摘 要:密云水庫是北京市重要的地表飲用水水源地,具有重要的戰(zhàn)略地位。2024年,密云水庫蓄水量再次突破35億m3,水庫蓄水量、降雨量、場次等再創(chuàng)新高,水庫面臨艱巨的強(qiáng)降雨及高水位運(yùn)行安全管理工作?;诖?,本文簡要介紹密云水庫的基本情況,結(jié)合2024年密云水庫水情,從制度層面、管理層面、技術(shù)層面、生態(tài)環(huán)保層面總結(jié)水庫在強(qiáng)降雨及高水位運(yùn)行中的安全管理工作經(jīng)驗(yàn),以期為其他水庫開展防汛防洪及安全管理提供有益借鑒,確保水庫安全平穩(wěn)運(yùn)行。
關(guān)鍵詞:密云水庫;強(qiáng)降雨;高水位;安全管理;防汛防洪
密云水庫于1960年建成并投入使用,是以防水和供水為核心用途的水利設(shè)施,承擔(dān)著多年調(diào)節(jié)與綜合利用的艱巨任務(wù),是中華人民共和國成立后,國內(nèi)自主設(shè)計(jì)并施工建設(shè)的華北地區(qū)規(guī)模最大的水利工程,水庫總庫容量為4375億m3[1]。密云水庫在保障北京、天津以及河北局部區(qū)域農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)生產(chǎn)與居民日常用水需求的同時(shí),對于下游地域的防洪保護(hù)具有不可或缺的作用。目前,密云水庫作為北京市的核心地表飲用水源以及水資源的關(guān)鍵戰(zhàn)略儲(chǔ)備地,其價(jià)值無可估量。2024年,北京市降雨頻率及總量再創(chuàng)歷史新高,水庫蓄水量再次突破35億m3,面對強(qiáng)降雨及高水位運(yùn)行挑戰(zhàn),密云水庫管理處的工作人員遵循市委、市政府及局黨組的決策指示,成功應(yīng)對歷史性強(qiáng)降雨和高水位運(yùn)行所帶來的多重考驗(yàn),能夠?yàn)楦鞯貐^(qū)水庫運(yùn)行安全管理等提供成功的經(jīng)驗(yàn)借鑒。
1 密云水庫基本情況
密云水庫位于北京市密云區(qū)北部13km處,坐落在燕山山脈的丘陵地帶,1960年正式建成并投入使用,主要建筑有2座擋水主壩、5座副壩、2條輸水隧洞、3個(gè)大型溢洪洞、2座發(fā)電站、1座大型調(diào)節(jié)池和1條密云至北京的引水渠。密云水庫占地面積達(dá)180km3,兩大水源河流為白河與潮河,環(huán)密云水庫有200km。作為華北地區(qū)規(guī)模最大的水庫,密云水庫是北京市至關(guān)重要的地表飲用水源,被譽(yù)為“燕山明珠”,周邊設(shè)有一條110km風(fēng)光旖旎的環(huán)湖公路,是北京市一處著名旅游景觀。夏季庫區(qū)氣溫較市區(qū)低3℃,成為市民消暑的好去處。截至2022年3月23日,密云水庫向下游生態(tài)補(bǔ)水已達(dá)12億m3。截至2022年11月21日,密云水庫水位達(dá)到151.78m,蓄水量30.024億m3。
密云水庫工程以千年一遇級(jí)別的洪水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì),以萬年一遇級(jí)別的洪水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行復(fù)核,大壩頂端高度為160.0m,設(shè)計(jì)水位為157.5m,復(fù)核水位為158.5m,正常蓄水水位保持在157.5m,汛期限制水位為152.0m,死水位為126.0m??値烊莞哌_(dá)43.75億m3,內(nèi)含防洪庫容9.27億m3,調(diào)洪庫容11.08億m3,興利庫容35.45億m3以及死庫容419億m3。水庫建筑物眾多,遍布范圍廣泛,樞紐布局極為繁雜,從西端的北白巖副壩延伸至東端的第三溢洪道,全長25km。經(jīng)由多次改造和擴(kuò)建,目前水庫擁有7座大壩、7條隧道、3條溢洪道、1座發(fā)電站和1座調(diào)節(jié)水庫[2]。
2 2024年密云水庫水情
2024年雨季降水量增多,截至2024年10月9日8時(shí),密云水庫的蓄水量已升至35.129億m3,這是繼2021年之后,時(shí)隔三年,密云水庫蓄水量再次突破35m3。
