大海波水库运行管理实践及探索

2014-04-06，

水利建设与管理 2014年1期

，

(1.云南省水利水电建设管理与质量安全中心，昆明 650224； 2.楚雄州大海波水库管理单位，云南楚雄 675000)

1 概述

大海波水库位于楚雄州境内龙川江中段主干流上楚雄市下游53km处，水库控制流域面积2200km2，坝址以上河道长126.63km，河床平均坡降6‰。大坝为均质土坝，设计坝高38.5m，水库设计洪水位1753.95m，校核洪水位1756.65m，汛期限制水位1751.65m，死水位1735.15m，电站装机容量3000kW，总库容 3300万m3，有效库容1800万m3，大海波水库是一座中型水利枢纽工程。

1958年12月，大海波水库开工建设，1959年12月，完工蓄水。除险加固后工程由拦河坝、溢洪道、左岸冲沙泄洪洞、输水发电洞、坝后式电站组成。水库承担着下游禄丰县妥安乡、黑井镇灌区、元谋县大型灌区5333.33hm2农田灌溉和下游电站供水及保护下游成昆铁路、108国道、沿岸乡镇15万多人民群众生命和财产安全的任务。

1962年1月，为满足成昆铁路建设电力需求，修建坝后式电站时，因为安装压力管道的需要，水库水位从32.10m降至20.36m，水位骤降11.74m，日均下降0.8m，导致大坝上游坝坡中部滑坡，坝体下沉1.5m，形成局部滑坡。之后至1963年11月间，大坝又产生多次滑坡。为了提高大坝稳定性，将坝轴线后移16m，削缓上游坝坡、抛石固脚，用砂卵砾石料培厚外坝坡等措施进行了加固处理，直至1966年6月完工。水库至2000年已运行近41年。2000年6月，因水库实际抗御洪水能力达不到国家规范规定的防洪标准、溢洪道不能满足泄洪要求、大坝坝坡不满足结构安全等原因，经过安全鉴定：大海波水库大坝为Ⅲ类坝，列入云南省第一批17件重点中型病险水库除险加固项目之一。大海波水库大坝除险加固工程2003年被水利部授予“2002年度水利系统文明建设工地”称号，2005年竣工验收时项目施工质量评定为优良工程，水库除险加固后防洪标准由原来的200年一遇提高到了1000年一遇。2008年，工程通过云南省级管理单位达标考核。

2 大坝管理难点

2.1 防汛任务重

由于水库在龙川江干流上，控制径流面积较大，且上游大部分径流区处在山区，河床坡降陡，具有山区河流洪水汇集迅猛、洪峰过程陡涨陡落的特点，入库洪峰和洪水量、入库泥沙量均较大。经数十年运行，水库泥沙淤积严重，有效库容小、调节性能差，大坝又是均质土坝，交通不便、抢险难度大等多种原因，使得水库一直被列为楚雄州中型重点防汛水库。目前，水库上游共修建有青山嘴大型水库，毛板桥、老厂河、九龙甸、西静河4座中型水库和向阳冲、中石坝、尹家嘴等14座小(I)型水库，总库容达2.2亿m3。上游水库对大海波水库洪峰有削减作用。已建成的龙川江上段河库联合调度系统，对下游河道洪水组成有一定调节错峰作用；近年来楚雄州先后对大海波水库上游龙川江楚雄城区段、南华段、吕合段河道进行了治理，龙川江楚雄城区段河道防洪标准由原来的10年一遇提高到了30年一遇，加快了龙川江洪水在楚雄城区段通行时间，但一旦上游突降暴雨，水库上游产生的流域性洪水，对水库安全仍然影响极大。

大海波水库下游河道狭长，河道迂回曲折，河道比降约15‰。两岸有较高山峰，龙川江河道顺山谷迂回至元谋县城，汇入左岸普登河和蜻蛉河两大支流后，向北汇入金沙江。水库下游7.50km处有西南重要运输线成昆铁路通过；沿河岸有共有25座铁路公路桥梁跨龙川江而过，建有100多座抽水站；水库下游建有装机容量3000kW的大海波坝后式电站、装机容量1万kW的丰源电站和装机容量1.2万kW的小河口电站；水库下游约30～50km沿河岸有禄丰县妥安乡、省级历史文化名镇黑井镇。

