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皮山县江尕水库报废实施方案

2021-10-29

广西水利水电 2021年5期
关键词:涵洞大坝水库

孙 丽

(中工武大设计研究有限公司新疆分公司,乌鲁木齐 830000)

1 水库现状

1.1 地理位置

江尕水库始建于1984 年,1994 年建成并投入使用。位于新疆和田地区皮山县阔什塔克镇镜内,是布琼河(属皮山河的一条支流)中下游出山口与阔什塔克河(即皮山河)交汇处的一座小(1)型拦河水库。北距315国道25 km,距皮山县县城32 km,东距和田市196 km,有两条简易道路与县乡公路连接,交通条件较为便利。地理位置示意图见图1。

图1 地理位置示意图

1.2 工程建设过程

水库于2002年8月完成《江尕水库大坝安全鉴定评价报告》,大坝安全鉴定中心于2005 年将江尕水库大坝定为三类坝,2008 年3 月完成《江尕水库除险加固工程初步设计报告》,2008年10月新疆维吾尔自治区水利厅和新疆维吾尔自治区财政厅以《关于对皮山县江尕水库除险加固工程初步设计的批复》(新水管〔2008〕281 号)进行批复,2008 年12月完成《江尕水库除险加固工程施工图设计》,2009年4 月江尕水库除险加固工程正式开工,2010 年4月完工,2011年12月进行了竣工验收,2013年和田地区水利局以和地水利发〔2013〕5号文下达正式竣工鉴定书。

1.3 工程现状

江尕水库大坝坝型为土工膜(一布一膜)斜墙防渗均质土坝,坝长1339 m,坝顶高程1 767.0 m,最大坝高28.1 m,坝顶宽度10~20 m,坝顶砾卵石路面宽度6.0 m,上游坝坡1∶3.0,为15 cm 砼板护坡,下游坝坡1∶3.0,为砾卵石护坡。水库大坝上游生长许多红柳,植物根系对坝体防渗膜产生了一定的破坏。坝前坡水平铺盖防渗土工膜由于下部土体塌陷均遭到破坏,严重影响了坝基防渗效果。

放水涵洞位于坝轴线桩号0+049.5 处,结构型式为现浇钢筋砼城门洞型涵,闸底板高程1 740.9 m,闸孔尺寸1.2 m×1.6 m(宽×高),设工作闸门和检修闸门各一扇,为平板钢闸门,尺寸为1.6 m×1.8 m(宽×高),设计流量6 m3/s。放水涵洞结构缝闭孔材料剥落,闸门锈蚀严重。泄洪涵洞洞身段结构存在施工缺陷,钢筋混凝土结构存在漏水孔。放水涵洞结构缝贯穿连通,止水失效,出口浆砌石锥形护坡裂缝、塌陷,闸门启闭设备老化,止水处变形,漏水严重。

泄洪涵洞位于水库左岸大坝0+575 处,1 孔泄洪闸,泄洪闸底板进口高程1 744.43 m,闸孔尺寸5 m×4 m(宽×高),设工作闸门一扇,为弧形平板钢闸门,尺寸为5.5 m×4.2 m(宽×高)。设计泄洪流量50 m3/s。泄洪涵洞所在下游坝坡出现较大的坝坡塌陷坑,闸门启闭设备老化,止水处变形,漏水严重。

放水渠全长5.85 km,为江尕水库电站引水渠,设计引水流量6 m3/s,混凝土防渗渠。

1.4 安全鉴定

根据《水库大坝安全鉴定办法》(水建管〔2003〕271号)及新疆维吾尔自治区水利厅《关于进一步做好水库大坝安全鉴定工作的通知》(新水办水管〔2018〕36 号)的要求,江尕水库管理单位及其主管部门对大坝按期进行安全鉴定。2018年9月,受和田地区皮山县水利局委托,中工武大设计研究有限公司承担江尕水库大坝安全鉴定现场检查工作。

2018年9月22日~25日,中工武大设计研究有限公司组织水工、规划、地质和金属结构4个专业技术人员到江尕水库进行了现场检查。通过收集水库建设和运行管理等资料,现场检查等工作,进行了水库大坝、放水洞等主要建筑物的质量调查及质量评价工作,并遵照《水库大坝安全管理条例》(国务院第77 号令)、水利部《水库大坝安全鉴定办法》(水建管〔2003〕271号)、水利部《水库大坝安全评价导则》(SL258-2017)及有关规范规定完成了江尕水库的安全分析论证及水库大坝安全鉴定的综合评价,编制完成《江尕水库大坝安全鉴定评价报告》,将江尕水库大坝定级为三类坝。2019年1月《江尕水库大坝安全鉴定评价报告》通过和田地区水利局审查,将江尕水库大坝定为三类坝。2019年编制完成《和田地区皮山县江尕水库报废论证报告》,2019年8 月28 日,和田地区水利局办公室下发了《关于报废皮山县江尕水库的通知》(和地水利审发〔2019〕74号),同意报废皮山县江尕水库。