2024年汛期降水量顯著上升,密云水庫及其上游區(qū)域的眾多支流均觀測到入庫流量顯著增加。根據(jù)相關(guān)水文統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),自2024年6月1日8時(shí)至2024年10月1日8時(shí),密云水庫流域的平均降水量為648.1mm,與2023年同期相比增加了257.6mm,漲幅達(dá)到66%,同時(shí)與2021年至2023年的年均同期降水量386.7mm相比,漲幅為68%。
從2024年開始,北京市密云水庫管理部門嚴(yán)格遵照市委、市政府以及局黨組的方針指導(dǎo),充分利用水庫的防洪功能,有效執(zhí)行攔洪和削減洪峰的任務(wù),成功實(shí)現(xiàn)了對全部上游來洪的攔蓄。在此期間,成功降低超過100m3/s的洪峰流量,最高入庫洪峰流量達(dá)到了2450m3/s,攔洪削峰率達(dá)100%,極大地減輕了下游的防洪負(fù)擔(dān),確保了居民生命財(cái)產(chǎn)的安全。此外,為提升沿線地下水資源、優(yōu)化河道水質(zhì)以及周邊生態(tài)環(huán)境,密云水庫管理部門積極利用雨水等資源進(jìn)行地下水源補(bǔ)給和生態(tài)維護(hù)工作。截至2024年10月13日,密云水庫2024年已累計(jì)向地下水源地補(bǔ)水1.82億m3。
3 密云水庫強(qiáng)降雨及高水位運(yùn)行安全保障措施
3.1 制度層面:完善運(yùn)行安全保障機(jī)制
為充分落實(shí)“保安全、多蓄水”的基本工作目標(biāo),北京市密云水庫管理處從制度層面入手,通過建立組織機(jī)構(gòu)、強(qiáng)化制度保障等措施,不斷完善強(qiáng)降雨及高水位運(yùn)行安全保障機(jī)制。
3.1.1 建立健全組織機(jī)構(gòu)
構(gòu)建密云水庫強(qiáng)降雨及高水位運(yùn)行安全管理領(lǐng)導(dǎo)小組,組長由水庫管理處負(fù)責(zé)人擔(dān)任,其主要職責(zé)為全面領(lǐng)導(dǎo)和組織水庫運(yùn)行安全管理工作;組員則由水庫管理處副職領(lǐng)導(dǎo)、相關(guān)業(yè)務(wù)科室、基層單位負(fù)責(zé)人共同構(gòu)成,主要職責(zé)為協(xié)助組長開展運(yùn)行安全管理工作。同時(shí),設(shè)置運(yùn)行安全管理辦公室,隸屬工程管理科,由具有豐富經(jīng)驗(yàn)的水庫運(yùn)行安全管理工作人員擔(dān)任主任一職,負(fù)責(zé)開展日常管理與調(diào)度工作,辦公室內(nèi)職員由水庫管理、氣象、水文、應(yīng)急管理等多個(gè)領(lǐng)域?qū)I(yè)人員構(gòu)成,負(fù)責(zé)水庫運(yùn)行安全及應(yīng)急響應(yīng)工作。此外,強(qiáng)降雨及高水位運(yùn)行管理、防汛防洪期間,在運(yùn)行安全管理領(lǐng)導(dǎo)小組的統(tǒng)一管理下,下設(shè)多個(gè)小組,明確不同小組的工作職責(zé)與工作內(nèi)容。例如:監(jiān)測預(yù)警組,主要負(fù)責(zé)分析氣象、水文等信息,預(yù)測強(qiáng)降雨及高水位可能為水庫運(yùn)行帶來的影響,及時(shí)發(fā)布預(yù)警信息;工作調(diào)度組,依據(jù)監(jiān)測預(yù)警信息,制訂水庫調(diào)度方案,保證水庫在強(qiáng)降雨和高水位期間能夠安全運(yùn)行;應(yīng)急處置組,主要負(fù)責(zé)制訂和完善應(yīng)急預(yù)案、組織演練和應(yīng)對突發(fā)事件等。此外,多個(gè)工作小組需要將其所收集的信息匯報(bào)至領(lǐng)導(dǎo)小組,以幫助領(lǐng)導(dǎo)小組完成決策,進(jìn)而為密云水庫強(qiáng)降雨及高水位運(yùn)行安全提供組織保障。
3.1.2 強(qiáng)化制度保障措施
