工 程 技 术
探讨水库提高正常蓄水位的安全与效益
王东坡
(辽宁省东水西调工程建设局 辽宁沈阳 110000)
摘 要:该文论述了某水库正常蓄水位提高到97.48m(增加1m)后的效益与安全状况,实施抬高正常高水位进行分析论证参考。关键词:水库 抬高正常高水位 安全 效益中图分类号:TV697文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)08(a)-0064-01
1 工程概况
辽宁省某水库是一座以灌溉为主,结合防洪、供水、发电等综合利用的大型水利枢纽工程,水库控制集雨面积1023km2,总库容6.55亿m3,设计洪水位(P=1%)98.78m,洪峰流量4360m3/s,校核洪水位(P=0.01%)102.08m,洪峰流量8040m3/s,流域多年平均降雨量1800mm,全流域多年平均来水量14亿m3,工程所在区域属亚热带海洋性气候,温和湿润,雨量充派,多年平均气温20～21℃。
水库于1972年建成,扩蓄工程于1997年6月底建成投入运行。将原来汛限水位94.48m高程,正常蓄水位96.48m高程。再次扩蓄后将原来正常蓄水位96.48m高程提高到97.48m高程,汛限水位94.48m高程,汛末97.48m高程。正常蓄水位提高到97.48m,增加1m蓄水位,提高蓄水位后增加调节库容1939万m3,这不仅在相当程度上缓解周边市区的缺水问题及供水问题,而且为经济的发展注入了强劲的活力。
混合坝。经1994年5月扩蓄工程提高正常蓄水位安全稳定复核,正常运用接百年一遇洪水,非常运用接万年一遇同时遭遇Ⅶ级地震情况复核。当汛期起调水位为94.48m,百年水库最高洪水位为98.98m,万年一遇水库最高洪水位为102.28,汛后正常蓄水位为97.48m时,上下游坝坡均属安全。(2)副坝根据初设地质描述,其所在的鞍部是水库主要构造软弱带,在山美工程建成后,对副坝已采取多次修膳,至1980年保坝加固后,副坝顶高程已达108.48.0m,顶部最小宽度为15m,上游坡粘土铺盖已铺至99.48m高程,当汛期限制水位94.48m,水库出现校核洪水时,铺盖层水深不超过3m,渗透稳定均可达到标准。(3)2007年9月委托水利水电科学研究院完成了《水库大坝三维渗流安全反馈计算与分析报告》,目前大坝主要存在问题,水库大坝左右坝肩地下水位偏高,坝体下游代替料渗透系数偏小,心墙后竖向排水体上部排水失效,代替料以下的水平排水体上部局部淤堵,导致下游代替料存在饱大和区,下游坝坡容许安全系数不满足稳定要求。(4)2009年已针对水库大坝左右坝肩地下水位偏高,坝体下游代替料渗透系数偏小问题,对左、右坝头进行帷幕灌浆以及下游左右岸坡排水等措施进行加固。从稳定计算的结果来看,对某水库大坝进行防渗加固后,在各个工况下,下游坝坡瑞典圆弧法最小安全系数为1.101,大于1.0625的容许安全系数;简化Bishop法最小安全系数为1.217,大于1.15的容许安全系数,均能满足稳定要求,且有一定的安全裕度。大坝下游的抗滑稳定安全系数得到提高,大坝的稳定安全余度能够满足规范要求。
增加值用水量179m3和174m3计算,可为5.4亿元GDP产值或5.55亿元工业增加值提供用水,按农田灌溉亩均用水量700m3计算,可为1.39万亩农田提供灌溉用水,也为经济和社会发展作出重要贡献。
3.1.3发电效益提高蓄水位1m后增加了调节库容和发电水头,提高了水库电站效益,提高蓄水位1m年增加发电量81万kW.h,年增加发电效益81万kW.h×0.5万元/万kW.h二40.5万元。
3.1.4综合利用效益
据统计2009年该区工业总产值可达1000亿元,为了成功实现以占全省8%的水资源量养育了占全省23%的人口,支撑了占全省27%的地区生产总值;根据市对《下游水量分配方案和水资源开发利用对策》分析,目前下游乡镇需水量为33.07m3/s,以后还会逐年增加需水量。必须充分利用大型水库具有较大防洪库容,科学调度洪水,实现洪水资源化,合理调节水资源,达到丰水枯用,有效缓解泉州市在枯水期、枯水年或干旱季节用水紧张的供需关系,为泉州市经济社会发展提供水资源的保障和支撑。为防止水流沿途污染及水量损失,节约用水,增加水库可供水量;应尽早地着手某水库水资源向泉州市区直接管路供水的前期工作,以有效提高市区供水(质、量)保障能力,这将进一步发挥水库综合效益。
2 安全分析
2.1设计标准改变
