乌苏市病险水库除险加固工程浅谈

□孙玉芬（新疆乌苏市水利管理站）



乌苏市病险水库除险加固工程浅谈

□孙玉芬（新疆乌苏市水利管理站）

摘要：病险水库除险加固是一项任务非常艰巨的工作，具有重大的责任意义。新疆地区的水库工程由于始建的时间较早，受到当时施工技术和条件的限制，设计的标准偏低，存在着大量的问题。文章介绍了新疆乌苏市水库工程概况，分析了大二泉水库存在的主要病险问题，阐述了病险水库除险加固的必要性，提出了除险加固工程总体思路，并制定出切实可行方案，旨在提高水利工程质量。

关键词：病险水库；除险加固；工程建设与管理；新疆乌苏

0引言

新疆地区的水库工程数量非常多，分布在新疆的不同地区，水库的坝形各种各样，在防洪减灾方面发挥着重要的作用，同时还为当地的农业灌溉、工业用水和人们的生活用水提供了水源。由于使用的时间较长，很多工程都存在着一些病险问题，防洪标准达不到规定、工程质量较差，存在着坝基、坝体渗透和破坏等问题，使水利枢纽工程不能正常发挥作用，威胁着人们的生命财产安全，所以对水库工程进行除险加固处理非常重要。

1工程概况

新疆乌苏市现有小型水库20座以上，总库容4000万m3以上，所有的水库都是属于平原型水库，坝型为均质土坝。由于乌苏市水库始建于上世纪六七十年代，属于“三边”工程，当时的施工技术和条件都非常有限，水库设计标准低，达不到现在的防洪标准，工程的施工质量整体较差，很容易出现渗透、渗漏等问题。再加上水库从建成到现在运行时间长，很多建筑物都老化失修了，因此存在诸多安全隐患，不能发挥应有的效益，还会对下游人民的生命财产安全造成威胁。针对这些情况，乌苏市针对影响水利发展的宏观形势和客观环境变化因素，按照“突出重点，确保安全，兼顾效益”的原则，对全市小型病险水库分类排队，按轻重缓急分期分批进行除险加固，有效缓解了乌苏市中部灌区水资源紧张的矛盾及防洪压力。

乌苏市大二泉水库除险加固工程就是在可持续发展水利新思路的指引下，勇于实践大胆探索结出的丰硕成果。乌苏市地势南高北低，大二泉水库位于流向自南向北的喇嘛沟河平原段，该段河道开阔。大二泉水库被古河道之间的一道土梁隔开，分为东、西两个蓄水区，两区分别筑有拦水坝，坝址相距1 km。

2水库工程存在的主要病险问题

大二泉水库是以农业灌溉为主，结合防洪、养殖、旅游等综合利用的小型水利工程，原设计总库容550×104m3，主要任务是拦蓄喇嘛沟河水和引蓄奎屯河调水，调节水量在时空上分布不均的问题，解决下游灌区的用水。水库直接控制灌溉面积有头台乡1800×104m2耕地。水库东泄洪区始建于1958年，主要建筑物有大坝和放水涵洞；西蓄水区始建于1960年，主要建筑物有：大坝、放水涵洞。由于初建技术力量所限，使大坝的安全存在诸多隐患，水库存在的主要问题有以下几方面：①防洪标准较低。目前水库大坝抗御不了50 a一遇校核洪水，抗御不了10 a一遇设计洪水。②大坝填筑质量压实干密度较低。③水库淤积情况严重。东蓄水区已运行多年，现有库容至坝顶高程为110×104m3。西蓄水区也已运行40年，现有库容至坝顶高程为123×104m3，均达不到设计调蓄能力。④水库无溢洪道。使用放水涵洞泄洪，而放水涵洞无法满足设计及校核情况下的泄洪要求。⑤放水涵洞老化严重。由于多年失修，洞壁混凝土存在不规则裂缝，仅有工作闸门无检修闸门。⑥坝体质量较差，坝顶不平整，迎水面无防冲设施，存在冲刷问题。

3水库工程除险加固必要性

水库运行至除险加固前，淤积严重，基础渗漏及坝体填筑质量差，已存在严重隐患，影响安全运行，严重制约着当地的经济发展。

3.1灌区经济发展和社会稳定的需要

大二泉水库所控制的灌区包括西湖镇、头台乡、车排子镇、甘家湖牧场和石桥乡等，可耕地面积2.67×108m2，是乌苏市水土资源开发潜力最大的灌区之一。该灌区在乌苏市国民经济中占有举足轻重的地位，大二泉水库带病运行无法满足下游灌区的用水要求，给当地农业发展产生了一定阻碍作用。根据大坝安全鉴定，大二泉水库属三类坝，首先对该水库进行除险加固恢复库容是当务之急。

3.2加固大二泉水库是防洪的需要

大二泉水库是一座拦河水库，下游主要防洪对象是头台乡政府所在地、公路及周边农田、林地。水库的安全关系到下游灌区人民财产和生命，所以从防洪角度来看，必须加固大二泉水库。