大海波水库原设计功能中没有下游防洪任务，但由于近些年下游河道河床采砂和沿岸石料开采、沿岸山坡水土流失等原因，导致河道行洪能力下降，部分河道属于山区河道，多年来无资金进行河道整治，在实际运行中，为满足下游电站、交通部门、乡镇政府对大海波水库泄洪经常提出的控制要求，水库管理单位必须根据实际情况不断调整防洪调度运行计划，因此，加大了水库运行调度的难度和复杂性。

2.2 库内水上交通管理难

大海波水库库区属于狭长地形，正常水位时的回水长约16km，库区涉及楚雄市、禄丰县、牟定3个县(市)的2乡1镇8个村委会，库区沿岸交通条件较差，当地老百姓出行多靠木船从库区水面上出入，人货混装，船只质量差和超载等导致每年都发生翻船事故，屡禁不止，水库管理单位对库内水上交通安全管理工作量非常大。

2.3 水库泥沙淤积成为电站运行隐患

龙川江是一条多沙河流，根据水库上游小河口水文站实测资料多年平均输沙量为89万t，1986年最大达到168万t。大海波水库上游虽建有大中小型水库98座，控制径流面积1299.80km2，占大海波水库径流面积的59.08%，起到了很大的拦沙作用，但由于水库上游径流区楚大公路、楚大铁路、南华县城、楚雄市开发区、青山嘴大型水库等项目的建设，工程泥沙大量流入水库，入库洪水和泥沙特性十分复杂。除险加固前水库没有冲沙泄洪洞，只能靠溢洪道泄洪期间排沙。除险加固后虽然增加建设了冲沙泄洪洞，增大了水库冲沙能力，但2009年来流域连续干旱少雨，入库来水量小，汛期泄洪时间很少，基本没有排沙条件，使得水库淤积加快。目前，死库容已淤满，正常库容剩余625.16万m3，库容损失率为72.5%，有效库容减小，大大降低了水库调洪能力。而且随着水库淤积，三角洲不断向坝前推进，冲沙泄洪洞进水口漏斗不断缩小，已威胁到发电系统和泄水建筑物的安全运行。1993年曾发生过因运行不当造成电站输水洞进口淤堵事故，给泄水建筑物安全运行敲响警钟。除险加固时，输水洞进水口泥沙堆积已超出底坎2m多，入库泥沙、树枝、杂物直接流向进水口拦污栅，大量推移质粗颗粒泥沙进入引水系统，导致拦污栅不断淤堵，压差超标，机组冷却水管、滤水器、水泵、机组蜗壳堵塞等现象频繁发生。除险加固后，增加了冲沙泄洪洞，增大了水库冲沙能力，但随着上游径流区内建设步伐的加快，入库泥沙问题仍然突出，泥沙造成坝后电站的过流部件磨损、水头损失、电站出力下降等问题越来越严重。

3 水库安全管理措施与实践

3.1 明确水库运行及防汛安全责任

每年5月1日汛前，大海波水库管理单位成立以主任为组长、电站站长和水库所在地平地村委会书记为副组长的水库防汛领导小组，全面负责协调水库和电站的运行和防洪度汛工作。防汛领导小组设防汛办公室，主要职责为：编制大海波水库蓄水方案、水库年度调度运用计划、防汛抢险预案及日常水库调度等，并按要求做好汛期24小时防汛值班；开展水库入库洪水预报，大坝、电站及溢洪道、泄洪冲砂洞等水工建筑物巡视检查；负责向楚雄州防汛指挥部和州水务局、禄丰县政府通报汛情、险情和灾情。

