蓋州市和美水庫降等處理程序與管理研究

孟麗麗 曹泰彰

（營口市水利勘測建筑設計院 遼寧營口 115000）

蓋州市和美水庫降等處理程序與管理研究

孟麗麗 曹泰彰

（營口市水利勘測建筑設計院 遼寧營口 115000）

本文通過對蓋州市和美水庫工程現狀、防洪標準復核及大壩安全評價方面進行調查與研究，根據水庫實際情況，以國家及省部級文件為依據，對和美水庫實施降等處理，并對降等后的水庫進行局部修復，以方塘的規模對其進行維護管理，減輕防汛工作中的負擔。

防洪標準 安全評價 降等 實施方案

引言

蓋州市和美水庫于1977年竣工投入運行，受當時技術條件的限制，水庫興建過程中無任何地質資料和施工資料，導致水庫工程質量差、防洪標準低、配套設施不全、水庫不能發揮原有設計效益等一系列問題。因此，根據和美水庫實際情況及詳細調查與研究，對水庫做出相應的處理。

1 和美水庫資料

1.1 工程概況

和美水庫位于蓋州市高屯鎮和美村，是一座以防洪、灌溉等綜合利用的小（2）型水庫。設計灌溉面積為600畝，無養殖效益，保護下游1個村300人及250畝農田度汛安全。

水庫原始設計防洪標準是30年一遇設計，300年一遇校核；水庫設計洪水位為114.17m，相應庫容16.66萬m3；校核洪水位115.04m，相應庫容19.01萬m3。水庫樞紐工程主要由大壩、溢洪道、輸水洞組成。

水庫大壩為均質土壩，現狀壩頂平均寬5.47m、最大壩高16.63m；大壩迎水坡坡比1:3.04，塊石護坡；背水坡坡比1:2.48，天然草皮護坡；大壩壩頂長99m。

溢洪道位于大壩的左端，堰型為開敞式寬頂堰。進口凈寬7.66m，翼墻高度2.35m。在遭遇2012年8.04大洪水后，溢洪道進口及陡槽段底板受到不同程度的坍塌，塌陷坑最深達2.0m；溢洪道現狀底板破壞嚴重；兩側翼墻也多處坍塌，形成了很多缺口。

輸水洞位于大壩的右側，輸水洞為壩下埋鑄鐵涵管，直徑0.4m，出口設有閘門及啟閉機室，現狀輸水洞閘門運行正常，但輸水洞下游無灌溉渠道。

1.2 防洪標準復核

1.2.1 工程等級及洪水標準20

和美水庫工程規模屬于小（2）型水庫，水庫現狀工程等級為Ⅴ等，主要建筑物級別為5級。根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000)規定，水庫復核設計洪水標準應為20年一遇，校核洪水標準應為200年一遇。

1.2.2 設計暴雨、洪水計算復核

和美水庫所在河流洪水由暴雨造成，洪水與暴雨相應；該地區年暴雨主要發生在7、8月份；暴雨一般持續1-2天，大部分集中在一天之內，一次洪水總量多集中在24小時內。

庫區流域面積1.0km2，河長1.4km，河道平均比降為77.9‰ ，水庫壩址處無水文觀測資料，故水庫為無資料地區，按《遼寧省中小河流（無資料地區）設計暴雨洪水計算方法》，所在地屬于Ⅳ水文分區，分別由各時段暴雨均值等值線圖和暴雨變差系數等值線圖查得各時段暴雨的均值和變差系數Cv，Cs=3.5Cv進行各頻率設計暴雨計算。計算成果見表1～表3。

表1 設計暴雨成果表

表2 設計洪水成果表

表3 各頻率設計洪水過程線成果表

表4 和美水庫調洪計算參數成果表

表5 復核前后各種特征水位及相應庫容對比表

1.2.3 水庫洪水調節計算

水庫溢洪道被淘刷沖毀，設計修復后溢洪道堰頂高程為110.5m，水庫重新進行洪水調節計算。因無閘門控制，汛期來水超堰頂時全斷面泄洪，輸水洞不參與調洪演算。因所求設計洪水過程線形狀系數rp<0.05，則采用以設計洪峰流量QP為最大流量、按式W調p=0.67W24P+0.12QP*τ計算出的W調p為洪水總量，洪水歷時為T=5.56W調p/QP的簡化三角形過程線。用計算出不同頻率參與調洪的洪量W調p（104m3）代入簡化公式：

進行調洪計算。調洪結果見表4。

1.2.4 洪水調節成果對比

原設計和美水庫防洪標準為30年一遇設計，300年一遇校核。2013年7月遼寧省江河水利水電新技術設計研究院編制完成了《營口市和美水庫庫容曲線測算及特征值復核報告》，按照小（2）型水庫20年一遇設計，200年一遇校核的洪水標準，堰頂高程為112.5m進行了調洪復核計算。本院復核按照20年一遇設計，200年一遇校核的洪水標準，堰頂高程為110.5m進行了調洪復核計算，計算成果對比見表5。

