劉玉黛，遲晉峰

(1.哈爾濱新龍水利水電建筑工程有限責(zé)任公司，哈爾濱150300;2.哈爾濱市西泉眼水庫管理處，哈爾濱150300)

1 引言

西泉眼水庫位于黑龍江省哈爾濱市，總庫容4.78億m3，是一座以防洪、除澇、灌溉為主，兼顧發(fā)電、養(yǎng)魚、城市供水等綜合利用的大(2)型水庫，下游防洪保護(hù)哈爾濱及阿城安全，地理位置極其重要。

工程于1992年9月27日正式開工建設(shè)，1996年10月主體工程基本完工，1997年5月開始向下游供水投入初期試運(yùn)行。在近10 a的蓄水運(yùn)行過程中，水庫先后暴露出一些險(xiǎn)情或工程安全隱患，引起水庫主管部門和水庫管理單位對(duì)水庫大壩安全的高度關(guān)注。為徹底查清水庫大壩的安全狀況，2004年9月哈爾濱市水務(wù)局和西泉眼水庫管理處決定按照《水庫大壩安全鑒定辦法》和《水庫大壩全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》要求對(duì)水庫大壩安全進(jìn)行一次全面鑒定，并委托水利部大壩安全管理中心等單位共同對(duì)西泉眼水庫大壩安全進(jìn)行分析論證，本報(bào)告即是水庫防洪安全復(fù)核評(píng)價(jià)專題報(bào)告。

2 流域概況

阿什河流域位于松花江右岸，是松花江一級(jí)支流，發(fā)源于尚志市帽兒山鎮(zhèn)，流經(jīng)尚志、五常、阿城和哈爾濱等市，在哈爾濱水泥廠附近注入松花江，干流總長213 km，流域總面積3 581 km2。阿什河徑流主要由降雨形成，阿城站多年平均年降水量為565 mm，在年內(nèi)有明顯豐枯變化，6～9月份降水量占全年的77%，冬季為枯水期。年徑流深在40～240 mm，上游大，下游小。洪水主要發(fā)生在7～8月，一次洪水歷時(shí)7～10 d左右。1994年實(shí)測(cè)最大流量2 040 m3/s(阿城水文站)。

西泉眼水庫位于阿什河上游，距哈爾濱93 km，控制流域面積1 151 km2，壩址處無水文資料，壩址下游有阿城水文站，中游有馬鞍山水位站，上游有帽兒山水文站。

3 洪水標(biāo)準(zhǔn)

西泉眼水庫按庫容劃分為大(2)型水庫，大壩與溢洪道等主要水工建筑物級(jí)別為2級(jí)。初設(shè)階段考慮水庫下游有哈爾濱和阿城，經(jīng)潰壩損失論證，水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)采用100 a一遇洪水設(shè)計(jì)，10000 a一遇洪水校核。

4 初設(shè)階段設(shè)計(jì)洪水

在初設(shè)(含初設(shè)補(bǔ)充)推求壩址及區(qū)間設(shè)計(jì)洪水時(shí)，曾采用地區(qū)洪水參數(shù)綜合法、直接法和以壩址上、下游設(shè)計(jì)洪水面積綜合法推求壩址及區(qū)間設(shè)計(jì)洪水?？紤]到西～阿區(qū)間各法計(jì)算結(jié)果比較接近，阿城站為實(shí)測(cè)資料，設(shè)計(jì)成果精度較高，故采用直接法成果。西～新香坊區(qū)間，由于區(qū)間較大，直接法面積處理較大，故采用綜合法成果。見表1、表2。

表1 壩址、阿城站設(shè)計(jì)洪水成果

表2 區(qū)間設(shè)計(jì)洪水成果

5 設(shè)計(jì)洪水復(fù)核

本次設(shè)計(jì)洪水復(fù)核，將阿城站初設(shè)洪水系列由1950～1988年延長到2003年，并加入了1994年特大洪水。復(fù)核結(jié)果與原初設(shè)成果非常接近，因此仍采用原初設(shè)成果，見表3。

