馬樓水庫除險加固總體方案比選

【摘要】根據調洪演算的結果，馬樓水庫按現有壩高和基本保持泄洪閘現有泄洪能力的情況下，在正常或非常運用情況下，水庫50年一遇設計洪水位為57.40m，200年一遇校核洪水位為58.17m，均高于水庫主壩現狀允許最高靜庫水位，因此防洪安全不能滿足要求。文章就馬樓水庫除險加固工程擬采用的4種除險加固方案按泄洪閘建設規模、泄洪閘工程位置等方面進行比選，從中選出最優方案，為類似工程提供參考。

【關鍵詞】水庫；除險加固；方案比選

0、項目概況

馬樓水庫位于河南省商丘市虞城縣賈寨鎮東北部約6km的黃河故道上，地理位置在東經115°45′～115°49′，北緯34°33′～34°35′之間，是一座以灌溉、防洪、養殖等綜合利用的中型水利樞紐。水庫控制流域面積1155km2（其中鄭閣水庫以下區間面積570km2），興利水位55.00m，興利庫容1100萬m3，水庫死水位51.50m，死庫容為30萬m3。水庫原設計洪水為20年一遇，校核洪水為50年一遇。

多年來水庫一直帶病運行，主壩、副壩、泄洪閘均存在著不同的安全隱患，同時馬樓水庫又是商丘市引黃的重要調蓄工程，由于種種原因，水庫未能達到正常使用要求，且一直處于低水位運行狀態，有效庫容未得到利用。2010年12月經商丘市水利局鑒定、2011年5月經水利部大壩安全管理中心核查，水庫安全鑒定為三類壩，屬病險水庫，急需進行除險加固，徹底解決水庫的安全隱患。

1、擬定方案

按保持現有壩高不變的情況下，通過不同孔徑的調洪演算，泄洪閘閘孔凈寬增加到64m后，50年一遇設計洪水位為56.20m，200年一遇校核洪水位為56.79m，能滿足《防洪標準》要求；按基本保持泄洪閘現有規模（閘孔總凈寬40m）的情況下，通過調洪演算，50年一遇設計洪水位為57.40m，200年一遇校核洪水位為58.17m，主壩壩頂高程由58.50m增加至59.50m，能滿足《防洪標準》要求。現擬采用四種除險加固方案進行比選，按泄洪閘建設規模、泄洪閘工程位置等方面比選，從中選出最優方案。

1.1 方案一

在原閘址基本按原有規模拆除重建泄洪閘，重建泄洪閘閘孔凈寬總40m，主壩壩頂高程增加至59.50m，同時封堵主壩水毀缺口。

1.2 方案二

在主壩樁號0+750位置基本按原有規模重建泄洪閘，重建泄洪閘閘孔總凈寬40m，主壩壩頂高程增加至59.50 m，同時封堵主壩水毀缺口。

1.3 方案三

保持現有主、副壩壩高不變，在原閘址擴大重建泄洪閘規模，重建泄洪閘閘孔總凈寬64m，同時封堵主壩水毀缺口。

1.4 方案四

保持現有主、副壩壩高不變，在主壩樁號0+750位置擴大重建泄洪閘規模，重建泄洪閘閘孔總凈寬64m，同時封堵主壩水毀缺口。

2、投資比較

根據以上四種方案計算主要工程量，工程量相同部分不考慮，對不同方案進行投資比較。先按泄洪閘規模相同，工程位置不同即方案一和方案二、方案三和方案四進行投資比較，各選出一個較優方案，結果見表1、2；再根據以上所選兩個方案，即方案二和方案四進行投資比較，見表3。

3、4種方案的優缺點

3.1 按泄洪閘原規模不變，工程位置比較

3.1.1 方案一，在原址重建泄洪閘

優點：工程挖填土方量及砼量相對較小，工程投資相對較小。缺點：水庫最高洪水位58.17m，現有主壩壩頂高程需增加1m，淹沒范圍增加，且溢洪道在山東境內，距管理所較遠，由河南管理有諸多不便。

3.1.2 方案二，在主壩樁號0+750位置重建泄洪閘

優點：溢洪道在河南虞城境內，距管理所較近，便于管理。缺點：水庫最高洪水位58.17m，現有主壩壩頂高程需增加1m，淹沒范圍增加，且工程挖填土方量及砼量較大，工程投資相對偏大，較方案一偏大70.65萬元。

3.1.3 比較結論

泄洪閘按原規模修建，水庫最高洪水位58.17m，現有主壩壩頂高程需增加1m，淹沒范圍增加。經比較，雖然溢洪道在河南境內投資有所增加，但相差不大，應虞城縣水務局要求并結合河南省虞城縣政府與山東單縣政府簽署的相關協議，從工程管理方面考慮，方案二相對較合理一些。

3.2 按擴大泄洪閘規模，工程位置比較

3.2.1 方案三，在原址重建并擴大泄洪閘規模

優點：水庫最高洪水位56.79m，現有主壩壩頂高程滿足要求；工程挖填土方量及砼量相對較小，工程投資相對較小。缺點：溢洪道在山東境內，距管理所較遠，電力線路相對較長，由河南管理有諸多不便。

3.2.2 方案四，在主壩樁號0+750位置重建并擴大泄洪閘規模

優點：水庫最高洪水位56.79m，現有主壩壩頂高程滿足要求；溢洪道在河南虞城境內，距管理所較近，便于管理。缺點：工程挖填土方量及砼量較大，工程投資相對偏大，較方案三偏大124.24萬元。

3.2.3 比較結論

擴大泄洪閘規模，水庫最高洪水位56.79m，現有主壩壩頂高程滿足要求，不增加水庫淹沒范圍。經比較，雖然溢洪道在河南境內投資有所增加，但相差不大，從工程管理方面考慮，方案四相對較合理一些。

3.3 對方案二和方案四即在主壩0+750位置建泄洪閘，對不同規模泄洪閘進行比較

3.3.1 方案二，按原規模重建泄洪閘

優點：泄洪閘投資少，現有泄洪閘不擴寬。缺點：水庫最高洪水位58.17m，現有主壩壩頂高程需增加1m，淹沒范圍增加；馬樓水庫為平原型水庫，大壩需與兩岸地形自然連接，形成封閉庫區，增加主壩壩頂高程，勢必增加險工段土方工程量，否則洪水期將會淹沒原有庫區兩岸鄉村，給當地群眾帶來生命及財產損失；增加壩頂高程，增加了大壩安全隱患，而黃河故道灘地高于堤外地面8 ～10m，一旦失事，后果不堪設想；方案二投資較方案四偏大742.80萬元，庫區淹沒給當地群眾帶來的生命及財產損失無法估計。

3.3.2 方案四，按擴大規模重建泄洪閘

優點：水庫最高洪水位56.79m，現有主壩壩頂高程滿足要求；工程投資較小，水庫除險加固后不影響兩岸群眾的生活及生產，洪水期不增加淹沒損失。缺點：泄洪閘投資大，管理工作增加，泄洪閘需擴寬。

4、結論

建設項目設計方案應在滿足設計功能和采用合理先進技術的條件下，盡可能降低投入，除考慮一次性建設投資的比選，還應考慮項目運營過程中的費用比選， 根據以上各方案比較及綜合分析庫區周邊各因素關系，從工程安全、工程投資及管理等多方面綜合系統分析，本次水庫除險加固工程采用方案四。

參考文獻：

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作者簡介：張國海（1982-），男（漢族），河南安陽人，工程師，碩士，目前主要從事水利工程管理及設計。