在建立健全組織機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上,認(rèn)真分析強(qiáng)降雨及高水位運(yùn)行條件下水庫運(yùn)行潛在風(fēng)險(xiǎn),嚴(yán)格落實(shí)各小組責(zé)任,構(gòu)建“橫向到邊、縱向到底”的制度保障。一方面,針對強(qiáng)降雨及高水位運(yùn)行特殊情況,制定和修訂相關(guān)安全管理制度,如《密云水庫強(qiáng)降雨及高水位運(yùn)行安全管理規(guī)定》《密云水庫超汛限水位運(yùn)行及泄洪期間工程巡查監(jiān)測工作方案》[3]等,明確各級(jí)管理組、各小組工作人員的管理職責(zé),保證責(zé)任到人。另一方面,完善任務(wù)清單、責(zé)任清單,定期組織應(yīng)急演練,構(gòu)建完善的密云水庫強(qiáng)降雨及高水位運(yùn)行安全應(yīng)急保障方案。
3.2 管理層面:構(gòu)建精細(xì)化管理體系
3.2.1 加強(qiáng)巡視監(jiān)測力度、強(qiáng)化運(yùn)行維護(hù)工作
嚴(yán)格落實(shí)密云水庫強(qiáng)降雨及高水位運(yùn)行安全管理規(guī)定,加大巡視監(jiān)測力度,增加巡視監(jiān)測頻率,完善汛期工作情況分析、研判及報(bào)告機(jī)制。通常情況下,非汛期水位監(jiān)測頻率為每日8時(shí)巡視和監(jiān)測1次。由于2024年降雨量較強(qiáng),密云水庫管理處增加汛期水位監(jiān)測次數(shù),即汛期每日6時(shí)、8時(shí)、16時(shí)各監(jiān)測1次。在滲流監(jiān)測方面,由每5天監(jiān)測1次增加至每周監(jiān)測2次;在工程設(shè)施巡查方面,由每周巡查2次增加至每日巡查1次;在降水量監(jiān)測方面,由非汛期每日8時(shí)監(jiān)測一次轉(zhuǎn)變?yōu)檠雌跍y報(bào)各時(shí)段降雨量及降水情況加報(bào),每日8時(shí)更換記錄紙。相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2024年密云水庫共開展巡查監(jiān)測2.8萬人次,是歷年平均監(jiān)測人次的2~3倍。同時(shí),遵循密云水庫強(qiáng)降雨及高水位運(yùn)行安全領(lǐng)導(dǎo)小組工作指示,強(qiáng)化對重點(diǎn)部位及薄弱環(huán)節(jié)的巡視監(jiān)測工作,通過引入自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)對比人工數(shù)據(jù),成立自動(dòng)化監(jiān)測工情報(bào)告小組,全年累計(jì)報(bào)告50期,為密云水庫強(qiáng)降雨及高水位運(yùn)行安全管理決策等提供數(shù)據(jù)支持與保障。
此外,密云水庫管理處在加大巡視監(jiān)測力度的基礎(chǔ)上,不斷強(qiáng)化運(yùn)行維護(hù)工作?;谘雌谇暗娜鎸彶?、維修與養(yǎng)護(hù),對各類閘門、啟閉機(jī)械及其相關(guān)機(jī)電配套設(shè)施實(shí)施了每日一檢制度,并且每周進(jìn)行一次設(shè)備功能測試,確保設(shè)備運(yùn)作正常且安全可信。遵循上級(jí)關(guān)于水資源調(diào)配的指示,依次開關(guān)第三溢洪道、潮河輸水隧道、調(diào)節(jié)池等重要水利工程設(shè)施的閘門,保障汛期防洪及生態(tài)補(bǔ)水工作的順利進(jìn)行。
3.2.2 積極開展風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對工作
