大伙房水库洪水漂浮物清理与防范

2015-12-16何忠富

水利规划与设计 2015年2期

何忠富

(辽宁省水利工程技术审核与造价管理中心，辽宁沈阳 110003)

1 建设洪水漂浮物清理与防范工程的必要

大伙房水库承担着辽宁中部6座大城市及南部大连市的城市供水及沈阳、营口和盘锦等市的农业灌溉任务，是我省最重要水源工程。自水库建成以来，每到汛期，上游各类漂浮物随着洪水进入水库库区，而水库至今未设置拦漂、清漂设施，仅靠简陋的打捞和巡查设备，且打捞人员为临时拼凑的非专业队伍，遇到漂浮物量大时从周边应急借调人员和设备，清漂效率低下、周期长、费用高。

2013年8月16日，浑河流域普降暴雨，全流域平均面降雨200mm以上，暴雨中心集中在大伙房水库上游的抚顺清原县、新宾县等地区，“8．16”特大洪水给抚顺市造成巨大财产损失，房屋倒塌、林木冲毁、河道淤积，河水冲携大量杂物顺流进入大伙房水库库区，总量达110×104m3。进入库区的漂浮物随流向枢纽泄洪设施输水洞及溢洪道靠近，极大威胁泄洪设施运行安全，水库管理单位紧急调用水库养殖大型拦鱼网，才有效截止漂浮物对工程设施运行带来安全隐患。汛后，为确保水源地水质安全，及时有效清理进入库区的漂浮物，辽宁省政府及水利管理单位动用社会一切力量和资源，紧急从全省各地调配设备和人员，但由于采取传统人工清理方式，工作效率低，漂浮物处理场地小，对外运输条件差，耗时近2个月，期间造成水库水质污染，对水库供水造成极大的安全隐患。

鉴于大伙房水库Ⅰ级水源保护区的重要性，建设洪水漂浮物清理与防范工程任务迫切。

2 “8.16”洪水漂浮物的种类和特点

2013年“8．16”特大洪水期间各类漂浮物进入水库总量在110×104m3，漂浮物大致可分为三类:①生活垃圾和工业垃圾，如塑料、泡沫等;②树木和农作物秸杆，如树枝、秸杆等;③灾害类漂浮物，如动物尸体、木料等。根据汛后清理汇总看，第②类漂浮物占比重较大，但对枢纽运行安全及水质安全造成威胁的以第③类灾害类漂浮物为主，且第③类灾害类漂浮物清理也极为困难。

“8．16”特大洪水期间进入水库漂浮物现状见图1、图2。

图1 库区漂浮物

图2 库尾漂浮物坝

3 漂浮物处理方案

为了减轻和避免漂浮物对水库水质和泄洪影响，提高清漂效率，大伙房水库库区漂浮物论证后采取“一拦、二捞、三清”及卫生填埋的综合处理方案。结合“8．16”洪水漂浮物处理总量及其他年份清漂量，综合处理方案的清漂规模按10天处理20．0×104m3漂浮物设计。当发生特殊情况时，通过临时配备动力及部分设备，可将清漂规模提高到10天处理39．5×104m3的漂浮物。

3.1 漂浮物拦截设计

库区分别在浑河、苏子河及社河入库口，浑河和苏子河汇流处，坝前3．0km处，溢洪道进口处及取水口处共布设7道拦漂网。拦漂网总长16．22km(含备用 2．11km)，其中①坝前 3．0km 处拦漂网长1．9km;②社河入库口拦漂网长2．2km;③浑河和苏子河汇流处拦漂网长2．74km;④苏子河入库口拦漂网长1．92km;⑤浑河入库口拦漂网长1．79km;⑥溢洪道进口处拦漂网长2．31km;⑦取水口处拦漂网长1．25km。

拦漂网采用聚乙烯材质，网具高14．0m和40．0m，顶端2．0m范围网目尺寸为0．1m，其余网目尺寸为0．14m。为布设、维护修补拦漂网，配备水上装网钢制平台2个，平台平面尺寸为15．0×10．0m，载重 100．0t。

大伙房水库漂浮物清理设施总体布置情况见图3。

3.2 漂浮物打捞设计

库区漂浮物打捞利用推拖船拖拽拖网围住漂浮物并将其拖至清漂工作平台，围漂同时人工分拣动物尸体及非降解漂浮物装入驳船并运至清漂工作平台。

图3 大伙房水库漂浮物清理设施总布置图

推拖船配备11对共22艘，船体16．0×3．6×3．5m(长 × 宽 × 高)，吃水深度 0．8m，排水量30．8t，主推发动机功率为220．65kW。推拖船配置推漂排，排宽20．0m，入水深度1．0m，水上高度0．3m。驳船配备 7 艘，船体 12．2 ×4．7m ×1．2m，吃水深度0．7m，排水量25．48t，驳船储物尺寸为8．0 ×3．5m，载重量20．0t。配备清漂船1 艘，用于日常清漂。清漂船船体20．5×4．2×4．3m，吃水深度1．1m，排水量 37．0t，载重量 15．0t，主推发动机功率为110kW。