首先是设计标准按照1990年颁发的对SDJ12-78水利水电枢纽工程等级划分标准的补充规定,保坝标准已被废除,水利枢纽按补充规定定属二级建筑物,正常运行标准为百年一遇,另考虑到本工程大坝为土石坝,下游有重要城镇的影响问题,故非常运行标准由二级建筑物提高为一级建筑物,以万年一遇洪水为样核标准。第二,在洪水计算方面,由于资料系列的延长,基本资料的变更和计算方法的改进,洪水成果也有较大的改变,如万年一遇1978保坝推荐的洪峰流量为12000m3/s,新成果为8040m3/s,百年一遇洪峰流量前者为5960m3/s,后者为4360m3/s。第三,在水库上游,多年平均有4.166亿m3水量从大樟溪流域,经梯级注入水库,也随着有了很大程度的提高。第四,水库电站扩建工程已于1994年初完成,装机容量由3万kW增加到6kW。第五,近20多年来发生了根本的变化,在供水、防洪、灌溉、综合方面,都将肩负更为重要的任务。
2.2安全稳定复核
(1)主坝坝基按混凝土重力坝要求开挖,1967年复工后,坝型改为粘土心墙土石
4 结语
正常蓄水位提高1m后,增加调节库容1939万m3,提高了本级和下游综合利用的供水量,汛期增大调蓄能力,提高下游河道防洪标准,相当于在上游增建一座中型水库。提高1m正常蓄水位,可作为净化人工湿地生态处理工程和库区四周人工生态景观工程,提高水质,减少水库周边群众水质污染,控制污染物产生和排放量。
3 效益分析
3.1效益分析
3.1.1防洪效益
正常蓄水位提高到97.48m,增加1m蓄水位,提高蓄水位后增加调节库容1939万m3,提高了本级和下游综合利用的供水量,汛期增大调蓄能力,提高下游河道防洪标准,相当于在上游增建一座中型水库。
3.1.2供水效益提高蓄水位后增加调节库容1939万m3,在枯水期按50%计算用水量,根据辽宁省统计年鉴的数据,按万元GDP产值、万元工业
参考文献
[1]王大科.辽宁省水利枢纽提高正常蓄水
位可行性研报告[R].辽宁省水利水电勘
测设计研究院,1994.
[2]江信敬.辽宁省水库大坝防渗加固工程
初步设计报告[R].辽宁省水利水电勘测设计研究院,2008.
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探讨水库提高正常蓄水位的安全与效益
王东坡
(辽宁省东水西调工程建设局 辽宁沈阳 110000)
摘 要:该文论述了某水库正常蓄水位提高到97.48m(增加1m)后的效益与安全状况,实施抬高正常高水位进行分析论证参考。关键词:水库 抬高正常高水位 安全 效益中图分类号:TV697文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)08(a)-0064-01
1 工程概况
辽宁省某水库是一座以灌溉为主,结合防洪、供水、发电等综合利用的大型水利枢纽工程,水库控制集雨面积1023km2,总库容6.55亿m3,设计洪水位(P=1%)98.78m,洪峰流量4360m3/s,校核洪水位(P=0.01%)102.08m,洪峰流量8040m3/s,流域多年平均降雨量1800mm,全流域多年平均来水量14亿m3,工程所在区域属亚热带海洋性气候,温和湿润,雨量充派,多年平均气温20～21℃。
水库于1972年建成,扩蓄工程于1997年6月底建成投入运行。将原来汛限水位94.48m高程,正常蓄水位96.48m高程。再次扩蓄后将原来正常蓄水位96.48m高程提高到97.48m高程,汛限水位94.48m高程,汛末97.48m高程。正常蓄水位提高到97.48m,增加1m蓄水位,提高蓄水位后增加调节库容1939万m3,这不仅在相当程度上缓解周边市区的缺水问题及供水问题,而且为经济的发展注入了强劲的活力。
混合坝。经1994年5月扩蓄工程提高正常蓄水位安全稳定复核,正常运用接百年一遇洪水,非常运用接万年一遇同时遭遇Ⅶ级地震情况复核。当汛期起调水位为94.48m,百年水库最高洪水位为98.98m,万年一遇水库最高洪水位为102.28,汛后正常蓄水位为97.48m时,上下游坝坡均属安全。(2)副坝根据初设地质描述,其所在的鞍部是水库主要构造软弱带,在山美工程建成后,对副坝已采取多次修膳,至1980年保坝加固后,副坝顶高程已达108.48.0m,顶部最小宽度为15m,上游坡粘土铺盖已铺至99.48m高程,当汛期限制水位94.48m,水库出现校核洪水时,铺盖层水深不超过3m,渗透稳定均可达到标准。