強(qiáng)化在建工程風(fēng)險(xiǎn)防范工作[4]。面對強(qiáng)降雨及高水位運(yùn)行挑戰(zhàn),密云水庫管理處持續(xù)強(qiáng)化安全隱患整改工程,執(zhí)行詳細(xì)的度汛計(jì)劃,出臺(tái)一系列風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防和應(yīng)對策略。2024年7月1日前,第一溢洪道的主體結(jié)構(gòu)工程已順利完成并達(dá)到新閘擋水的標(biāo)準(zhǔn),隨后啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)性蓄水工作,最終實(shí)現(xiàn)新、舊閘門協(xié)同擋水,兩者之間水深達(dá)到6m,通過此舉改善閘首的受力狀況,保障第一溢洪道在高水位條件下的運(yùn)行安全。
加強(qiáng)異常工況的深度剖析。面對工程巡檢過程中遇到的非常規(guī)狀況,迅速增加檢測頻率、探究成因并實(shí)施具體應(yīng)對策略,保障工程安全運(yùn)行至關(guān)重要。在2024年7月份的定期檢查期間,發(fā)現(xiàn)走馬莊副壩區(qū)的1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)以及5號(hào)排水通道存在若干滲水現(xiàn)象。對此,管理處立刻增加了量水堰的觀測頻率,并在滲水區(qū)域附近布置了額外的臨時(shí)監(jiān)測設(shè)施。此外,管理處邀請業(yè)內(nèi)資深專家到現(xiàn)場進(jìn)行了周密的勘查與評價(jià),初步分析認(rèn)為滲水問題主要是雨后山體排水造成的,但也不排除由于庫區(qū)水位上升引起的壩體滲透增加和浸潤線上升的可能性。經(jīng)過持續(xù)的監(jiān)測分析:滲水點(diǎn)的水位高度未出現(xiàn)顯著變化,滲水量持續(xù)減少且水質(zhì)清澈。
做好汛期應(yīng)急處理工作[5]。受庫區(qū)水位上升、風(fēng)浪侵蝕以及冰凍期間冰層膨脹與融化等復(fù)合因素作用,走馬莊副壩、白河主壩以及一號(hào)溢洪道周邊地帶的上游護(hù)坡發(fā)生了位移和坍塌,二號(hào)溢洪道部分閘墩出現(xiàn)了表面滲水現(xiàn)象,針對此類威脅水庫運(yùn)行安全的關(guān)鍵問題,已依照應(yīng)急預(yù)案迅速采取應(yīng)對措施。
3.2.3 全力保障生態(tài)補(bǔ)水與城市供水安全
強(qiáng)化指揮調(diào)度,保障白河、潮河生態(tài)補(bǔ)給與城區(qū)給水任務(wù)。遵循北京市水務(wù)局的指示,細(xì)致安排各項(xiàng)任務(wù),嚴(yán)格遵循操作流程,實(shí)現(xiàn)上游、中游、下游三層面的溝通、聯(lián)動(dòng)及命令傳達(dá)。在此過程中,密云水庫啟用潮河供水隧道、三級(jí)泄洪通道、白河發(fā)電隧道和調(diào)蓄池泄洪閘以排放積水。應(yīng)調(diào)度需求對排水設(shè)施進(jìn)行30多次調(diào)整,閘門開啟程度變更,編排45項(xiàng)調(diào)度命令和14件調(diào)度公告,傳達(dá)超過一萬條調(diào)度信息,確保調(diào)度工作的快速準(zhǔn)確落實(shí)。加強(qiáng)應(yīng)急值守人員配置,提升對水文觀測設(shè)備、水利基礎(chǔ)設(shè)施及下游河道監(jiān)管與審核的頻次,保障生態(tài)補(bǔ)水和供水的安全可靠。全年累計(jì)向河流補(bǔ)充生態(tài)用水量達(dá)到1047億m3(其中包括洪水調(diào)度用水0.94億m3),并為城市供水1.46億m3,為北京市居民的日常生活用水需求提供了有力支撐。
3.3 技術(shù)層面:引入自動(dòng)化水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)
一方面,在強(qiáng)降雨及高水位運(yùn)行安全管理中,主動(dòng)與科研機(jī)構(gòu)展開合作,確保高水位條件下的運(yùn)行安全得到尖端技術(shù)的可靠保障。特聘專業(yè)人士親臨水庫實(shí)地進(jìn)行指導(dǎo)與研討驗(yàn)證。率先嘗試引入尖端的監(jiān)測技術(shù)與分析程序,于走馬莊副壩上部署了監(jiān)測壩體形變、滲透壓力及滲流狀況的安全設(shè)備,實(shí)施監(jiān)測實(shí)驗(yàn),同時(shí)對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析,從而進(jìn)一步提高安全保障的技術(shù)水平[6]。