每个清漂平台配备1道拖网，拖网采用聚乙烯材质，每道拖网长1．5km，高5．0m，网目尺寸为0．2m。每道拖网配置2台水平牵引机，水平牵引机容量为10kN，电机功率为3kW。

3.3 漂浮物清理设计

库区共布设5座清漂工作平台用于漂浮物岸上清理，水面漂浮物利用岸式输送机并配备多瓣液压抓斗式反铲挖掘机清理上岸。

清漂工作台布置在水库防洪限制水位126．4m与正常蓄水位131．5m之间。

清漂平台1位于社河入库口左岸白家店村，清漂平台2位于苏子河入库口左岸，清漂平台3位于浑河入库口右岸二道栢村，清漂平台4位于浑河入库口右岸新屯村，清漂平台5位于养殖场北，见图3。清漂平台采用斜坡式结构，坡面布设固定卷扬机混凝土墩。

水面漂浮物清理配备2套岸式输送机及10台多瓣液压抓斗式反铲挖掘机。岸式输送机由收集舱及输送舱组成，可阶梯式连接，单个输送机工作效率为400．0m3/h。2套岸式输送机共配备2个收集舱和4个输送舱，收集舱长12．5m，宽2．0m，收集宽度为4．0m，单个采收头的输送高度为3．0m。输送舱长12．5m，宽2．0m。输送机采用全钢架结构，输送采用双电机带动减速机驱动，单个电动机功率为7．5kW。多瓣液压抓斗式反铲挖掘机抓斗斗容为2．0 m3，清漂时根据需要从市场租赁反铲挖掘机并更换抓斗。配备舟桥2节用于清漂设备通过水上运输在不同平台之间的调配。舟桥长8．0m，宽6．75m，高 0．74m。

同时改造水库工作船1艘，用于清漂工作人员的水上交通。

清漂工作平台采用临时供电方案，岸式输送机和全自动打包机的2座平台各配备1台250kW的移动式柴油发电机组，其余3座平台各配备1台30kW的移动式柴油发电机组。

库区共布设2座码头用于清漂船只的维修和保养，其中码头1为原养殖场老码头，在养殖场东北新建码头2，见图3。

3.4 漂浮物处理设计

动物尸体在水中分拣装入驳船，上岸后利用冷藏车外运至具有相应处理资质的单位并进行最终无害化处理。

其余固体漂浮物采用卫生填埋处理。漂浮物上岸经人工分拣后直接打包预处理，并就近运至库区周边城镇垃圾处理场掩埋。预处理设备采用2台YDW2000全自动打包机，处理能力为15～20t/h，每台打包机配备1台叉车。

3.5 调度管理

由大伙房水库管理局负责组建水源维护队伍，其中专业清漂人员40人。

位于社河、苏子河及浑河上的三张拦漂网(即拦漂网2、4、5)根据汛前水情状况，于汛前完成铺设。而库区中的两张拦漂网即(拦漂网1、3)则根据漂浮物汇集情况，当前三张拦漂网无法保证有效拦截时，尽快进行铺设。

当发生突发情况，漂浮物越过拦漂网1，致使拦漂网6前有漂浮物聚集时，应时刻对拦漂网6前漂浮物聚集情况进行监视，必要时可采取应急措施，对其进行破坏处理，保证水库行洪安全。

3.6 拦漂网对水库行洪影响

大伙房水库设计洪水位为136．63m，相应水库泄量为10386m3/s，拦漂网1断面处相应流速为0．2m/s，当漂浮物被拦漂网1拦截，影响行洪断面面积仅占总面积的2．9%，相应流速为0．21m/s;拦漂网6断面处相应流速为0．27m/s。校核洪水位为139．32m，相应泄量为13535m3/s，拦漂网1断面处相应流速为0．24 m/s，当漂浮物被拦漂网1拦截，影响行洪断面面积仅占总面积的2．7%，相应流速为0．25 m/s;拦漂网6断面处相应流速为0．30m/s。因此拦漂网1及拦漂网6均不影响行洪安全，且可在水库泄洪时保证网的安全。

拦漂网对水库行洪没有影响，汛期时水库的调度按正常调度即可。