海城市苇子沟水库除险加固工程分析

2014-09-05 05:50吴国新
黑龙江水利科技 2014年12期
关键词:苇子水洞库容

吴国新

(辽宁省沈阳市康平县水土保持工作站,沈阳 110500)

海城市苇子沟水库除险加固工程分析

吴国新

(辽宁省沈阳市康平县水土保持工作站,沈阳 110500)

苇子沟水库位于海城市南部距市内32 km之远的山区,英落镇苇子沟村的前沟口。该水库属于大清河支流,工程规模属于小(1)型水库,主要由拦河大坝、输水洞、开敞式溢洪道组成。水库工程存在老化等诸多病害隐患,为病险水库,不能满足水库工程安全运行。水库一旦溃坝,下游人民财产将受到严重破坏,后果不堪设想。因此对水库进行除险加固迫在眉睫。

水库;病险;除险加固;计算;分析

1 水库工程概况

苇子沟水库位于海城市南部距市内32 km之远的山区,英落镇苇子沟村的前沟口。水库主要由拦河大坝、输水洞、开敞式溢洪道组成。坝型为黏土心墙,坝顶高程22.45 m,坝顶宽3.5 m,上游坝坡坡比为1∶2.8,下游坝坡坡比为1∶2.7,大坝长290 m。输水洞为坝下埋钢筋混凝土方形洞,洞径为0.7 m×1.2 m,洞长48 m,进口高程13.8 m。输水洞进口处设平板闸门,出口处也设闸阀直径0.6 m,输水洞最大泄量为6.4 m3/s。溢洪道堰顶高程19.17 m,净宽18 m,溢洪道最大泄量为70 m3/s。

2 必要性

2.1 主要问题

该水库工程存在老化等诸多病害隐患。经过对大坝现场进行检查发现以下问题:①在水库上游山上有青山怀镁矿,山坡多为杂草,少有松树,植被情况较差,水土流失较重;②大坝迎水坡护坡石已有局部变形,损坏严重,背水坡草皮已不全,覆盖不良好。排水棱体破损严重。坝脚不远处有渗水出现。防浪墙局部破损,防浪墙上的照明灯已全部坏损;③溢洪道浆砌石挡墙失稳,底板剥蚀严重。溢洪道下游陡坡面上具有多处水出溢点,溢洪道地基具有较严重的渗漏问题[1];④输水洞闸门、启闭机丢失,进水塔顶棚漏雨,出口闸阀漏水,两侧挡墙及消力池破损[2]。

2.2 安全鉴定结论

根据水库大坝安全鉴定评价结论,苇子沟水库属三类坝,为病险水库,不能满足水库工程安全运行。鉴于苇子沟水库存在诸多严重的问题,并且经鉴定为病险水库,必须进行除险加固处理。

2.3 除险加固的必要性

苇子沟水库于1958年开工建设,1960年建成并投入使用。水库当时的设计标准是50 a一遇,校核标准是500 a一遇,主要功能是以灌溉为主,结合防洪、养殖等综合利用的水库。坝址下有石咀、前英、金屯、松树共4个村子,也是英落镇的平原,土地灌溉地址共达333.3 hm2。水库存在的险情直接威胁下游人民生命财产安全,水库一旦溃坝,下游人民财产将受到严重破坏,后果不堪设想[3]。水库除险加固后,灌溉面积可达333.3 hm2,其中水田33.3 hm2。

3 水库规模确定

3.1 洪水标准

苇子沟水库总库容为90.04 万 m3,其库容量<100 万 m3,因此苇子沟水库属小(2)型水库,主要建筑物为5级,根据《防洪标准》(GB50201—94)当山区、丘陵区的水库枢纽工程挡水建筑物的挡水高度低于15 m,上下游水头差<10 m时,其防洪标准可按平原区、滨海区的规定确定。本次设计校核洪水标准采用规范规定的下限20 a一遇,水库设计洪水标准采用10 a一遇,设计洪峰流量84 m3/s,校核洪峰流量113 m3/s。

3.2 特征水位确定

水库虽然存在一定量淤积,但在输水洞进口处由于经常放水,不存在淤积现象,因此根据水库具体情况,正常蓄水位、防洪限制水位和死水位均维持原设计,即正常蓄水位和防洪限制水位仍采用19.17 m,相应库容47.5 万 m3,死水位为13.8 m,相应库容4 万 m3。

4 洪水调节计算

4.1 基本资料

本次依据2006年水库安全鉴定阶段实测的1∶2 000库区地形图与1∶10 000地形图分别复核水库的水位与库容关系曲线,复核结果与2006年安全鉴定相差不大,因此,仍然采用安全鉴定成果,水位库容关系曲线详细情况见表1与图1。

表1 苇子沟水库水位~库容关系曲线表

图1苇子沟水库水位~库容关系曲线图

4.2 水库调度

水库采用自由泄洪方式,当水位超过19.17 m时自由泄流。输水洞不参加洪水的调节。苇子沟水库溢洪道水位~泄量关系曲线详细情况见表2与图2。

表2 苇子沟水库溢洪道水位~泄流量关系曲线表

图2苇子沟水库溢洪道水位~泄流量关系曲线表

4.3 洪水调节计算成果

调洪计算方法采用单辅助曲线法,计算公式为:

(1)

式中:Q1、Q2为计算时段初、末入库流量;q1、q2为计算时段初、末溢洪道下泄流量;V1、V2为计算时段初、末的库容;△t计算时段。通过绘制辅助曲线q~φ,求出水库最高库水位。调洪计算成果见表3。

表3 苇子沟水库洪水调节计算成果

按本次洪水调节计算成果,苇子沟水库10 a一遇设计洪水位20.42 m,相应库容74.4×104m3,最大泄量37.4 m3/s;20 a一遇校核洪水位20.76 m,相应库容81.88×104m3,最大泄量53.3 m3/s。

[1]李文君,张文友,常峪口.水库除险加固工程设计[J].水科学与工程技术,2010(04):33-34.

[2]李浩.莫家沟水库除险加固工程设计[J].中国科技信息,2011(13):45-46.

[3]郭文斗.般若院水库除险加固工程设计[J].河北水利,2007(06):40-41.

1007-7596(2014)12-0169-02

2014-07-26

吴国新(1972-),男,辽宁沈阳人,工程师,研究方向为防汛、抗旱、水土保持、水资源、移民、监理等。

TV697.3

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