笔架山水库供水防洪调度方案

1笔架山水库供水防洪调度方案审批：董立武审定：郑建业编制：李思明校对：赵云辉笔架山水库管理站二O一一年七月十一日2笔架山水库供水防洪调度方案笔架山水库是具有防洪、灌溉和养鱼等综合利用的水库。水库调度包括防洪调度和灌溉供水调度。结合水库的特性和现状，制定科学化的管理办法，确保大坝安全度汛，保证下游水田正常供水。一、水库工程基本情况笔架山水库位于双鸭山市集贤县笔架山农场境内，是一座以防洪、灌溉为主，兼顾灌溉、防洪、除涝、养鱼等综合利用多年调节的山丘区中型水库。笔架山水库枢纽工程由粘土心墙式土坝、泄洪闸、灌溉输水洞等三部分工程组成，为三等三级枢纽工程。其设计洪水标准为百年一遇，校核洪水标准为千年一遇。水库大坝为粘土心墙土石混合坝，坝高130.80m，坝长940m，坝顶宽6.5m。溢洪道位于水库东南岸，水库设计灌溉面积2.8万亩，在三江流域规划中为第四区，是三江治理控制性工程，具有拦蓄上游山丘降水，有效削峰滞洪，提高哈达密河的防洪能力。水库校核水位为129.20m，总库容积为3080万m3；正常蓄水位为128.20m，相应库容为2630万m3；汛限水位126.5m，相应库容1912万m3；死水位119.50m，相应库容180万m3。二、水库特性情况3笔架山水库兴利调度主要是在运行过程中，保障笔架山农场以及集贤县兴安乡等水田供水。按水库设计要求汛前限制水位126.5m，相应的库容为1912万m3，按水库工程现状，汛期限制水位定在125.40m，相应库容为1500万m3（下附洪水调节计算表）。调洪演算公式：(V1/△t+q1/2)+Qcp-q1=V2/△t+q2/2式中：V1--时段初的库容（m3）q1--时段初的泄洪流量（m3/s）V2--时段末的库容（m3）q2--时段末的泄洪流量（m3/s）Qcp--时段初t1至时段末t2的来水流量均值（m3/s）△t=6小时—t1至t2的时间间隔（s）按水库的库容曲线，泄洪闸流量关系线，附调洪工作曲线表调洪工作曲线计算表ZH。qvV/△tV/△t+q/2122.000560259.3259.3122.50.56.2670310.2313.3123.01.017.7790365.7374.6124.02.052.51070495.4520.7125.03.092.31380638.9685.0126.04.0139.51730800.9870.7127.05.0191.42100972.21067.9128.06.0247.425401175.91299.6128.56.5275.827601277.81415.7129.07.0304.7300013881541.2129.57.5333.9324015001667.0130.08.0363.434701606.51788.24因此，笔架山水库根据调洪曲线列表计算法，从汛前限制水位125.4m开始起调，下泄流量按q≤Qcp控制泄洪，当洪水流量Qcp大于泄洪闸泄洪能力时，则全开泄洪。当通过洪峰流量后，按q≤Qcp控制泄洪，调洪结束后的库水位可控制在兴利水位或低于兴利水位。因泄洪闸有较大的泄洪能力，为保证水库正常蓄水，可考虑部分蓄洪。目前水库承担2.2万亩水田灌溉任务，根据水田各阶段需水情况，水库从5月1日起—9月5日止分5期供水。根据水库所承担的下游防洪、灌溉任务和洪水预报成果，洪水发生时按水库坝址以上和区间不同洪水组合方式进行防洪调度。三、水文资料及预报情况1957-1980年，24年的风速系列。7、8、9月汛期多年平均最大风速12.1m/s。水库流域多年平均降雨量575mm，多年平均气温3.6℃，最高气温34℃，最低气温-33℃，秋冬结冻期11月10日，春季解冻期4月15日，平均最大冰厚1.1m左右，水库控制流域面积180km2，流域的重心位置在东经130.9°，北纬46.7°。笔架山水库目前还没有水文自动测报系统，水文观测只能靠流速仪测流和水位观测这两种方式。