3.3加固大二泉水库是发展的需要

加固大二泉水库是充分发挥现有骨干水利工程效益，保证灌区可持续发展的需要

4工程除险加固技术方案

4.1工程除险加固的总体思路

水库除险加固工程围绕淤积和防洪问题拟定主导方案如下：①淤积问题：大二泉水库的泥沙主要由5-9月份暴雨洪水带入，多年平均输沙量为15.50×104t。以西蓄水区蓄水兴利，东蓄水区泄洪，最大限度减少西蓄水区淤积，其淤沙量按20%考虑，在使用年限为30 a时，总淤积量为60×104m3。②防洪问题：因西蓄水区的任务只用来蓄水不参与调洪，故只有东泄洪区存在防洪问题。综上所述，工程初拟方案为：将东西两蓄水区分别用于兴利和泄洪；东泄洪区设置溢洪道泄洪；加高延长西蓄水区大坝，使东西两区达到原设计库容550×104m3。

4.2工程除险加固的方案选择

根据工程除险加固的总体思路主要制定了3个方案。

方案一（联合蓄水）

为解决水库淤积及防洪问题，初定在东、西蓄水区坝后30～60 m处修建一条长坝，坝长4293 m，需新修溢洪道及放水涵洞。使东、西蓄水区串联起来恢复库容满足兴利和防洪要求。经水土平衡计算及调洪计算在满足16.87×106㎡耕地用水和满足抵御20 a一遇设计洪水，50 a一遇校核洪水情况下，正常蓄水位为340.37 m，相应库容为760×104m3，设计洪水位为340.75 m，相应库容为944×104m3，校核洪水位为340.89 m，相应库容为987×104m3。本方案总库容987×104m3。因乌苏市至头台乡公路从东、西蓄水区之间土梁上穿过，两蓄水区连通后随着水位上升，头台乡公路将被淹没2000 m。另外大坝东段还将占用213334.40 ㎡耕地。经综合分析：首先总库容超出除险加固范围，另外未从根本解决淤积问题；其次存在淹没道路，占用耕地等不利条件，因此本方案不可行。

方案二（分别蓄水、泄洪）

从地形上来看大二泉水库被东西两蓄水区之间的土梁隔开，本方案自土梁处延古河床向上游修建一条长1817m的土坝将东、西两蓄水区隔开，在土坝末端水库回水线以上位置设分洪引水渠首一座，西面向西蓄水区引水，东面向东蓄水区泄洪，利用老河床导水，具体布置见总体布置平面图。西蓄水区加高延伸大坝，只蓄清水兴利不蓄洪水，东泄洪区适当加高，延长大坝，修建溢洪道，洪水期用来泄洪，不参与蓄水兴利，称为东泄洪区。这样考虑我们认为西蓄水区还将有部分泥沙进入，设计中按输沙量的20%考虑。本方案6-9月洪水通过东蓄水区直接下泄或引入灌区用于灌溉，西蓄水区只用来蓄洪水期以外的清水。西蓄水区只用来蓄水，不存在洪水问题。经水土平衡计算及调洪计算，西蓄水区正常蓄水位340.82 m，相应库容468×104m3，可满足1.69×107㎡灌溉要求，其中包括60×104m3淤积库容，由于调洪要求，东泄洪区滞洪77.21×104m3，对应水位338.60 m。因此，本水库的总库容为468×104+77.21×104m3=5450×104m3=550× 104m3。本方案可从根本上解决水库现存在的淤积问题，而且不增加库容。西蓄水区为增加库容要加高延长大坝，东蓄水区根据大坝安全鉴定满足渗流稳定及结构稳定，而本次设计中水位并未增加，因此只需对坝体适当加高、延长，工程量较小。

方案三（分别蓄水、泄洪）

本方案设计思路与方案二相同，也是将东西两蓄水区分开，在上游修建泄洪引水渠首。不同点在于：本方案在于分水副坝长度、位置不同；泄洪渠首下游向东蓄水区导洪通道不同；本方案西蓄水区有效库容有所增加。本方案副坝自土梁处向东横穿老河床，至老河床东岸，土坝长535 m。自水库回水线以上泄洪引水渠道处古河床东岸开挖一条长1726 m土渠，将洪水直接导入东蓄水区。本方案将使西蓄水区库容增加30×104m3，即在库容不变的情况下，使原西蓄水区468×104m3库容相应水位340.82 m下降到340.77 m，副坝长减少。但本方案将增加一条导洪渠道，由于古河床东岸都是基本农田地，导洪渠道将从农田中穿过，要占用耕地447335.57 ㎡。

5结语

综合起来看方案一（联合蓄水）不满足中小型水库除险加固不增加库容的规定，而且占用大量耕地，淹没2000 m三级公路，因此方案一不可行。方案二、三均满足除险加固要求，而且方案二、三西蓄水区满足相同兴利要求情况下，正常蓄水位只相差5 cm，两方案西蓄水区大坝工程量相同，东蓄水区泄水情况相同，淹没道路长度相同，以上工程量可不作比较。方案二，虽然副坝较长但投资并不很大，而方案三存在开挖渠道，占用基本农田地等问题，经综合比较本次设计推荐方案二。

参考文献

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［2］王仕才，宋学飞，潘友宏.浅谈如何通过病险小水库除险加固加强水库安全性［J］.今日科苑.2013，21（10）：35-36.

［3］董淑艳.中留水库除险加固的必要性及措施［J］.科技情报开发与经济.2014，25（17）：163-164.

（责任编辑：韦诗佳）

中图分类号：F284

文献标识码：B

文章编号：1673-8853（2016）05-0090-02

收稿日期：2016-02-01