水库管理单位、电站和水库所在地平地村委会，成立了防汛抢险突击队，明确水库和电站生产现场各部门第一责任人为抢险突击队队长，要求发生险情时水库管理单位及电站职工、村委会主要骨干服从防汛领导小组统一指挥。为增强职工、村民防汛抢险、灾情自救的意识，锻炼抢险队伍和提高防汛领导小组的应急指挥能力，检验防汛抢险预案的指导性和可操作性，每年进行1次防汛演习，根据演习中发现的问题修改完善预案。

3.2 规范水库运行及防汛管理工作

为规范水库运行及防汛安全工作，依据《水库工程管理通则》(SLJ 702—81)规定和其他相关要求，结合水库和坝后电站工程实际，大海波水库管理单位制定了《大海波水库防汛领导小组及办公室工作制度》、《大海波水库大坝安全责任制》、《大海波水库管理单位防汛岗位责任制》、《大海波水库防汛工作奖惩制度》、《大海波水库灾情汇报制度》、《大海波水库管理单位汛期巡回检查汇报制度》；修订了《大海波水库调度规程》、《大海波水库水工观测规程》、《大海波水库水工维护规程》、《大海波水库水情测报系统维护规程》、《大海波电站水工机电设备运行维护规程》、《大海波水库防汛值班制度》等一系列规章制度和各种险情应急措施，用以加强水库枢纽和电站的日常巡视检查、汛前汛后安全检查和水工建筑物评级等工作。每年管理单位与楚雄州水务局、管理单位与股室、股室与班员签订防汛责任书，落实各级人员防汛及大坝安全管理职责，明确了工作内容与要求、检查与考核等项，并且在实际管理中严格按制度执行，以制度管人，避免人情化，使水库管理工作逐步达到规范化。

3.3 严格调度制度

每年5月1日汛前，水库管理单位根据长期水情预报，制定科学、措施严密的蓄水计划，编制当年《大海波水库汛期调度运用方案》报送楚雄州防汛抗旱指挥部批准后，严格执行。当实际来水和预测值有较大出入时，按已制定的应急保安方案及时调整水库运行方式，做到既利用汛末最后一场洪水完成水库蓄水任务，又能确保大坝安全度汛。为确保拦河坝上游坝坡稳定，制定了严格的《大海波水库控制运用规定》，在水库放水时，由楚雄州防汛抗旱指挥部和水库管理单位中心控制室共同监视控制库水位骤降速度。由于措施严密，责任到位，近年来，水库没有发生一起违规调度运用事件。

为减轻或避免洪水给下游造成危害，管理单位一方面加强与楚雄州防汛抗旱指挥部、铁路部门、禄丰县政府的汛情沟通。每年汛前，向楚雄州防汛抗旱指挥部办公室报告水库下游河段的防洪问题，由州和县防汛抗旱指挥部协调解决清障、治理河道等相关工作；另一方面挖掘内部潜力，开展预报调度，提高洪水调度水平，在确保大坝安全前提下，最大限度利用水库库容消减下泄洪峰。

同时，加强蓄水期和高水位运行时期的水库巡查，查处水上违规载人和运输情况，及时掌握水库水面距离库区民宅、建筑、交通等设施的水位情况，检查库岸山坡边坡稳定情况，保证蓄水工作顺利进行，并为下一年科学制定水库运行计划和汛期防洪度汛方案提供依据。

根据大坝日常巡查制度和年度详查制度，在巡查前，制定了巡查人员组成、巡查线路、巡查内容、巡查方式及记录格式；要求按规定开展工程和管理范围内巡查，掌握大坝及其他水工建筑物运行状态，发现问题及时处理；加强特殊检查和汛前检查，及时向地州防汛抗旱指挥部和州水务局汇报检查情况。

