小湾水电站水库库岸管理探讨
2015-04-08陈维东尹云坤朱庭兴华能澜沧江水电股份有限公司小湾水电厂云南大理675702
陈维东,尹云坤,朱庭兴(华能澜沧江水电股份有限公司小湾水电厂,云南 大理 675702)
小湾水电站水库库岸管理探讨
陈维东,尹云坤,朱庭兴
(华能澜沧江水电股份有限公司小湾水电厂,云南大理 675702)
小湾水电站蓄水期建立了健全的库岸管理组织机构,编制库岸管理工作制度,组织每周库岸巡视检查,完善库岸地质缺陷点影像台账;开展了4次阶段蓄水库库岸地质灾害调查、复核及失稳预测的专题研究,对重要地质缺陷点采用人工观测和GPS自动实时观测相结合的方式;与地方政府建立联动机制,信息共享,群测群防,加强预警。通过以上措施,提高了库岸管理的实效性和针对性,提升了库岸管理的工作水平,最大限度减少了灾害损失。
水库运行管理;库岸;变形;小湾水电站
1 工程概况
小湾水电站水库区地处横断山脉南段,地势北高南低,水库两岸山势陡峻,自然山坡坡度一般30°~45°,河谷深切,呈“V”形。水库两岸地层岩性复杂,以沉积岩、变质岩为主。地质构造发育,深大的澜沧江断裂纵贯全水库。水库由东、西两支组成,东支支流黑惠江水库长123 km,库岸总长432 km;西支干流澜沧江水库长178 km,库尾回水至云龙县旧州乡新民村,库岸总长597 km。
自2008年12月16日导流洞下闸蓄水开始,至2012年10月31日水库水位首次蓄至正常蓄水位1 240 m,蓄水过程按照“分期蓄水、监测反馈、逐步检验、动态调控”的原则分4个不同阶段进行:第1阶段为2008年12月16日~2009年6月28日;第2阶段为2009年6月29日~2010年7月14日;第3阶段为2010年7月15日~2011年5月31日;第4阶段为2011年6月1日~2012年10月31日。通过对不同蓄水阶段反馈的监测数据对比分析,及时掌握水库大坝的性态,为下一步蓄水提供建议[1]。
2 库岸变化情况
水库蓄水前库区物理地质现象主要有滑坡、崩塌及泥石流。其中,滑坡灾害点31个(澜沧江库区18个、黑惠江库区10个、枢纽区3个);崩塌灾害点31个(澜沧江库区18个、黑惠江库区11个、枢纽区2个);沟谷型泥石流7条(澜沧江库区3条、黑惠江库区2条、枢纽区2条)。水库蓄水后,由于地质条件的改变,引起库岸岸坡的再造变形。各阶段主要的库岸变形如下:
(1)第1阶段蓄水过程中,整个库区物理地质作用强烈,物理地质现象较发育,有滑坡、崩塌、松散堆积体和泥石流等,以滑坡和滑塌较为普遍。主要的失稳体和松散堆积体大部分处于稳定状况,稳定性较差的约占总数的36%。
(2)第2阶段蓄水过程中,库岸再造模式主要有坍(崩)塌型、滑移型和坍塌-滑移转化型3大类。其中,滑移型约占10%,坍塌-滑移转化型约占3%,坍塌型占87%。以坍塌型最为常见,广泛出现库区各段的崩坡积、全风化层、全强风化层、残坡积堆积岸坡中,塌岸宽度一般均大于塌岸高度。
(3)第3阶段蓄水过程中,对库区巡视排查发现,澜沧江库区及黑惠江库区岸坡以小型坍塌失稳最为常见,近坝40 km范围内较大的失稳体有10余处,集中于受澜沧江断裂影响的全强风化或全风化岩体中,规模较大塌岸主要发育于此。
(4)第4阶段蓄水过程中,库岸总体变形不大,局部岸坡出现变形、滑坡,主要有澜沧江库区的方家寨、小水井、小平地公路3处库岸;黑惠江库区的利达、子堂、比基、利皮、大密西、八字耳朵、乌支等7处库岸。库区塌岸模式主要有坍塌型、滑移型、坍塌-滑移转化型等,以坍塌型最为常见。
3 水库库岸管理
3.1组织机构建设
为了做好蓄水过程中水库的安全管理工作,小湾水电厂成立了库区安全管理领导小组,推进库区管理工作。领导小组下设办公室,设在小湾水电厂水库部,负责库区安全管理工作。
联合库区各州、市、县政府库区管理负责人成立库区协调工作组,主要负责信息沟通、联系和协调,及时通报流域水情,一旦发生险情及时通报地方政府,及时撤离危险区域人员,禁止船只进入危险区域[2]。
3.2工作机制
小湾水电厂负责组织水库巡视检查和地质排查工作,安排巡视检查路线,提供巡视检查所需要的交通工具、工器具、图纸、相关资料及后勤保障,整理完成当日的巡视检查记录报告,向上级相关部门和领导汇报当日库区巡视检查的情况。负责将库区巡查过程中发现的异常情况以简报的形式通报给地方政府,并将与当地政府有关的问题,如百姓在淹没线以下放牧等,通报给各县库区协调管理负责人,由各县政府负责协调处理[3]。
设计单位配合小湾水电厂完成水库巡视检查工作,提供相应的技术支持和资料,对巡视检查过程发现的问题给出相应的评判和指导性建议,对当日巡视情况给出总体评价。
3.3主要方法
3.3.1制度建设
为做好库区巡视检查和库岸管理工作,及时总结水库管理过程中的经验,小湾水电厂先后制定了《蓄水期水库库岸巡视和观测技术要求》、《小湾水电厂水库管理标准》、《小湾水电厂水库岸巡视检查管理办法》、《小湾水电厂水库岸巡视检查作业指导书》等标准,为后续开展库岸管理工作打下了良好的基础。
