宋 軍，朱思宇，田翠麗

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

黨河水庫(kù)運(yùn)行管理和病險(xiǎn)問題探討

宋 軍1，朱思宇2，田翠麗3

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

水庫(kù)有效的運(yùn)行管理以及對(duì)存在的病險(xiǎn)問題及時(shí)處理，有助于水庫(kù)長(zhǎng)期穩(wěn)定的發(fā)展。文章以甘肅省黨河水庫(kù)為例，通過介紹黨河水庫(kù)的概況、運(yùn)行情況、以及存在的病險(xiǎn)問題，提出處理措施及對(duì)策。水庫(kù)運(yùn)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(jié)合工程措施和非工程措施,做好水庫(kù)病險(xiǎn)期間的安全管理工作,確保水庫(kù)安全運(yùn)行。

水庫(kù)；病險(xiǎn)；管理；大壩

1 大壩運(yùn)行管理情況

1.1 大壩安全管理機(jī)構(gòu)設(shè)置

黨河水庫(kù)隸屬敦煌市水務(wù)局，自收自支水管事業(yè)單位，副科級(jí)編制，定編25人。當(dāng)前在職職工 23 人，退休 17 人?？萍?jí)領(lǐng)導(dǎo)職數(shù)3名，其中副科級(jí)3名；專業(yè)技術(shù)人員共 10名，其中中級(jí)職稱 6 名，初級(jí)職稱4名。長(zhǎng)期外調(diào)3人(其中工程技術(shù)人員 3 名)，實(shí)際在崗18人，實(shí)際一線工程技術(shù)人員6名。從現(xiàn)有人員組成和年齡結(jié)構(gòu)上看，存在老齡化趨勢(shì)嚴(yán)重，工程技術(shù)人員和機(jī)電操作人員缺乏的問題，需要及時(shí)補(bǔ)充新鮮血液，確保黨河水庫(kù)運(yùn)行管理安全。

1.2 防汛搶險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案

1.2.1 汛情及抗洪搶險(xiǎn)措施

水庫(kù)管理單位做好一切抗洪搶險(xiǎn)準(zhǔn)備工作，通訊設(shè)施完好暢通，備用電源試運(yùn)行良好，泄洪設(shè)施設(shè)備啟動(dòng)靈活，防汛物資儲(chǔ)備充足。敦煌市防汛指揮部組織300人的保壩搶險(xiǎn)民兵隊(duì)伍，水庫(kù)處于非常狀態(tài)時(shí)，能夠及時(shí)上壩搶險(xiǎn)，搶險(xiǎn)力量不足時(shí)可申請(qǐng)部隊(duì)參與。保持輸水洞暢通，配合排沙洞及溢洪道泄洪，未經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)，任何人不得隨意關(guān)閉輸水洞平板閘門。水庫(kù)管理人員嚴(yán)格堅(jiān)守工作崗位，加強(qiáng)水情觀測(cè)，密切監(jiān)視工程設(shè)施運(yùn)行情況，及時(shí)與上游肅北、阿克塞取得聯(lián)系，掌握雨情、水情信息，認(rèn)真分析，及時(shí)傳遞。若遇超標(biāo)洪水發(fā)生，水庫(kù)大壩處于危險(xiǎn)狀態(tài)，又與外界失去聯(lián)系，由現(xiàn)場(chǎng)防汛領(lǐng)導(dǎo)人負(fù)責(zé)制定方案，采取緊急措施以保大壩安全[1]。

工程險(xiǎn)情

1)當(dāng)壩體出現(xiàn)異常滲漏時(shí)：采取“上截、下排”的方法。在壩后設(shè)導(dǎo)滲溝，溝內(nèi)設(shè)濾水體，在滲水出露的適當(dāng)范圍內(nèi)，先鋪設(shè)濾料墊層，然后填石料或土料蓋壓。當(dāng)查明上游滲水部位時(shí)采用拋黏土的方法封堵滲漏入口。

2)當(dāng)壩體產(chǎn)生滑坡時(shí)：采取上部減載，下部壓重的方法，即首先在滑 動(dòng)體下部用砂石料、土袋等壓重固腳，防止險(xiǎn)情惡化。

3)當(dāng)壩體出現(xiàn)漏洞、管涌時(shí)：還是采取“上截、下排”方法，并根據(jù)實(shí)際情況迅速降低庫(kù)水位，當(dāng)危及壩體安全時(shí)要迅速打開溢洪道和排沙泄洪洞，迅速降低庫(kù)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(shí)：采取拋塊石、石籠、土袋的方法進(jìn)行臨時(shí)加固處理。

5)啟閉機(jī)故障由黨河水庫(kù)管理所排除，非技術(shù)故障請(qǐng)示敦煌市防汛抗旱辦處理。

6)泄流建筑物故障由現(xiàn)場(chǎng)抗洪搶險(xiǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組組織搶險(xiǎn)隊(duì)伍處理。