3.4 增大水库运行管理科技投入

大海波水库除险加固时，完成了水库水情自动测报系统、大坝视频监控系统和泄水建筑物闸门远程监控系统建设。自工程竣工投入使用以来，为大坝运行监测、水库运行及防汛管理工作提供了有力保障。在2003年特大洪水调度中，管理单位利用水库水情自动测报系统、闸门监控系统科学调度，避免了超泄洪水对下游的淹没灾害。特别在近几年的干旱缺水时期，通过水库水情自动测报系统合理蓄水调度，使水库最大限度地蓄水供水，为当地经济建设和社会稳定发挥了重要作用。

3.5 做好汛期防汛安保工作

每年年初，管理单位制定防汛和蓄水计划，汛前由技术负责人带队对水工建筑、通信及防洪物资进行了详细检查，并对检查出的问题进行了认真整改。对溢洪道、冲沙洞和老发电洞闸门及启闭系统、电源和水情自动测报系统进行了试验，确保启闭顺畅，通信畅通，为增加与各级部门通信保障能力，汛前增加了一部大灵通电话。

水库除险加固后，泄洪方式由敞泄变为闸门控泄，泄洪方式的改变增加了水库下游行洪通道的管理难度，泄洪前，管理单位通过采取拉响警报、派人到重点区域检查、用喇叭喊话等方式示警，督促在河道内有关人员迅速离开。泄洪中，按照“提前一点、泄小一点、时间拉长一点”的泄洪原则，确保了行洪通道通畅和安全。同时，在汛期加强对上游库区的管理，划定了汛期船只禁入区，设置了警示标志、标牌。

从2005年起，汛期向州水文局报汛，同时，向下游涉及到的防洪保护单位报汛，保证了下游丰源电站、小河口电站的安全。为成昆铁路广通公务段、禄丰县妥安乡、黑井镇和元谋县提供报汛服务，充分发挥了水库的防洪保安功能。

3.6 科学调度增加工程发电效益

大海波水库除险加固后，堰顶高程较除险加固前降低了2.5m, 2006～2008年按原来的调度方式调度,即:汛期溢洪道闸门全部敞泄,汛末开始蓄水，电站发电量与常年相比减少了200多万kW·h，减少发电收入约60万元，减少发电水费收入约8万元，水库调度偏重于防洪。2008年在总结2006年、2007年调度工作基础上，提出进行经济调度、节水增发电量的措施，即：汛期利用水情自动测报和龙川江上游河库联合调度系统，适当改变水库固定汛限水位的调度方式，实现水库安全有效地汛期蓄水，逐步抬高汛限水位，增加水库重复库容的利用，使电站的发电效益得以最大的发挥。2008年在来水量较常年偏少的情况下，电站发电量达920万kW·h； 2009年8月青山嘴大(2)型水库试运行蓄水以来，由于有上游青山嘴水库蓄水调节，大海波水库灌溉蓄水增加，电站发电量也增加。青山嘴水库验收投入运行后，采取科学调度运行方式，将会使大海波水库和电站的发电效益得以最大的发挥。

4 水库运行管理的探索

由于大海波水库上游水库较多，这些水库群运行和部分低标准工程的不断投入运行，既破坏了大海波水库径流区原有的洪水天然汇流属性，加大了大海波水库洪水调度难度，也影响水库枢纽的防洪标准，因此，应加强水库调度管理，探索研究区域水库群联合调度方式，努力实现区域防洪效益和经济效益最大化。

积极探索水库排沙、冲沙有效措施，消除泥沙对水库大坝安全、电站经济运行的影响。ⓐ抓住有利时机，借助青山嘴水库泄洪时，实施低水位冲沙，恢复输水洞门前漏斗。制定防止水工泄水建筑物淤堵的措施，避免泄水建筑物淤堵。减小泥沙对电站过流部件的磨损。减少泥沙淤积，减缓库容损失速度，延缓水库寿命； ⓑ加强入库泥沙监测，提高调洪调沙水平，减少水库淤积量； ⓒ加强泄水建筑物门前淤积高程监测，当门前淤积高程超过某一高度时，应进行短时间开门冲淤或者采取其他工程措施清淤，确保泄水建筑物安全运行； ⓓ及时清除库区漂浮物，以免沉积后加速拦污栅堵塞。