开平市鳅鱼潭水库降等论证分析

丁全伟

(江门市科禹水利规划设计咨询有限公司，广东 江门 529000)

0 引 言

水库大坝安全鉴定是及时准确掌握工程安全状况、科学设定管理措施的法定制度。目前我国很多水库未按规定定期开展安全鉴定，有的甚至超过规定时限5a以上，已构成威胁工程安全的重大隐患[1-2]。降等报废是有效化解水库安全风险、合理配置管理资源的重要措施。一些水库淤积严重、功能丧失、效益衰减、水毁严重，不及时降等报废，既存在安全隐患，又浪费管理资源[3-4]。鳅鱼潭水库位于开平市，至今运行了60多年，开展水库大坝的安全鉴定和降等报废工作，及时消除安全隐患，有效化解安全风险。

1 工程概况

鳅鱼潭水库位于开平市长沙街道办事处爱民村委会(开平大道侧)，距开平市政府所在地约9km。水库始建于1953年，并于1953年12月竣工投入运行，1996年进行了第一次除险加固，2001年进行达标加固，2012年进行除险加固，2019年实施防洪抢险通道工程。至今运行了60多年，其主要任务是以灌溉为主，结合防洪、生态等综合利用，原设计灌溉面积46.67hm2，保护下游人口7000人，耕地hm2的防洪安全，对促进当地农业生产发展、促进社会稳定，保护人民生命财产发挥了较大作用。

2 鳅鱼潭水库安全鉴定

2.1 水库洪水复核

由于鳅鱼潭水库没有实测流量资料，本次采用设计暴雨推求设计洪水，设计暴雨根据《广东省暴雨参数等值线图》(2003年)的成果，根据《广东省暴雨径流查算图表使用手册》(1991)，采用综合单位线法及新推理公式法计算设计洪水，比较后选取。

鳅鱼潭水库设计集雨面积1.04km2，溢洪道为开敞式明渠，过水净宽10.00m，渠底高程21.65m。水库正常蓄水位21.65m，设计洪水位22.92m(P=3.33%)，相应库容为27.00万m3，校核洪水位23.30m(P=0.5%)，相应库容29万m3，死水位为13.29m，相应死库容为0万m3。

2.2 大坝质量评价

主坝现状外观完整，坝体上游迎水坡采用混凝土六角块护坡， 运行多年来，未发现有较大的下沉现象，坝体产生整体变形滑动的可能性较小。水库有水位尺，无测压管、量水、位移、沉降及渗流等监测设施。坝顶局部见红火蚁，但未见白蚁活动的痕迹。大坝填筑土压缩系数平均值α0.1-0.2=0.478MPa-1，大坝土体属中等压缩性土；压实度为0.91，不满足压实度≥0.92的2001年除险加固设计要求。渗透系数平均值为6.30×10-5cm/s，坝体填土的渗透性能属弱透水性。本工程区的地震动峰值加速度为0.05g(地震基本烈度为Ⅵ度)，地震动反应谱特征周期为0.35s。本工程场地可不考虑砂土液化的影响。通过对各工况坝坡抗滑稳定计算，安全系数均满足规范要求。

溢洪道位于主坝右岸，现状结构完整，未见较大滑移、变形，未见混凝土结构有较大裂缝、破损，挡墙两岸杂草重生，但不影响溢洪道正常运行。输水涵管位于主坝左岸，采用级涵控制放水，可正常使用；未见管身、出口有渗水现象，输水涵管质量基本完好。鳅鱼潭水库大坝质量较好，可以保证水库正常运行。

3 降等理由及依据

鳅鱼潭水库是一座以灌溉为主、兼顾防洪、养殖、生态等综合效益的小(2)水库。原设计灌溉面积为46.67hm2，受益管理区主要是长沙镇爱民、新民、杜溪3个村委会居民，由于该水库灌溉面积采用镇海水、苍江水灌溉，现状灌溉面积为0公顷，水库失去灌溉效益，仅保留防洪功能，保护下游耕地46.67hm2，捍卫人口7000人。

根据2003年中华人民共和国水利部令第18号《水库降等与报废管理办法(试行)》，《水库降等与报废标准(SL605-2013)》及《水库降等与报废评估导则》(SL/T791-2019)，结合水利部办公厅办运管[2020]40号文《水利部办公厅关于加强水库大坝安全鉴定和降等报废工作的通知》，对水库规模减小、淤积严重、功能萎缩或丧失、病险严重且除险加固技术上不可行或者经济上不合理的水库，要优先实施降等与报废处置。鳅鱼潭水库原设计灌溉效益丧失，且无进一步开发价值，应当予以降等。

