的函數；左邊界部分由底部至初始地下水位線之間為定水頭邊界，水頭高度為初始地下水位高度，該面初始地下水位線以上至坡頂為不透水邊界。

3.2 計算方法

以裝機容量1 480 MW方案的夏季豐水期的永慶反調節水庫壩前水位日變化情況為基礎，擬定庫水位變化模擬計算模型，第一步假定庫水位為死水位，且滲流場達到穩定狀態，對該狀態進行穩態滲流分析，其結果作為滲流場瞬態分析的基礎；第二步計算水位，由死水位升至193.2 m高程過程中的瞬態滲流場；第三步計算193.2 m高程水位，保持一段時間條件下滲流場的變化情況；第四步計算水位，由193.2 m高程降至死水位過程中的瞬態滲流場；第五步計算水位，由死水位升至192.9 m高程過程中的瞬態滲流場；第六步計算水位，由192.9 m高程降至死水位過程中的瞬態滲流場。

3.3 調峰天數對浸潤線影響分析

不同調峰天數浸潤線分布對比如圖1所示；不同調峰時間浸潤線上移趨勢分布如圖2所示。

圖1 不同調峰天數浸潤線分布對比

圖2 不同調峰時間浸潤線上移趨勢分布

由圖1和圖2可以看出，調峰第二天浸潤線較第一天平均上移18.83 cm；調峰第三天浸潤線較第二天平均上移5.94 cm；調峰第四天浸潤線較第三天平均上移6.58 cm；調峰第五天浸潤線較第四天平均上移3.62 cm；調峰第六天浸潤線較第五天平均上移2.11 cm；調峰第七天浸潤線較第六天平均上移1.85 cm，隨著調峰時間的推移，浸潤線變化越來越小，第七天滲流場基本趨于穩定。

根據研究成果，依據第七天浸潤線包絡線繪制最外層浸潤線，再考慮淤泥質壤土毛細上升高度1.61 m，將繪制的最外層浸潤線上移，以上移的浸潤線與坡面的交點為浸沒邊界確定浸沒范圍。據此確定的1 480 MW方案的計算浸沒范圍。

計算的1 480 MW方案浸沒范圍，較原1 080 MW裝機方案劃定的浸沒范圍水平向減小約13.08 m，垂直向減小0.18 m，單寬面積減小13.08 m2。亦即豐滿水電站1 480 MW裝機方案并未擴大原永慶反調節水庫浸沒范圍。

4 結論

豐滿水電站1 480 MW裝機方案雖下泄的發電流量較大，導致永慶反調節水庫回水水位較正常蓄水位高，但其調峰發電水位日變化較大，高水位持續時間較短，不會對永慶反調節水庫產生新的浸沒影響。