闹德海水库不同运用方式下的改造加固方案对比分析

张福利

（辽宁省闹德海水库管理局，辽宁阜新 123099）



闹德海水库不同运用方式下的改造加固方案对比分析

张福利

（辽宁省闹德海水库管理局，辽宁阜新 123099）

【摘 要】本文全面阐述了闹德海水库不同时期的改造和加固方案，并进行了对比分析，其中大坝安全度、供水保证率均有保障和提高，为现有水库改造、加固方案的制定提供了参考。

【关键词】改造加固；方案对比分析；不同运用方式；闹德海水库

1　工程概况

闹德海水库位于辽河右侧一级支河柳河上游，辽宁省彰武县满堂红乡闹德海村，为调洪滞沙、工农业供水综合利用的水利枢纽，始建于1942年，坝型为直线式混凝土重力坝，控制流域面积4051km2。新中国成立后历经1965年加固、1970年改建、1991年加固、2007年加固，现坝高44.50m，坝长仍为167m，最大库容2.23亿m3，为柳河干流上唯一已建的大型控制性工程，属大（2）型水库。闹德海水库对削减柳河洪峰和减轻下游泥沙灾情发挥了非常显著的作用，同时闹德海水库又是盘锦灌区、阜新市城市居民生活用水的主要水源地。保护下游150万亩农田，沈山、高新、大郑三条铁路，八三输油管道，沈锦、沈承两条公路，京四高速公路，以及彰武、新民两座县城。水库一旦失事，将给下游农田、城乡、公交设施等带来毁灭性灾害。

水库枢纽建筑物由挡水坝段、溢流坝段、五个排沙底孔、两个泄洪中孔及输水洞组成。挡水坝顶高程194.00m，坝顶宽4.0m，上游坝坡1∶0.1，下游坝坡1∶0.8。溢流坝为克奥Ⅱ型开敞式实用堰，溢流堰净宽53.60m，堰顶高程181.50m，堰上设6个1.40m桥墩。

为了充分利用水资源，解决缺水问题，闹德海水库于1995年提出延长水库蓄水期方案，在保持水库多年冲淤基本平衡的前提下，增加了城市和农业供水量，提高了水库的经济效益。由于历次加固、改建受资金等条件的限制，未能及时补建坝下消能工以及相应设施。

2　不同运用方式下的改造加固方案

1942年原建:闹德海水库原建工程为混凝土重力坝，最大坝高38m，坝长167m，中间为溢流堰段，堰顶高程181.50m，呈梯形断面，底口长62m，顶口长68m，两端为挡水坝，两岸向河心呈梯形口状，两坝头坝顶高程188.00m，与溢流堰相连处挡水坝坝顶高程为187.00m。设有5个底孔，2个中孔，2个表孔。原建是一座拦洪滞沙自然调节的水库。

1965年加固:在原挡水坝顶加高顶宽1.00m、底宽2.05m的混凝土子垫，子垫顶高程为191.00m。同时补强底孔断面和裂缝冲沟，使大坝防洪标准达百年一遇。加固原因是1963年大洪水时，洪水漫过挡水坝顶0.62m，造成部分大坝设施水毁破坏。

1970年改建:主要是对水库的运用方式进行改造，将5个底孔、2个中孔安装闸门，在溢流堰顶设置6个桥墩（计划在溢流堰顶安装闸门，提高正常蓄水位，实际没有安装）。水库运用方式由全年敞排变为“冬蓄春放、汛期敞排”。经过多年运用，库容较为稳定，每年春季可向下游灌区供水5000万～7000万m3。

1991年加固:主要是坝高低于规范规定的防洪标准，大坝经50年运行，混凝土老化，坝体渗漏严重，坝顶无交通桥等。该次加固主要项目有:挡水坝顶高程提高到194.00m，溢流坝上桥墩加高加长，增设交通桥，大坝上游面设沥青混凝土防渗面板，二坝头进行帷幕灌浆，改造4台闸门启闭机，新购安装3台150t固定卷扬式启闭机，运用方式通过多年实验向常年蓄水成功过渡。

2007年加固:主要原因是水利部大坝安全管理中心坝函〔2005〕989号文《关于柴河等六座水库大坝安全鉴定成果的核查意见》，开展该次除险加固工程。该次加固实施的内容有:坝下消能工；绕坝渗流帷幕灌浆；不稳定岸坡处理；增设排沙底孔、中孔检修闸门及配套工程；抬高工作桥、取直交通桥；输水洞进口改造、洞身回填固结灌浆；坝体缺陷、裂缝处理；工程观测设施改造；水文、泥沙观测工程；码头等。

3　不同运用方式下的改造加固方案对比分析

3.1不同运用方式下的改造加固方案对比

用表格的形式将整个枢纽按建设年代、不同功能的划分进行对比，对比结果见表1～表17。

表1　不同运用方式下的挡水坝改造加固方案对比

表2　不同运用方式下的溢流坝改造加固方案对比

表3　不同运用方式下的泄水孔闸门改造加固方案对比

表4　不同运用方式下的泄水孔启闭机改造加固方案对比

表5　不同运用方式下的检修闸门改造加固方案对比

续表

表6　不同运用方式下的检修闸门启闭机改造加固方案对比

表7　不同运用方式下的泄水孔改造加固方案对比

表8　不同运用方式下的输水洞改造加固方案对比

表9　不同运用方式下的输水洞闸门改造加固方案对比

续表

表10　不同运用方式下的输水洞启闭机改造加固方案对比

表11　不同运用方式下的消能工改造加固方案对比

表12　不同运用方式下的工作桥改造加固方案对比

表13　不同运用方式下的交通桥改造加固方案对比

表14　不同运用方式下的工程观测改造加固方案对比

续表

表15　不同运用方式下的特征水位对比

表16　不同运用方式下的调节方式方案对比

表17　不同运用方式下的经济效益对比

3.2不同运用方式下的改造加固方案分析

a.以时间顺序递进的加固、改建工程的功能不断完善，达到了水利工程兴水利除水害的根本目的。

随着时间的推移，闹德海水库大坝的安全度和功能在不断完善，设计标准也由未达标向达标发展，随之配套的必备设施不断健全，最大化地保证坝体稳定的同时，既发挥了防洪、滞沙的社会效益也发挥出了农业供水、城市供水的直接经济效益。整体工程体现出随社会发展要求水库大坝不断完善的过程。

