黨河水庫運行管理和病險問題探討

宋 軍，朱思宇，田翠麗

(1.甘肅省敦煌市水務局，甘肅 敦煌 736200；2.江蘇省南京水利科學研究院，南京 210000；3.甘肅省敦煌市黨河水庫管理所，甘肅 敦煌 736200)

黨河水庫運行管理和病險問題探討

宋 軍1，朱思宇2，田翠麗3

(1.甘肅省敦煌市水務局，甘肅 敦煌 736200；2.江蘇省南京水利科學研究院，南京 210000；3.甘肅省敦煌市黨河水庫管理所，甘肅 敦煌 736200)

水庫有效的運行管理以及對存在的病險問題及時處理，有助于水庫長期穩(wěn)定的發(fā)展。文章以甘肅省黨河水庫為例，通過介紹黨河水庫的概況、運行情況、以及存在的病險問題，提出處理措施及對策。水庫運行管理工作需非常受到重視，安全管理工作尤其重要,必須盡可能結合工程措施和非工程措施,做好水庫病險期間的安全管理工作,確保水庫安全運行。

水庫；病險；管理；大壩

1 大壩運行管理情況

1.1 大壩安全管理機構設置

黨河水庫隸屬敦煌市水務局，自收自支水管事業(yè)單位，副科級編制，定編25人。當前在職職工 23 人，退休 17 人?？萍夘I導職數3名，其中副科級3名；專業(yè)技術人員共 10名，其中中級職稱 6 名，初級職稱4名。長期外調3人(其中工程技術人員 3 名)，實際在崗18人，實際一線工程技術人員6名。從現有人員組成和年齡結構上看，存在老齡化趨勢嚴重，工程技術人員和機電操作人員缺乏的問題，需要及時補充新鮮血液，確保黨河水庫運行管理安全。

1.2 防汛搶險應急預案

1.2.1 汛情及抗洪搶險措施

水庫管理單位做好一切抗洪搶險準備工作，通訊設施完好暢通，備用電源試運行良好，泄洪設施設備啟動靈活，防汛物資儲備充足。敦煌市防汛指揮部組織300人的保壩搶險民兵隊伍，水庫處于非常狀態(tài)時，能夠及時上壩搶險，搶險力量不足時可申請部隊參與。保持輸水洞暢通，配合排沙洞及溢洪道泄洪，未經上級批準，任何人不得隨意關閉輸水洞平板閘門。水庫管理人員嚴格堅守工作崗位，加強水情觀測，密切監(jiān)視工程設施運行情況，及時與上游肅北、阿克塞取得聯系，掌握雨情、水情信息，認真分析，及時傳遞。若遇超標洪水發(fā)生，水庫大壩處于危險狀態(tài)，又與外界失去聯系，由現場防汛領導人負責制定方案，采取緊急措施以保大壩安全[1]。

工程險情

1)當壩體出現異常滲漏時：采取“上截、下排”的方法。在壩后設導滲溝，溝內設濾水體，在滲水出露的適當范圍內，先鋪設濾料墊層，然后填石料或土料蓋壓。當查明上游滲水部位時采用拋黏土的方法封堵滲漏入口。

2)當壩體產生滑坡時：采取上部減載，下部壓重的方法，即首先在滑 動體下部用砂石料、土袋等壓重固腳，防止險情惡化。

3)當壩體出現漏洞、管涌時：還是采取“上截、下排”方法，并根據實際情況迅速降低庫水位，當危及壩體安全時要迅速打開溢洪道和排沙泄洪洞，迅速降低庫水位，防止?jié)蝃3]。

4)迎水坡水下部分壩面發(fā)生沉陷、空洞時：采取拋塊石、石籠、土袋的方法進行臨時加固處理。

5)啟閉機故障由黨河水庫管理所排除，非技術故障請示敦煌市防汛抗旱辦處理。

6)泄流建筑物故障由現場抗洪搶險領導小組組織搶險隊伍處理。

2 水庫病險問題及建議

水庫雖然經過2003年的除險加固及后期的工程維修，但是除險加固初步設計階段因工程投資額的限定，設計深度不夠，有些存在問題的工程未曾考慮周全，還留有尾巴，少部分工程隱患未能得到徹底的根除。除險加固主體工程結束后10a多的運行中，曾經歷了2007年、2011年、2012年和2015年4次較大洪水考驗，最高洪水位達1430.91m，最大泄量180m3/s，樞紐工程未發(fā)生重大險情，但未加固過的工程隱患，依然影響著水庫汛期防汛調度運行，主要工程項目有：