2 水庫(kù)病險(xiǎn)問題及建議

水庫(kù)雖然經(jīng)過2003年的除險(xiǎn)加固及后期的工程維修，但是除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)階段因工程投資額的限定，設(shè)計(jì)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(xiǎn)加固主體工程結(jié)束后10a多的運(yùn)行中，曾經(jīng)歷了2007年、2011年、2012年和2015年4次較大洪水考驗(yàn)，最高洪水位達(dá)1430.91m，最大泄量180m3/s，樞紐工程未發(fā)生重大險(xiǎn)情，但未加固過的工程隱患，依然影響著水庫(kù)汛期防汛調(diào)度運(yùn)行，主要工程項(xiàng)目有：

2.1 溢洪道存在問題及建議

黨河水庫(kù)溢洪道中心線位于2號(hào)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(kù)最高蓄水位1431.1m，嚴(yán)重影響水庫(kù)安全蓄水，特別是水庫(kù)在冬春季長(zhǎng)時(shí)間高水位運(yùn)行中出現(xiàn)了堤后大面積滲水的危險(xiǎn)情況，經(jīng)甘肅省水電設(shè)計(jì)院專家現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，報(bào)上級(jí)主管部門批準(zhǔn)，于1998年到1999年對(duì)溢洪道進(jìn)行了改建?，F(xiàn)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(kù)水位達(dá)到1426m左右時(shí)就會(huì)在石頭縫隙中出現(xiàn)滲流，庫(kù)水位繼續(xù)上升時(shí)堰后八字墻和連接的渠道漿砌石護(hù)坡上會(huì)陸續(xù)出現(xiàn)滲水點(diǎn)，同時(shí)在溢洪道上游兩側(cè)發(fā)現(xiàn)壩坡、防浪墻和壩頂路面有塌陷、裂縫和錯(cuò)位的現(xiàn)象，采用紅土跟蹤法觀測(cè)分析，是原溢洪道溢流堰側(cè)墻與水庫(kù)大壩心墻接觸面未處理好，在改建時(shí)僅做了簡(jiǎn)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(gè)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(gè)隱患[3]。建議對(duì)現(xiàn)溢洪道兩側(cè)閘墩與壩體心墻接觸面進(jìn)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(lái)的大量沙石瞬間就會(huì)在3處水流交匯處形成淤堵壩，導(dǎo)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(hào)涵洞和黨河電站安全嚴(yán)重影響行洪河道正常排洪[4]。除險(xiǎn)加固工程對(duì)溢洪道尾水渠做了改道和延伸護(hù)砌處理，但不徹底，未能完全解決這一隱患。建議對(duì)溢洪道尾水渠繼續(xù)做改道和關(guān)鍵段護(hù)砌處理。

2.2 水庫(kù)大壩存在問題及建議

水庫(kù)大壩為瀝青混凝土心墻砂礫土石壩，全長(zhǎng)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(xiǎn)加固工程對(duì)主壩迎水坡左右兩側(cè)壩體，即輸水發(fā)電洞進(jìn)口和排沙泄洪洞進(jìn)口處壩體進(jìn)行了加寬加厚處理，在輸水洞進(jìn)口段右側(cè)做了高檔墻，向前延伸了排沙泄洪洞進(jìn)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(duì)壩體原有穩(wěn)定產(chǎn)生影響，在重新砌筑壩坡時(shí)又有重型施工車輛在壩頂通過，對(duì)壩體穩(wěn)定夜造成一定影響。2004年底除險(xiǎn)加固工程主體完工后水庫(kù)開始正常高水位運(yùn)行，大壩安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)生了突變，經(jīng)過1a的調(diào)蓄運(yùn)行后，大壩安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化重新趨于穩(wěn)定。2016年5月在水庫(kù)長(zhǎng)期高水位運(yùn)行的情況下，壩體表面出現(xiàn)了防浪墻和安全護(hù)欄前傾，后壩坡頂部同步前傾的細(xì)微變化，安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也出現(xiàn)了波動(dòng)，對(duì)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(shí)提出處理方案和運(yùn)行管理方面的意見建議[5]。