4 降等实施方案

鳅鱼潭水库工程规模由小(2)型降等为山塘，需控制总库容不超过10万m3，必要加固措施为：①降低溢洪道堰顶高程；②调整溢洪道过水净宽。

4.1 降低方案比较

通过调洪演算对水库进行调洪，提出降等方案进行比较，本次降等提出四种降等方案：方案一，溢洪道过水净宽9m，底板顶高程18.10m；方案二，溢洪道过水净宽8m，底板顶高程18.00m；方案三，溢洪道过水净宽7m，底板顶高程17.90m；方案四，溢洪道过水净宽6m，底板顶高程17.80m。

根据《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-2018)，设计暗渠顶高程距离水面考虑0.5m净空，水位-泄流关系采用明渠均匀流计算公式计算，根据《水力学》明渠恒定均匀流计算公式及能量守恒公式：

(1)

A=(b+mh)h

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

根据《水力学》并结合鳅鱼潭水库溢洪道的实际情况，本工程取糙率n=0.015；边坡系数m=0(矩形断面)；i=0.0045(临界坡)，计算结果见表1。

表1 各降等方案水库-库容-下泄量关系成果表

4.2 降等方案调洪演算成果

按以上调洪原则及泄流参数，采用广东省水利厅1994年10月编调洪演算程序(TH-3)进行计算，其调洪计算过程见附录，调洪成果见表2。

表2 降等方案调洪演算成果

4.3 降等方案成果及选取

以上4种方案均可达到降等目的，各方案特点如下：方案一净宽9.00m，降等改造溢洪道过流及中墩宽度9.50m，现状溢洪道泄槽段净宽10.00m，位置不足，且会影响到两侧挡墙安全，施工难度较大。方案二、三、四降等改造溢洪道过流及中墩宽度8.40m-6.30m，现状溢洪道泄槽段净宽10.00m，位置基本满足；由于降等改造溢洪道与现状溢洪道有交叉，需拆除左岸侧挡墙，完工后恢复现状溢洪道。

结合管理单位尽量提高正常蓄水位的要求，考虑到施工难度、经济合理，推荐方案二，采用无闸门控制渠道方式泄流，渠底高程18.00m，正常库容6.42万m3，过流净宽8.00m。校核洪水位19.10m，总库容9.97万m3。鳅鱼潭山塘推荐方案设计频率调洪演算成果，如表3所示。

表3 鳅鱼潭山塘推荐方案设计频率调洪演算成果

5 水库降等影响分析

1)鳅鱼潭水库溢洪道泄洪经由排洪渠至下游河道，汇入潭江，河道总长约5.8km。溢洪道泄洪将与下游排洪渠互相影响，其中泄洪影响较大的为下游桩号0+451处圆涵。水库降等后水位14.90m-15.25m，低于两岸渠顶高程25.79m-31.79m，泄洪不会对沿岸及圆涵安全造成较大影响；水库降等后水位雍高0.15m，对溢洪道泄洪影响不大。

由于圆涵过流断面较小，进水口处水位壅高，导致流速较小，容易产生淤积，建议定期对该段渠道进行清淤，避免圆涵阻塞，影响水库及渠道行洪。

2)鳅鱼潭水库降等后，库区正常蓄水位由21.65m将至18.00m，水域面积由43765m2缩减至27355m2，减少了37.5%，对库区景观产生一定影响。

3)鳅鱼潭水库降等后，库区正常蓄水位降低了3.65m，可能会对库区附近碧桂园翡翠湾小区边坡稳定安全造成一定影响，需要对该小区边坡设计对其库区护坡进行复核，必要时采取补救措施。

6 结 论

通过对鳅鱼潭水库大坝的安全鉴定，结果表明鳅鱼潭水库大坝质量较好，可以保证水库正常运行。由于该水库灌溉面积采用镇海水、苍江水灌溉，现状灌溉面积为0公顷，水库失去灌溉效益，仅保留防洪功能。因此，应该予以降等。鳅鱼潭水库工程规模由小(2)型降等为山塘，同时采取降低溢洪道堰顶高程，调整溢洪道过水净宽的加固措施。水库降等后对溢洪道泄洪影响不大，但需定期对该段渠道进行清淤，避免圆涵阻塞，影响水库及渠道行洪，同时对库区景观及周边小区边坡稳定产生一定影响。