2.1 溢洪道存在問題及建議

黨河水庫溢洪道中心線位于2號副壩0+215m處，原溢洪道是一座自潰式溢流堰擋水土堤，堰頂高程1428m，低于黨河水庫最高蓄水位1431.1m，嚴重影響水庫安全蓄水，特別是水庫在冬春季長時間高水位運行中出現了堤后大面積滲水的危險情況，經甘肅省水電設計院專家現場勘測，報上級主管部門批準，于1998年到1999年對溢洪道進行了改建?，F溢洪道為凈寬2m×8m，閘門高度5.2m，堰頂高程1427m的閘門控制式溢流堰。堰后自由消能段底部未作澆筑處理，巖石外露，高低不平，庫水位達到1426m左右時就會在石頭縫隙中出現滲流，庫水位繼續(xù)上升時堰后八字墻和連接的渠道漿砌石護坡上會陸續(xù)出現滲水點，同時在溢洪道上游兩側發(fā)現壩坡、防浪墻和壩頂路面有塌陷、裂縫和錯位的現象，采用紅土跟蹤法觀測分析，是原溢洪道溢流堰側墻與水庫大壩心墻接觸面未處理好，在改建時僅做了簡易的混凝土防滲墻，沒有徹底解決接觸面的滲水問題，滲流通道依然存在。因該段位于整個大壩的最右端，與山體相連，壩體較低，目前尚未發(fā)生不安全事故，但始終是個隱患[3]。建議對現溢洪道兩側閘墩與壩體心墻接觸面進行防滲處理，消除安全隱患。

溢洪道尾水渠泄洪水流切割砂礫石層后垂直沖向黨河河道，正好與前洞口泄水渠泄洪水流、排沙洞泄洪水流相碰撞，溢洪道切割砂礫石層帶來的大量沙石瞬間就會在3處水流交匯處形成淤堵壩，導致前洞口泄水渠水流倒灌，直接威脅前洞口總干渠首樞紐工程、一號涵洞和黨河電站安全嚴重影響行洪河道正常排洪[4]。除險加固工程對溢洪道尾水渠做了改道和延伸護砌處理，但不徹底，未能完全解決這一隱患。建議對溢洪道尾水渠繼續(xù)做改道和關鍵段護砌處理。

2.2 水庫大壩存在問題及建議

水庫大壩為瀝青混凝土心墻砂礫土石壩，全長818m、主壩頂寬7.0m、副壩頂寬5.0m，壩頂高程為1432.3m、最大壩高56.8m,防浪墻高程1433.5m、墻高1.2m。2003年除險加固工程對主壩迎水坡左右兩側壩體，即輸水發(fā)電洞進口和排沙泄洪洞進口處壩體進行了加寬加厚處理，在輸水洞進口段右側做了高檔墻，向前延伸了排沙泄洪洞進口，消除了這兩段壩坡坡比不穩(wěn)定的安全隱患。但在壩體加寬加厚和原壩面砌石拆除過程中，對壩體原有穩(wěn)定產生影響，在重新砌筑壩坡時又有重型施工車輛在壩頂通過，對壩體穩(wěn)定夜造成一定影響。2004年底除險加固工程主體完工后水庫開始正常高水位運行，大壩安全監(jiān)測數據發(fā)生了突變，經過1a的調蓄運行后，大壩安全監(jiān)測數據變化重新趨于穩(wěn)定。2016年5月在水庫長期高水位運行的情況下，壩體表面出現了防浪墻和安全護欄前傾，后壩坡頂部同步前傾的細微變化，安全監(jiān)測數據也出現了波動，對大壩的安全影響難以作出判斷，在此次安全鑒定中希望能夠得到專家的分析判定，同時提出處理方案和運行管理方面的意見建議[5]。

2.3 排沙泄洪洞所在的獨立山體存在問題及建議

排沙泄洪洞所在的獨立山體巖石裂隙較多，弧形工作閘門豎井四壁混凝土表面長期有水滲出，隨著庫水位上升越來越大，甚至形成孔流，設備和人員工作環(huán)境極度潮濕，對閘門和機電啟閉設備用電安全、防腐安全造成影響[6]。位于該山體西側，主壩右壩肩的a19、a15兩個測壓管管水位在庫水位上升到某一段時變化幅度較大，與其它測壓管變化趨勢形成強烈對比，經長期跟蹤觀測分析，與山體巖石裂隙有關，目前尚未對繞壩滲流和壩體安全產生影響，但長期不處理會不會形成安全隱患也很難判定，建議對該段山體進行固結灌漿或其他工程措施進行處理，及早消除可能存在的安全隱患。

2.4 輸水發(fā)電洞出口錐形閥存在問題及建議

輸水發(fā)電洞出口錐形閥是黨河水庫一般性洪水調度、興利調蓄調度、排沙運行調度和發(fā)電及灌溉供水調度的關鍵性控制閥門。在二期擴建工程結束后，隨著全球氣溫不斷升高，冰川融水和暴雨形成的洪水頻率越來越高，入庫泥沙越來越多，嚴重影響了水庫防洪興利調度，引起了上級主管部門和敦煌市政府的高度關注，制定了黨河水庫年度排沙計劃和任務指標。因輸水發(fā)電洞進口比排沙泄洪洞進口低8m，水庫空庫排沙的泥沙水流只有通過錐形閥泄出，泥沙水流像高速旋轉的砂輪機打磨錐形閥閥體和閥套，對錐形閥整體結構安全造成極大破壞，局部變形嚴重還影響正常操作運行。在除險加固工程前的1999年和除險加固工程中的2008年分別兩次對錐形閥進行了原樣更換。沒有按照除險加固工程初步設計報告中提出的對錐形閥及閘室進行整體拆除，改建為弧形閘門控制的處理方案。造成2008年更換的錐形閥在運行六七年后就出現了嚴重磨損，存在重大安全隱患。目前錐形閥帶病運行，安全隱患隨時爆發(fā)，急需盡快解決。建議恢復除險加固工程初步設計報告中提出的處理方案，改建為弧形閘門控制[7]。