水文测站只有一个雨量观测器，设在水库坝下。笔架山水库报汛方式只有固定电话和手机两种通汛方式，如果这两种常规通汛方式中断，水库与外界将中断信息，只有采用人为与外界传递信息。笔架山水库水文站，雨量站报汛采用人工观测电话通报，没有其它通信渠道。5笔架山水库在抗洪前线抢险指挥的通讯方式采用电话、手机、手持对讲机等通讯方式与防汛抢险指挥机构进行联络。四、水库工程现状及存在的主要问题：1、主坝包括（1）、土坝：土坝工程已基本成型，现有坝顶高程130.8m，虽为多次间歇性施工，但坝体施工质量及坝基均未有显著的不利隐患，可以认为是基本合格工程。（2）、坝前铺盖：根据铺盖等原图看，原工程未作铺盖就蓄水了，而现有的天然铺盖在坝脚处为破坏状况，在坝前60米处为原老河道切断了天然铺盖。（3）、上游护坡：上游坝坡1:2.5，采用预制板护坡，在马道以下为1:3.5的砂壳护坡为干砌石及碎石、砂垫层。护坡石有近三分之一数量的风化石，其余为较坚硬的青石铺筑。风化石经水位变化的冲刷，现已风化成一堆堆砂质酥块，粒径为20-30cm。碎石垫层平均粒径约10cm，厚度10cm左右，也存在风化石已风化问题。（4）、下游护坡：下游边坡为1:2，坝脚处有干砌石滤水堆址、排水棱体结构稳定无破坏现象。但一直没做护砌处理，虽隔一段距离设了一些平砌面溜水槽，效果并不好，需投资建设护砌。（5）、下游减压沟：下游未作减压沟，但老河道在下游距坝脚20-30m丫字形流向下游。现在蓄水位在120-127m，下游左侧河道距坝脚30米处内出现渗漏清水，渗压水头可达115.0m6高程左右，滤水坝址外10米以内，低洼地段渗水反浆，需续建处理。2、副坝副坝位于主坝南端原坡积土坡以南100米，接南坝肩。副坝为1976年整修续建设计时，采用的右岸无闸开敞式溢洪道开挖槽，现有底高程124.7m，底宽67m，上口宽90m。3、输水洞输水洞为日伪时期修建开凿的隧洞，洞长102m，浆砌石取水塔，2台螺杆启闭机，平板钢闸门，出口为梯形底流消力池。目前输水洞渗水，个别部位岩石脱落，闸门槽缺损，闸门滚轮破坏，检修叠梁启闭不便，叠梁损坏严重等。4、泄洪闸及泄洪渠泄洪闸工程是按初步设计确定规模，闸底高程122m，闸孔尺寸6x7m，陡坡跌水，T型墩消能。泄洪闸下游的泄洪渠，自消力池出口起至汇入下游河道，坝下游主河道全长737m，通过三级跌水与下游河道底高程相接，此段工程由笔架山水管站进行系统管理，泄洪渠土质为粘土，抗冲流速在1.0m/s左右，在通过设计洪水流量与校核洪水流量时，流速均大于1.5m/s，此段泄洪渠采用0.3m厚的干砌块石护砌。按消能计算，除第三级跌水下游河道水位偏低，不能满足淹没要求外，一、二级跌水均无消能要求，所以工程是可以满足设计要求，但问题出现在笔架山管辖三级跌水下段哈达密河道，由于从三级跌水往下渠道管理归集贤县管理，由于多年来农民种地河道堵塞严重，渠7道泄洪能力大大减弱，哈达密河部分渠段最大泄洪承受能力只有16m3/s，远远达不到水库汛期防洪要求。五、库区兴建、消险加固及工程鉴定该水库始建于解放前，1958年由笔架山农场自行规划设计和施工，1963年纳入国家计划，归由水利厅安排投资建设，1964年由农场完成了“笔架山水库续建工程扩大初步设计”并经原水利厅审核批准由农场自筹续建。1976年又由农场完成了“笔架山水库整修续建工程设计”，1985年由省水利厅科学研究所完成了“笔架山水库整体续建工程初步设计”，1989年完成了笔架山水库泄洪闸技施工程设计，1989年由笔架山施工，1991年竣工。库区地质地层古老，处于以剥蚀为主的地质环境中。第四松散堆积厚度不大，分布于地势低洼的沟谷之中，简单水文地质，基岩裂隙潜水坡积层下孔隙承压水，冲洪积中空隙潜水含在地表距0.5-30m范围内。笔架山水库大坝到目前为止未作过安全鉴定。六、水库调度运用及影响范围1防洪调度：在保证工程安全的前提下，争取更大的经济效益。在兴利方面既有长计划，又有短安排，做到大洪不出险，大旱不缺水，少弃水多兴利。