b.多泥沙河流在主河道设置与河道相同高程的排沙底孔，孔口以宣泄中等量级洪水为最佳，排沙效果达到最好，水库通过近三十年的自然调节运用，“大水大沙、小水小沙，中小水冲刷”的挟沙理论得以充分验证。

c.坝体结构为多泥沙河流中兴建水库初设阶段的考察参照对象，也是多泥沙河流兴建水利枢纽实地考察的一个重要因素。作为重点泥沙观测水库积累的多年实测数据，也证实了在改造后的水库运用方式下的功能合理递进是科学可靠的。

d.改建后，“冬蓄春放、蓄清排浑”理念得到有力证明。“冬蓄春放，蓄清排浑”的运用方式是最有利于保持兴利库容的。经1970年改造后，水库的调节方式由自然调节变为“冬蓄春放、蓄清排浑、汛期敞排”，春季向下游供水5000万～7000万m3，发挥了供水效益。经多年运行后，库容比较稳定。该运用方式获得了省科技进步奖。

e.由“冬蓄春放、蓄清排浑”到延长蓄水期（主汛期外6月、9月两个月），实验证明是可行的。因阜新市城市供水的紧迫性需求，充分利用主汛期外的6月、9月两个月，既延迟放空库水一个月，又提前一个月蓄水。避开主汛期洪水挟沙量最大时段，可降低供水期泵站提水的泥沙处理费用，同时增加了供水的经济效益。

f.由延长蓄水期到全年蓄水的成功过渡将多泥沙河流兴利推向更高层次，加强库区泥沙观测，分析来水来沙的关系，确定来水来沙的量级和排沙的时机，加强水雨情预报，掌握入库洪水的量级和历时，在入库水文站洪水达到历史异重流量级时，及时开启底孔闸门，利用异重流排泄到达坝前的泥沙。在不产生库内泥沙淤积的同时，提高供水量，延长供水时间。

g.采用合理的运用方式进行排沙以做到库容基本稳定，严格按照控制运用方案调控库水是达到充分排沙的前提，确定排除库内泥沙与供水的合理界线。洪水预报的准确性是控制中小量级洪水排沙的依据。

h.合理控制运用洪水成为必然，在大量级洪水时要适时打开全部底孔进行宣泄，科学计算拦蓄洪水尾水，以保证供水的需要，最大能力下排沙，最大能力下蓄水供水。

4　结 论

1965年加固后，水库防洪标准达到了100年一遇洪水标准。提高了水库对下游的防洪标准，但配套设施不全，未能发挥供水的效益。

1970年改造后，水库的调节方式由自然调节变为“冬蓄春放、蓄清排浑、汛期敞排”，春季向下游供水5000万～7000万m3，发挥了供水效益。经多年运行后，库容比较稳定。该运用方式获得了省科技进步奖，但配套设施仍不全。

1991年加固后，水库设施上了一个新档次，运用管理极为方便，充分发挥了供水、防洪滞沙的效益。随着1991年阜新引水工程的竣工，水库又担负起向阜新市供水10万t的任务，其中从河道提水5个月，提库水7个月。成功由季调节向年调节过渡，达到全年长期蓄水，至此水库的社会效益、经济效益都发生了史无前例的巨大变化，但配套设施还是不全面。

2007年加固后，坝体结构和配套设施齐全，能够从容地在水库全年蓄水情况下进行控制运用调节、检修、维护配套设施，如:工作闸门的检修、消能设施的配套，向城市供水达到了全年预期。水库达到了100年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核的标准，大坝能够在安全的情况下运行并发挥效益。

闹德海水库经过三次加固、一次改建，无论从设计理念、施工工艺，还是运用方式上都有了不同程度的进步，说明水库加固改建不仅在技术理论上有了提高，而且实际施工的工艺水平也有了很大的提高。只有从管理要效益真正落到了实处，才能使水利工程设施尽可能地发挥出其应有的作用。■

参考文献

［1］ SL 319—2008混凝土重力坝设计规范［S］.北京:中国水利水电出版社，2005.

［2］ 张光斗，王光纶.水工建筑物［M］.北京:中国水利水电出版社，1994.

［3］ 祁庆和.水工建筑物［M］.3版.北京:中国水利水电出版社，1994.

DO l:1O.16616/j.cnki.11-4446/TV.2O16.O2.O17

Com Parative analysis on reconstruction reinforcement Plans in Naodehai Reservoir under different aPPlication modes

ZHANG Fu1i
（Liaoning Naodehai Reservoir Administration，Fuxin 123099，China）

Abstract：In the paper，reconstruction and reinforcement p1ans of Naodehai Reservoir at different stages are comprehensive1y described，and comparative1y ana1yzed，wherein dam safety and water supp1y re1iabi1ity are guaranteed and improved，thereby providing reference for formu1ating existing reservoir reconstruction and reinforcement p1an.

Key words：reconstruction and reinforcement；p1an comparative ana1ysis；different operation modes；Naodehai Reservoir

中图分类号：TV62

文献标志码：A

文章编号：1005-4774（2016）02-0061-07