3.3.2特征水位的地质排查
根据4个阶段蓄水的情况,小湾水电厂联合设计单位和成都理工大学在水库下闸蓄水前、1 125 m、1 160 m特征水位组织开展了水库库岸稳定性调查,对库岸坍塌体、变形体、滑坡体等地质缺陷点进行了全面的调查和分析,掌握整个库岸的重点库段和危险点,建立库岸视频和影像资料。根据调查情况开展蓄水响应与失稳预测专题研究、水位陡降分析,建立了《小湾水电厂库区缺陷点分级管理台账》,绘制了近坝库岸缺陷点分布图,为下一步日常巡查工作找准侧重点,对重点位置加密观测,及时掌握其变化情况。
3.3.3重点库岸的稳定复核
根据蓄水过程中库岸巡视检查和特征水位排查成果,确定了库区19个地质缺陷点属于重大隐患点。为了彻底弄清楚这19个缺陷点的情况,委托专业机构对其开展了地质钻探和取样分析工作,根据取样分析结果对缺陷点制定处置措施。
3.3.4重大地质缺陷点监测
近坝库岸重大地质缺陷点主要通过人工和自动化监测仪相结合的方式进行监测。人工监测主要是委托当地群众对地质缺陷点进行现场巡视,对埋设在失稳体裂缝上的简易测缝装置进行定期测读,及时发现新增的裂缝和坍塌,掌握裂缝的变化情况;委托专业机构定期对缺陷点布置观测桩,开展人工表面变形观测,掌握其整体变形情况。自动化监测是在地质缺陷点上布置GNSS自动化观测装置,对缺陷点进行实时监测,掌握其变化情况。通过对监测数据的对比分析,全面了解缺陷点的变形情况,变形较大时及时预警。
3.3.5库区巡视检查
每月开展4次库区日常巡视检查,编制相应的巡查报告。巡查内容包括:水库库岸是否有新增坍塌、滑坡,已发现的地质缺陷点是否有变化,淹没线以下或危险库段是否有复垦、回迁,库区水面是否存在大量漂浮物,库区是否有新增违章建筑。重点对库区居民点、桥梁、码头、公路等附近区域进行巡视,检查是否存在威胁上述设施安全运行的隐患。
遇到水位陡降、地震、库区强降雨、库岸发生大面积或大方量坍塌等情况,邀请专家对库区开展专项检查,提交专题报告。小湾水电厂水库每年的水位变幅最大可达60 m,在水库最低水位和最高水位,联合设计单位对整个库区开展巡视检查,提交库岸稳定性复核报告,掌握塌岸、滑坡等地质缺陷点的变化情况。
3.3.6加强库区安全宣传和警示
结合库区巡查工作,不定期进行库区走访,深入库区居民点发放《小湾水电厂库区危险作业通知单》。每年汛前、汛后向库区周边居民发放一次库区安全知识宣传单,开展安全知识宣传。主要包括:水库、大坝管理的法律法规摘要;水库所属的管理范围和保护范围;禁止到库区游泳、钓鱼;禁止到淹没线以下放牧、复垦;禁止私自在库区旅游、划船、客运等。在库岸码头、地质缺陷点、人员活动频繁的地方设立警示标识牌、警戒线,提醒过往船只和行人注意安全,远离地质缺陷点;在库区重大地质缺陷点附近人员集居的村落安装声光报警器。
3.3.7加强与地方政府和群众的沟通
每年联合县、乡召开库区管理联席会,组织库区巡查员召开座谈会,加强沟通和了解,宣传相关的法律法规,通报水位变化情况。采用节日慰问、座谈等方式加强与当地群众沟通和联系,充分调动当地群众的积极性,共同开展库岸巡视检查工作,争取得到各方的最大支持,及时发现库区的安全隐患。
主动加强与地方海事、渔政、移民局、安监局等相关部门的沟通,及时将蓄水信息和库岸巡视检查中发现的问题以简报的形式报送相关部门,取得地方政府的理解和支持,协调解决库区蓄水过程中存在的各类安全隐患,共同开展库区管理[3]。
3.3.8健全应急管理机制
结合库区情况,编制了《小湾水电厂库区突发事件应急预案》和《小湾水电厂工作船综合应急预案》,并组织演练,提高库区管理人员的应急避险能力。积极参与当地政府组织的相关库区突发地质灾害的应急演练工作,增强彼此间应急工作的沟通与了解。
3.3.9制作库岸地质缺陷点卫星图册台账
为准确、直观、快速地定位库区地质缺陷点分布情况、地理位置和范围,采用Google Earth卫星地图自制《小湾水电厂库区地质缺陷点卫星图册》,标注出缺陷点的具体信息,作为库区巡视检查工作的重要工具。同时,将制作好的台账源代码制作成网页,实现库区地质缺陷点图册在网页上在线预览功能,并可查阅库区地质缺陷点的详细资料,实现库区管理信息化[4]。
3.3.10建立水库三维可视化管理系统
小湾水电厂水库淹没面积大,库周长超过1 050 km。结合库区地理地形环境状况,采用轻型低空无人机航测遥感新技术进行彩色航空摄影,获取整个库区高分辨率彩色影像,加工制作成正射影像(DOM)等数字产品,建立水库三维可视化管理系统,实现水库库岸的可视化在线巡查。加强对库岸变形体、坍塌、滑坡等地质缺陷点成因和变化趋势的分析研究,提出合理的监控预警措施,以完善库区管理信息化和水库三维可视化管理系统,实现库区库岸动态预警,降低工作强度,提升水库管理的水平[5]。
4 库岸管理存在的问题