2 大壩安全評價

2.1 大壩安全評價

壩頂平均寬度5.47m，壩面凸凹不平，兩側長有雜草，壩的背水坡凸凹不平。壩坡坑洼不平長滿了野草和灌木叢，樹木粗大，數量多。大壩的壩頂高程滿足校核洪水位的要求。復核為B級。

2.2 溢洪道安全評價

開敞式溢洪道進口處的底板破壞嚴重，局部坍塌，很不平整。兩側翼墻多處毀壞，底板襯砌嚴重沖刷，翼墻高度不滿足水庫泄洪要求，復核為C級。

2.3 輸水洞安全評價

輸水洞閘門運轉正常，但啟閉機室非常雜亂，施工未完成，屋內堆滿雜物；嚴重影響閘門啟閉。下游基本屬于無渠段。復核為B級。

2.4 壩頂高程復核

根據《碾壓式土石壩設計規范》（SL274-2001）及水庫運用方式，壩頂高程為各種運用條件水庫靜水位與壩頂超高之和，取其最大值：

計算公式：Y=RP+e+A

式中：Y—壩頂超高，m；

RP—最大波浪在壩坡上爬高，m；

e —最大風壅水面高度，m；

A—安全加高，m；

土石壩壩頂高程計算結果見表6。

表6 壩頂高程復核計算成果表

由表6可以看出，計算壩頂高程應為113.55m，實測現狀壩頂高程為116.63m，大于計算壩頂高程，滿足規范要求。

3 降等論證

3.1 降等依據

根據《水庫降等與報廢管理辦法》（試行），以及《遼寧省小型水庫降等與報廢管理辦法實施細則》(試行)，對水庫規模減小或者功能萎縮，將原設計等別降低一個或者一個以上等別運行管理，以保證工程安全和發揮相應效益。

3.2 工程降等條件與結論

（1） 由于和美水庫溢洪道地質條件相對較差，水毀后水庫溢洪道堰頂高程為110.5m，低于原設計堰頂高程。

按溢洪道堰頂高程110.5m重新對水庫規模進行復核，最大庫容為9.57萬m3，已達不到小（2）型水庫的等別規定；若恢復水庫原規模總概算投資約為206萬元，由于和美水庫并無潛在經濟效益，恢復原等別經濟上不合理。以上條件符合《遼寧省小型水庫降等與報廢管理辦法實施細則》（試行）第七條第一款規定。

（2）和美水庫原設計灌溉面積為600畝，建庫以來，水庫一直只承擔和美村250畝旱田耕地的灌溉任務，其余350畝耕地均采用地下井灌，因此水庫并未發揮其原有設計效益，功能萎縮；水面尚未開發利用，無養殖等潛在經濟效益。

根據《遼寧省地方標準—行業用水定額》（DB21 / T1237-2003），旱田用水定額為150m3/畝，耕地灌溉用水總量為3.75萬m3，降等后水庫的興利庫容為4.89萬m3，完全能滿足250畝耕地的灌溉要求；因此和美水庫降等后并不影響其現有功能。降等后和美水庫實際為蓄水方塘。

綜上所述，對和美水庫進行降等處理。

4 降等實施方案

4.1 工程修復設計

和美水庫降等后溢洪道堰頂高程恢復至110.5m，堰頂下游接陡坡段，坡度i=0.02，結束至高程108.7m；新建陡坡段全長為90m。原低于108.7m高程段保持不變，并對鑿除的底板及倒塌翼墻進行清理。溢洪道底板襯砌漿砌石300mm厚，下設150mm厚礫石墊層；溢洪道底板兩側新建漿砌石擋土墻，右側擋土墻上部采用生態格網進行護坡，坡比為1：2.5。

對于庫岸，由于庫水位降低，原在水下的庫岸外露，相關部門做好清淤工作，并結合景觀進行綠化，盡可能采用生態的施工工藝，為和美村提供良好的生活環境。

4.2 維護管理

和美水庫降等為方塘后，需要對其進行維護管理：

（1）在保護范圍內禁止爆破、打井、采石等危害大壩安全的一切活動；

（2）大壩壩頂高程以下庫區均屬水域保護范圍，禁止在庫區內排放污染物，大力推廣使用有機肥和無毒低殘留農藥，推進面源污染防治，保護方塘的良好水質；

（3）對方塘建立健全防汛組織，保證工程正常安全運行；

（4）方塘及周邊區域設立防護設施和警示標志。

5 結語

根據《遼寧省小型水庫降等與報廢管理辦法實施細則》(試行)，對符合條件的小型水庫做出相應的降等處理，不僅能保護下游居民的生產、生活安全，也為管理部門減輕了防汛工作的負擔，為維護人與自然的和諧發展做出貢獻。

1. 傅瓊華，楊正華. 淺談水庫的降等與報廢管理[J]. 江西水利科技，2005.增刊

2. 《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2000）[S]，中國水利水電出版社.

3. 《 碾壓式土石壩設計規范》（SL274-2001）[S]，中國水利水電出版社

10.3969/j.issn.1672-2469.2014.11.021

TV62

B

1672-2469（2014）11-0064-03

20作者簡介：孟麗麗（1983年—），女，工程師。