2.5 排沙期間泥沙水流通道存在問題及建議

水庫空庫排沙水流出錐形閥后經泄流明渠陡坡挑入消力池(龍渦)，泥沙水流在龍渦沉淀后進入一號涵洞，再經前洞口總干渠首泄水閘導入泄水渠排入黨河河道，與排沙泄洪洞排沙泄流匯在一起。存在的問題是：泥沙流在水庫排洪或排沙期間會造成前洞口泄水渠淤堵，從而引起1號涵洞底部淤積抬高，使涵洞過水斷面減小，過流不暢，最終導致輸水發(fā)電洞出口泄流明渠陡坡消力池(龍渦)不斷淤積抬高，泥沙水流隨時都會倒灌進入發(fā)電站廠房，對人員和設備安全造成極大威脅，同時極大地影響了防洪調度安全和水庫排沙效果。建議在泄流明渠陡坡上游彎道處修建分水閘，在閘后新建排洪渡槽或繞行排洪渠道[8]。灌溉和發(fā)電水流經陡坡或電站尾水渠進入龍渦，然后經1號涵洞進入灌溉渠道或排入黨河河道；泄洪或排沙水流經新修建的渡槽或排洪渠道直接投入黨河河道，徹底消除排洪或排沙水流對電站、龍渦、一號涵洞，前洞口總干渠首樞紐等工程設施的安全隱患和重大威脅，同時又能提高水庫防洪調度和排沙運行調度的安全性，擴大水庫排沙效果[9]。

2.6 水庫淤積存在問題及建議

淤積問題是水庫運行管理的頑疾，黨河是一條多泥沙河流，二期工程前統(tǒng)計的多年入庫泥沙年均167萬t，在二期工程結束后，特別是近10a較大洪水頻率增加，入庫泥沙大幅度增加，造成實際庫容越來越小，現已侵占了部分調洪庫容，對水庫防洪興利調度產生重大影響。水情汛情預測報受泥沙淤積影響，使用的1992年庫容特性曲線反推算計算出的入庫流量和水量不夠準確，不能正確反映黨河實際的多年平均流量和年徑流量等關鍵信息。建議通過工程措施恢復部分調洪庫容，重新測定黨河水庫實際庫容，經有關部門審核認定后立即投入使用。

2.7 大壩安全自動化監(jiān)測系統(tǒng)存在問題及建議

黨河水庫大壩安全自動化監(jiān)測系統(tǒng)是除險加固工程中的建設內容，因未按原設計進行建設，導致建設標準降低，采用的設施設備技術落后，現已全部癱瘓報廢，失去維修價值。建議重新建設采用技術含量高的電氣元件和傳感器、性能穩(wěn)定的傳輸光纖、技術先進的信息處理器和軟件處理系統(tǒng)為主的大壩安全自動化監(jiān)測系統(tǒng)，提高黨河水庫大壩安全監(jiān)測水平和監(jiān)測成果的時效性、準確性。

3 結 語

黨河水庫作為敦煌市乃至甘肅省重點中型水庫，其重要性、影響程度非常大，加之1979年因調度管理失誤造成副壩潰壩慘痛教訓，水庫安全運行管理、科學調度，監(jiān)測預警、工情、雨情等監(jiān)測顯得尤為重要，必須在管理上下大力氣，才能確保水庫安全運行。

[1]萬斌.梅山水庫大壩病險期間安全管理存在的問題及對策[J].水利科技與經濟,2008(09):736-737.

[2]余永志.我國病險水庫的主要“病癥”及其常見處理措施[J].中國水利,2006(22):61-63.

[3]吳莉,華艷.水庫除險加固工程常見問題探究及應對措施[J].中國新技術新產品,2016(12):109-110.

[4]潘華俊.水庫除險加固工程實施過程中常見問題探究[J].中國高新技術企業(yè),2015(04):116-117.

[5]嚴有風.水庫除險加固工程施工設計探析[J].中國水運：下半月,2014,14(11):244-245.

[6]黃少彬.病險水庫除險加固工程建設與管理[J].科技與創(chuàng)新,2017(02):69-70.

[7]趙海山.水庫病險問題與除險加固技術要點研究[J].農業(yè)科技與信息,2016(04):136-137.

[8]劉成君.病險水庫除險加固現狀分析及對策[J].河南水利與南水北調,2014(22):41-42.

[9]程運業(yè).中小型水庫病險原因及其加固技術[J].中國新技術新產品,2010(14):80.

TV698.23

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1007-7596(2017)09-0122-03

2017-08-24

宋軍(1965-)，男，甘肅敦煌人，工程師；朱思宇(1993-)，男，江蘇宿遷人，助理工程師；田翠麗(1976-)，女，甘肅敦煌人，工程師。