2.3 排沙泄洪洞所在的獨(dú)立山體存在問題及建議

排沙泄洪洞所在的獨(dú)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(zhǎng)期有水滲出，隨著庫(kù)水位上升越來(lái)越大，甚至形成孔流，設(shè)備和人員工作環(huán)境極度潮濕，對(duì)閘門和機(jī)電啟閉設(shè)備用電安全、防腐安全造成影響[6]。位于該山體西側(cè)，主壩右壩肩的a19、a15兩個(gè)測(cè)壓管管水位在庫(kù)水位上升到某一段時(shí)變化幅度較大，與其它測(cè)壓管變化趨勢(shì)形成強(qiáng)烈對(duì)比，經(jīng)長(zhǎng)期跟蹤觀測(cè)分析，與山體巖石裂隙有關(guān)，目前尚未對(duì)繞壩滲流和壩體安全產(chǎn)生影響，但長(zhǎng)期不處理會(huì)不會(huì)形成安全隱患也很難判定，建議對(duì)該段山體進(jìn)行固結(jié)灌漿或其他工程措施進(jìn)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(kù)一般性洪水調(diào)度、興利調(diào)蓄調(diào)度、排沙運(yùn)行調(diào)度和發(fā)電及灌溉供水調(diào)度的關(guān)鍵性控制閥門。在二期擴(kuò)建工程結(jié)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(lái)越高，入庫(kù)泥沙越來(lái)越多，嚴(yán)重影響了水庫(kù)防洪興利調(diào)度，引起了上級(jí)主管部門和敦煌市政府的高度關(guān)注，制定了黨河水庫(kù)年度排沙計(jì)劃和任務(wù)指標(biāo)。因輸水發(fā)電洞進(jìn)口比排沙泄洪洞進(jìn)口低8m，水庫(kù)空庫(kù)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(zhuǎn)的砂輪機(jī)打磨錐形閥閥體和閥套，對(duì)錐形閥整體結(jié)構(gòu)安全造成極大破壞，局部變形嚴(yán)重還影響正常操作運(yùn)行。在除險(xiǎn)加固工程前的1999年和除險(xiǎn)加固工程中的2008年分別兩次對(duì)錐形閥進(jìn)行了原樣更換。沒有按照除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告中提出的對(duì)錐形閥及閘室進(jìn)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(yùn)行六七年后就出現(xiàn)了嚴(yán)重磨損，存在重大安全隱患。目前錐形閥帶病運(yùn)行，安全隱患隨時(shí)爆發(fā)，急需盡快解決。建議恢復(fù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)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(kù)空庫(kù)排沙水流出錐形閥后經(jīng)泄流明渠陡坡挑入消力池(龍渦)，泥沙水流在龍渦沉淀后進(jìn)入一號(hào)涵洞，再經(jīng)前洞口總干渠首泄水閘導(dǎo)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(kù)排洪或排沙期間會(huì)造成前洞口泄水渠淤堵，從而引起1號(hào)涵洞底部淤積抬高，使涵洞過水?dāng)嗝鏈p小，過流不暢，最終導(dǎo)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(shí)都會(huì)倒灌進(jìn)入發(fā)電站廠房，對(duì)人員和設(shè)備安全造成極大威脅，同時(shí)極大地影響了防洪調(diào)度安全和水庫(kù)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(jīng)陡坡或電站尾水渠進(jìn)入龍渦，然后經(jīng)1號(hào)涵洞進(jìn)入灌溉渠道或排入黨河河道；泄洪或排沙水流經(jīng)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(duì)電站、龍渦、一號(hào)涵洞，前洞口總干渠首樞紐等工程設(shè)施的安全隱患和重大威脅，同時(shí)又能提高水庫(kù)防洪調(diào)度和排沙運(yùn)行調(diào)度的安全性，擴(kuò)大水庫(kù)排沙效果[9]。

2.6 水庫(kù)淤積存在問題及建議

淤積問題是水庫(kù)運(yùn)行管理的頑疾，黨河是一條多泥沙河流，二期工程前統(tǒng)計(jì)的多年入庫(kù)泥沙年均167萬(wàn)t，在二期工程結(jié)束后，特別是近10a較大洪水頻率增加，入庫(kù)泥沙大幅度增加，造成實(shí)際庫(kù)容越來(lái)越小，現(xiàn)已侵占了部分調(diào)洪庫(kù)容，對(duì)水庫(kù)防洪興利調(diào)度產(chǎn)生重大影響。水情汛情預(yù)測(cè)報(bào)受泥沙淤積影響，使用的1992年庫(kù)容特性曲線反推算計(jì)算出的入庫(kù)流量和水量不夠準(zhǔn)確，不能正確反映黨河實(shí)際的多年平均流量和年徑流量等關(guān)鍵信息。建議通過工程措施恢復(fù)部分調(diào)洪庫(kù)容，重新測(cè)定黨河水庫(kù)實(shí)際庫(kù)容，經(jīng)有關(guān)部門審核認(rèn)定后立即投入使用。

2.7 大壩安全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在問題及建議

黨河水庫(kù)大壩安全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是除險(xiǎn)加固工程中的建設(shè)內(nèi)容，因未按原設(shè)計(jì)進(jìn)行建設(shè)，導(dǎo)致建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)降低，采用的設(shè)施設(shè)備技術(shù)落后，現(xiàn)已全部癱瘓報(bào)廢，失去維修價(jià)值。建議重新建設(shè)采用技術(shù)含量高的電氣元件和傳感器、性能穩(wěn)定的傳輸光纖、技術(shù)先進(jìn)的信息處理器和軟件處理系統(tǒng)為主的大壩安全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，提高黨河水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)水平和監(jiān)測(cè)成果的時(shí)效性、準(zhǔn)確性。

3 結(jié) 語(yǔ)

黨河水庫(kù)作為敦煌市乃至甘肅省重點(diǎn)中型水庫(kù)，其重要性、影響程度非常大，加之1979年因調(diào)度管理失誤造成副壩潰壩慘痛教訓(xùn)，水庫(kù)安全運(yùn)行管理、科學(xué)調(diào)度，監(jiān)測(cè)預(yù)警、工情、雨情等監(jiān)測(cè)顯得尤為重要，必須在管理上下大力氣，才能確保水庫(kù)安全運(yùn)行。

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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。