另一方面,在水質(zhì)監(jiān)測方面,引入自動(dòng)化水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng),保障監(jiān)控信息與國家水資源信息網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)對接,每年自主傳送的數(shù)據(jù)量穩(wěn)定在20000條上下,這為密云水庫的水質(zhì)監(jiān)管工作提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。同時(shí),制定了《高水位運(yùn)行期的水質(zhì)監(jiān)控計(jì)劃》,在標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)監(jiān)控活動(dòng)基礎(chǔ)上,額外強(qiáng)化了高水位條件下的密集型庫區(qū)監(jiān)控、淹沒區(qū)污水處理設(shè)施周邊水域的監(jiān)控以及水位下降區(qū)的水質(zhì)監(jiān)控。全年累計(jì)采集各類水質(zhì)樣本逾6400份,收集的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)超過25000條,與前幾年均值相比分別上升了23%和10%,有效實(shí)現(xiàn)了對水位上升后水質(zhì)狀況的即時(shí)監(jiān)控與分析。
3.4 生態(tài)環(huán)保層面:積極推進(jìn)生態(tài)治理工作
3.4.1 深化流域巡查,解決河湖生態(tài)治理問題
持續(xù)以流域河長制管理為著力點(diǎn),加強(qiáng)水系的監(jiān)督管理,推動(dòng)河湖“清除四亂”工作日常化、標(biāo)準(zhǔn)化,增強(qiáng)對河湖的巡查頻次,提高對水環(huán)境問題督促解決的效能,確保河長制管理任務(wù)的有效執(zhí)行。全面增強(qiáng)對源頭水環(huán)境的監(jiān)管力度,與北京市委黨風(fēng)廉政建設(shè)督查部門協(xié)作進(jìn)行水環(huán)境監(jiān)督檢查,設(shè)立問題清單,逐項(xiàng)推動(dòng)上游相關(guān)職能部門進(jìn)行整改。
3.4.2 加強(qiáng)水源地保護(hù),提高水環(huán)境管護(hù)能力
提升水源保護(hù)區(qū)信息技術(shù)的應(yīng)用強(qiáng)度,引入密云區(qū)第394號(hào)路線的視頻監(jiān)控系統(tǒng),打造集人員巡查、物理隔離、技術(shù)監(jiān)控于一體的綜合安全防護(hù)網(wǎng)絡(luò)。加強(qiáng)市區(qū)之間的協(xié)作,堅(jiān)持不懈地維持依法治水的嚴(yán)格局面。加強(qiáng)水庫區(qū)域的封閉化管理,嚴(yán)格執(zhí)行檢查站的工作規(guī)程,防止無關(guān)車輛和人員進(jìn)入水庫區(qū)域。增強(qiáng)水面清理工作,優(yōu)化清漂方案,合理安排各類清漂船只的工作任務(wù),確保在強(qiáng)降雨過后,迅速而有效地清除水面上的漂浮垃圾,保障水域清潔。
綜上所述,密云水庫結(jié)合2024年強(qiáng)降雨與高水位運(yùn)行安全管理實(shí)際情況,總結(jié)其在制度層面、管理層面、技術(shù)層面、生態(tài)環(huán)境保護(hù)層面采取的多種安全保障措施,不斷完善運(yùn)行安全管理制度及體系,以此來為密云水庫強(qiáng)降雨與高水位運(yùn)行安全管理提供堅(jiān)實(shí)保障。
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作者簡介:田南(1988— ),女,漢族,北京人,本科,工程師,研究方向:水資源管理。