汛期利用天气预报系统和雨量观测点准确预报水情雨情，并结合笔架山水库多年运行的实际情况，在确保大坝安全的前提下，尽量多蓄水，充分发挥水库作用，提高综合利用率。82主要运用指标：水库正常蓄水位兴利水位128.20m，相应库容2627万m3。但由于主坝上游防渗铺盖未完成，所以水库的蓄水位必须逐步提高，并时刻注意水库的运转情况。目前笔架山水库正常蓄水位始终控制在126.5m以下，相应库容蓄水量1910万m3，死水位控制在119.50m，相应蓄水量180万m3。根据笔架山水库工程现状以及下游河道的安全泄量，为确保水库本身安全，我们通过防洪计算，结合本流域四十多年的实测供水资料，经水文计算得出各种频率的设计洪水过程线、及调洪工作曲线、库区特性曲线，按水库设计要求汛限水位定在126.5m，相应库容1912万m3，由于水库工程现状以及其它各种因素限制，水库历年来汛限水位一直限制在125.40m以下，相应库容1500万m3。3防洪调度规划：从汛限水位以下125.0m起开始预备调洪。当库水位达到125.0m时，开始启动泄洪闸，下泄流量根据上游来水量起调，最大泄量不超过92.3m3/s。当水位达到汛限水位时，按照入库流量安全泄洪，最大泄洪量不超过165.2m3/s。当水库坝址以上出现20年一遇以上洪水时，立即向上级主管部门汇报，请示下泄流量，但最大下泄流量不宜超过设计标准210m3/s，最大泄流量应小于入库流量。一旦接到水库放水通知，要及时开启闸门放水，加强巡逻，保证水库安全。4、影响范围：笔架山水库下游直通哈达密河，没有其它防洪工程，下游地势低洼，一旦水库发生全部溃坝，将会危害水库人民群众生命财产以及耕地、铁路、公路等安全，造成巨大9损失。双鸭山市集贤县福利镇东兴村和兴安乡宏德村、仁德村、忠厚村、精神村、和平村、永乐村、庆生村、兴业村、和发村处于淹没范围内，人口13300人，耕地万亩。水库下游哈达密河防洪标准20年一遇，安邦河防洪标准30年一遇。发生超标准洪水时，水库溃坝，安邦河也存在溢流危险，故位于安邦河与哈达密河之间福利镇福合村、红联村、先锋村、胜利村、农丰村及良种场的居民9500人也受洪水淹没危险，应及时安排人员和财产转移。淹没范围内还有集佳高速公路及国家铁路。水库坝址距安邦河入口上游9.6km两侧既有土堤，按二十年一遇洪水标准设计。设计河道安全泄量为210m3/s。下游河道归属集贤县管理，防洪标准和实际泄量由县防汛指挥部指挥实施。七、泄流方式的确定笔架山水库在进入主汛期后（7月1日—8月31日）水库最高水位维持在125.40m以下，相应库容1500万m3，低于汛限水位1.1m，相应库容412万m3。当水库水位达到125.40m时启动泄洪闸放水，下泄流量根据上游来水量起调，最大泄量不超过6.0m3∕s。当库容达到汛限水位时按入库流量安全泄洪，最大不超过16m3∕s。当水库坝址以上出现20年一遇以上洪水时，立即和集贤县政府及水务局取得联系，并及时向双鸭山市防汛指挥部汇报请示下泄流量。一旦接到通知，水库要及时开启闸门，加强巡逻，确保水库大坝安全。同时在保证大坝安全的前提下必要时为了和下游区间错峰，水库可考虑短时关闸错峰。当发生50年一遇以上洪水时，水库不再控制泄流，按溢洪道的10过流能力起调泄流，但保证最大泄流量应小于最大入库流量。在汛期应按要求将水库水位控制在汛限水位以下，一旦接到笔架山水库放水通知，要及时开启闸门放水。11表一水库名称：笔架山水库位置：双鸭山市集贤县笔架山农场总库容洪水标准现有防洪安全标准设计频率设计水位校核频率校核水位频率洪峰洪量（天）最高洪水位最大下泄量30801%128.50.1%129.55%160.61079.5125.92315百年洪水主坝坝型副坝坝型洪峰洪量（天）洪水位下泄流量最大坝高坝顶高程坝顶宽度坝顶长度最大坝高坝顶高程坝顶宽度坝顶长度444.31890.6128.523516.5130.86.59406.1130.86100下游河道设计安全泄量：315实际允许最大过