(1)库区地质缺陷点范围广,陆路交通不便;地质缺陷点的监测方法较单一,工作效率不高,不能及时发现库岸出现的裂缝和错台,很难及时对变形体周边及库区水面活动人员进行预警。
(2)水库管理主体、职责、范围不明晰。尽管国家现行法规和政策明确对水电工程实施保护,水库形成的水面和消落区由运行管理单位统一管理、调度及开发利用,但缺乏针对库区的专门法规和管理制度,对库区管理范围、职责仅作了原则性的规定,管理职责、环境保护职责、库区水域管理协调机构等方面不明晰,责任难以落实到位。
(3)部分库区周边的群众和移民搬迁到新的移民点后,由于不适应当地的气候和生活习惯,个人诉求未得到及时满足等原因,又返迁回库区生活,在库区淹没线以下的水位消落区复垦和放牧。由于库岸淹没线以下和淹没线附近库岸存在诸多不确定因素,可能会给周边群众造成财产损失和人身伤害[6]。
(4)水库蓄水初期,库区存在很多不稳定因素,在水位抬升和下降过程极易产生库岸坍塌、泥石流等地质灾害,政府或个人过早介入库区进行开发,安全隐患较大。
5 结语
大中型水库库岸管理工作涉及的工作面广,内容繁杂,是一项复杂的、艰巨的管理工作。在5年多的库岸管理中,小湾水电厂通过不
断总结和创新工作方法,提高了库岸管理的实效性和针对性,提升了库岸管理的工作水平,做到了以预防为主,及时发现险情,最大限度地减少了灾害损失。
[1]李永莉,赵小艳,付虹.小湾水库蓄水前后的水库地震波速比变化初探[J].地震研究,2012,35(4):464-470.
[2]谭政.关于我国水库运行管理方式的探讨[J].人民长江,2011, 42(10):105-108.
[3]梁滨,黄启灿.浅谈水库管理现状与对策[J].广西水利水电,2004,33(3):64-66.
[4]王思敬,马凤山,杜永廉.水库地区的水岩作用及其地质环境影响[J].工程地质学报,1996,4(3):1-9.
[5]吴敏杰.特大型水库运行期间岸坡地质环境劣化效应与防治对策[D].重庆:重庆交通大学,2012.
[6]李杰富.小湾水电站水库淹没与移民初议[J].云南水力发电,1998,14(4):65-68.
(责任编辑杨健)
Discussion on Reservoir Bank Management of Xiaowan Hydropower Station
CHEN Weidong,YIN Yunkun,ZHU Tingxing
(Huaneng Hydro Lancang Xiaowan Hydropower Plant,Dali 675702,Yunnan,China)
A sound management system for reservoir bank in water impoundment period of Xiaowan Hydropower Station is established,such as preparing bank management provisions,organizing weekly reservoir bank patrol and supplementing the images of bank spots with geological defects.Four geological disaster investigations,reviews and stability studies for reservoir bank in four impoundment stages are carried out,in which,the artificial and GPS automatic observations are jointly used to monitor important geological defects.A linkage mechanism with local governments is also established to share information,monitoring and prevention and strengthen early warning.The implement ation of these measures improves the effectiveness of bank management,enhances the level of bank management and minimizes disaster losses.
reservoir operation management;reservoir bank;deformation;Xiaowan Hydropower Station
TV697.1(274)
B
0559-9342(2015)10-0012-03
2015-07-27
陈维东(1983—),男,湖北宜昌人,工程师,主要从事水库、大坝运行维护管理工作.