(3)2007年9月委托水利水电科学研究院完成了《水库大坝三维渗流安全反馈计算与分析报告》,目前大坝主要存在问题,水库大坝左右坝肩地下水位偏高,坝体下游代替料渗透系数偏小,心墙后竖向排水体上部排水失效,代替料以下的水平排水体上部局部淤堵,导致下游代替料存在饱大和区,下游坝坡容许安全系数不满足稳定要求。(4)2009年已针对水库大坝左右坝肩地下水位偏高,坝体下游代替料渗透系数偏小问题,对左、右坝头进行帷幕灌浆以及下游左右岸坡排水等措施进行加固。从稳定计算的结果来看,对某水库大坝进行防渗加固后,在各个工况下,下游坝坡瑞典圆弧法最小安全系数为1.101,大于1.0625的容许安全系数;简化Bishop法最小安全系数为1.217,大于1.15的容许安全系数,均能满足稳定要求,且有一定的安全裕度。大坝下游的抗滑稳定安全系数得到提高,大坝的稳定安全余度能够满足规范要求。
增加值用水量179m3和174m3计算,可为5.4亿元GDP产值或5.55亿元工业增加值提供用水,按农田灌溉亩均用水量700m3计算,可为1.39万亩农田提供灌溉用水,也为经济和社会发展作出重要贡献。
3.1.3发电效益提高蓄水位1m后增加了调节库容和发电水头,提高了水库电站效益,提高蓄水位1m年增加发电量81万kW.h,年增加发电效益81万kW.h×0.5万元/万kW.h二40.5万元。
3.1.4综合利用效益
据统计2009年该区工业总产值可达1000亿元,为了成功实现以占全省8%的水资源量养育了占全省23%的人口,支撑了占全省27%的地区生产总值;根据市对《下游水量分配方案和水资源开发利用对策》分析,目前下游乡镇需水量为33.07m3/s,以后还会逐年增加需水量。必须充分利用大型水库具有较大防洪库容,科学调度洪水,实现洪水资源化,合理调节水资源,达到丰水枯用,有效缓解泉州市在枯水期、枯水年或干旱季节用水紧张的供需关系,为泉州市经济社会发展提供水资源的保障和支撑。为防止水流沿途污染及水量损失,节约用水,增加水库可供水量;应尽早地着手某水库水资源向泉州市区直接管路供水的前期工作,以有效提高市区供水(质、量)保障能力,这将进一步发挥水库综合效益。
2 安全分析
2.1设计标准改变
首先是设计标准按照1990年颁发的对SDJ12-78水利水电枢纽工程等级划分标准的补充规定,保坝标准已被废除,水利枢纽按补充规定定属二级建筑物,正常运行标准为百年一遇,另考虑到本工程大坝为土石坝,下游有重要城镇的影响问题,故非常运行标准由二级建筑物提高为一级建筑物,以万年一遇洪水为样核标准。第二,在洪水计算方面,由于资料系列的延长,基本资料的变更和计算方法的改进,洪水成果也有较大的改变,如万年一遇1978保坝推荐的洪峰流量为12000m3/s,新成果为8040m3/s,百年一遇洪峰流量前者为5960m3/s,后者为4360m3/s。第三,在水库上游,多年平均有4.166亿m3水量从大樟溪流域,经梯级注入水库,也随着有了很大程度的提高。第四,水库电站扩建工程已于1994年初完成,装机容量由3万kW增加到6kW。第五,近20多年来发生了根本的变化,在供水、防洪、灌溉、综合方面,都将肩负更为重要的任务。
2.2安全稳定复核
(1)主坝坝基按混凝土重力坝要求开挖,1967年复工后,坝型改为粘土心墙土石
4 结语
正常蓄水位提高1m后,增加调节库容1939万m3,提高了本级和下游综合利用的供水量,汛期增大调蓄能力,提高下游河道防洪标准,相当于在上游增建一座中型水库。提高1m正常蓄水位,可作为净化人工湿地生态处理工程和库区四周人工生态景观工程,提高水质,减少水库周边群众水质污染,控制污染物产生和排放量。
3 效益分析
3.1效益分析
3.1.1防洪效益
正常蓄水位提高到97.48m,增加1m蓄水位,提高蓄水位后增加调节库容1939万m3,提高了本级和下游综合利用的供水量,汛期增大调蓄能力,提高下游河道防洪标准,相当于在上游增建一座中型水库。
3.1.2供水效益提高蓄水位后增加调节库容1939万m3,在枯水期按50%计算用水量,根据辽宁省统计年鉴的数据,按万元GDP产值、万元工业
参考文献
[1]王大科.辽宁省水利枢纽提高正常蓄水
位可行性研报告[R].辽宁省水利水电勘
测设计研究院,1994.
[2]江信敬.辽宁省水库大坝防渗加固工程
初步设计报告[R].辽宁省水利水电勘测设计研究院,2008.
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