表3 各控制點(diǎn)不同頻率洪水控制泄量 m3/s

6 調(diào)洪演算

防洪調(diào)度原則為:

1)起調(diào)水位為正常蓄水位等高209.90 m。

2)溢洪道按三級(jí)控制泄流，控制泄量見表4，以將下游除澇標(biāo)準(zhǔn)由2 a一遇提高到5 a一遇;農(nóng)田防洪標(biāo)準(zhǔn)由不到10 a一遇提高到20 a一遇;阿城區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)由20 a一遇提高到50 a一遇。

3)遭遇100 a一遇以上大洪水時(shí)，溢洪道敞開閘門泄洪，不再控制泄量。調(diào)洪演算結(jié)果見表4。其中100 a一遇(P=1%)設(shè)計(jì)洪水位212.38 m，相應(yīng)庫容3.9億m3，相應(yīng)泄量1 254 m3/s;10000 a一遇(P=0.01%)校核洪水位214.23 m，總庫容4.78億m3，最大泄量1 539 m3/s。

表4 西泉眼水庫調(diào)洪演算成果表

7 防洪安全復(fù)核

在表4的調(diào)洪演算成果基礎(chǔ)上，考慮壩頂超高后，可得到對(duì)應(yīng)不同頻率設(shè)計(jì)洪水時(shí)所需要的最低防浪墻頂、壩頂及防滲心墻頂高程(見表5)?？梢?，實(shí)際心墻頂高程213.10 m、壩頂高程215.10 m、防浪墻頂高程216.30 m均滿足防洪安全要求。

表5 西泉眼水庫防洪安全復(fù)核成果表m

8 潰壩損失評(píng)估

8.1 潰壩洪水

潰壩流量采用波流堰流交匯法計(jì)算，按逐漸潰決考慮;洪水演進(jìn)計(jì)算首先建立流段下斷面的輔助曲線，利用輔助曲線求解進(jìn)段末流量，然后逐流段進(jìn)行演進(jìn)。壩址至河口行洪河長90.08 km，共展測(cè)14個(gè)大橫斷面。假設(shè)潰壩洪水與松花江50 a一遇洪水遭遇，哈爾濱市、阿城區(qū)控制點(diǎn)潰壩洪水特征值見表6。

表6 潰壩洪水計(jì)算成果表

8.2 潰壩損失

根據(jù)潰壩洪水計(jì)算成果，按2004年經(jīng)濟(jì)水平估算淹沒區(qū)財(cái)產(chǎn)價(jià)值，見表7。

表7 潰壩淹沒區(qū)經(jīng)濟(jì)價(jià)值表億元

根據(jù)松花江流域規(guī)劃研究的洪水淹沒水深～財(cái)產(chǎn)損失率曲線，估算各區(qū)洪水淹沒損失值見表8。可以看出，西泉眼水庫屬于潰壩洪水損失特別嚴(yán)重的水利工程。

表8 潰壩洪水淹沒經(jīng)濟(jì)損失指標(biāo)比較表億元

9 水庫防洪安全評(píng)價(jià)

西泉眼水庫地理位置特別重要，校核防洪標(biāo)準(zhǔn)提高一級(jí)并取1級(jí)建筑物的上限是合適的。本次鑒定將初設(shè)洪水系列由1950～1988年延長到2003年，并加入1994年特大洪水，設(shè)計(jì)洪水復(fù)核結(jié)果與原設(shè)計(jì)洪水成果接近，因此仍采用原初步設(shè)計(jì)成果。經(jīng)調(diào)洪演算和壩頂超高復(fù)核，現(xiàn)狀防浪墻頂、壩頂及心墻頂高程均滿足防洪安全要求。根據(jù)《水庫大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》(SL258－2001)，西泉眼水庫防洪安全性為“A”級(jí)。