2 水库报废理由

(1)江尕水库主要承担下游江尕水电站(3×800 kW)发电调节任务。江尕水库的放水涵洞位于坝轴线0+049.5 处,设计放水流量6 m3/s,通过电站引水渠进入水电站。水库报废后,对大坝进行局部拆除,使其满足泄洪要求。同时,在团结干渠处引水,为电站发电提供水源。

(2)江尕水库在除险加固完成相关的验收工作后就按要求正常蓄水,2016年1月11日下游的阿依库木水库发生溃坝后,考虑到江尕水库可能的险情,为了水库和下游居民、灌区的安全,按县委、县政府的指示放空了库水。勘察期间江尕水库库区水位较低,库容稍大于死库容,还在加大泄水。从出露水面的地形来看,库区局部相对高差0.5~2.0 m,总体较平坦,较高处生长有少量的植被,库区大部分无植被生长。近坝库区的50 m 宽防渗塑膜大面积出露,破损程度较高,已影响了防渗功能。

(3)江尕水库调节洪水以减轻下游雅普泉水库的防洪任务。根据《新疆皮山县阿克肖水库工程初步设计报告》,阿克肖水库建成后,替代雅普泉水库的防洪和部分灌溉任务。江尕水库的防洪任务基本被取代,水库的防洪功能将基本丧失。

从各方面考虑,江尕水库不能正常发挥效益,还存在安全风险,根据《水库降等与报废标准》(SL605-2013)中3.1.1 的第二条:库区渗漏严重,无法蓄水,且无防洪功能的;3.1.2中第一条:原设计功能因其他水利工程兴建被完全取代。建议将江尕水库报废处理,以保证水库周边人民群众生命财产安全不受损失。

3 水库报废设计方案

3.1 方案比选

江尕水库报废方案设计主要有3个方案:

(1)方案一:不拆方案。该方案是将现状江尕水库工程原址全部保留,仅将泄洪涵洞金属结构全部拆除。根据水库设计资料,泄洪涵洞最大泄洪流量50 m3/s(洪水标准为50 年一遇,洪峰流量Q=87.93 m3/s),不满足河道行洪安全,此方案不推荐。

(2)方案二:局部拆除方案。根据江尕水库及大坝现状存在问题的分析及现状坝体质量情况,在泄洪涵洞位置对水库大坝进行局部拆除,保护残留结构安全外,还应满足河道行洪安全。此方案对生态、经济、社会等整体影响较小。采取局部拆除方案措施简便可行,且可以最大程度节省水利管理部门资金筹措压力,经济可行。但保留后的水库工程主体仍需投入一定人力巡查管护,防止出现新的安全隐患,造成群众生命财产损失。

(3)方案三:全部拆除方案。即拆除所有坝体及坝体建筑物,一方面恢复天然地貌和生态,一方面确保水库工程不留安全隐患。但拆除工作量大,花费大,并且会影响电站取水,此方案不推荐。

经过比较,本工程推荐采用方案二(局部拆除方案),认为经济上最为合理,符合皮山县实际情况;工作量相对较少,技术可行,即使存在安全隐患也是可控的。

3.2 方案设计

方案二(局部拆除方案)对泄洪洞进行保留,在泄洪洞上方进行大坝局部拆除(见图2),设计洪水为50年一遇,泄洪洞与大坝缺口联合泄流。由于该水库具有发电功能,大坝拆除后,在团结渠道末端新建1.885 km 引水渠,将6 m3/s 的水引至大坝放水闸,为电站发电和300亩耕地灌溉提供保障。

图2 大坝局部拆除平面示意图

3.2.1 大坝拆除

本方案泄流为大坝缺口段与泄洪洞联合泄流。大坝整体开挖横断面为梯形断面,底宽41.41 m,边坡1∶1.75,设一条马道,马道宽3 m(见图3)。当设计流量为87.93 m3/s 时,大坝缺口段水深为0.31 m。满足行洪安全。

图3 大坝局部拆除横断面图

3.2.2 电站引水渠设计

本工程设计引水流量为6 m3/s,装机3×800 kW,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL 252-2 017)有关规定,工程等别为Ⅴ等,工程规模为小(2)型。根据《渠道防渗衬砌工程技术标准》(GB/T50600-2020)有关规定,渠道级别为3级。

引水渠总长1.892 km,起点为团结干渠末端,终点为电站引水涵洞。0+000~0+500段由于地形限制,采用矩形断面(见图4),矩形断面采用重力式挡墙+C30 细粒砼砌卵石结构,综合糙率系数取0.0 195;0+500~1+892 段为梯形断面(见图5),梯形断面采用C30现浇砼板,糙率系数取0.016。

图4 矩形横断面图

图4 梯形横断面图

4 水库报废后处理事宜

(1)水库报废后灌溉、发电、防洪问题的处理。①对大坝进行局部拆除,使其满足泄洪要求。新建引水渠至大坝放水闸处,解决发电站供水问题。②在大坝泄洪洞位置将大坝进行局部拆除,将布琼河的洪水汇入皮山河,汇入口下游7.5 km为雅普泉水库。阿克肖水库建成后,替代雅普泉水库的防洪和部分灌溉任务。江尕水库报废后对布琼河和皮山河影响甚微,故不考虑其影响。

(2)水库报废后淤积泥沙处理。江尕水库库容较小,上游来水量很小,泥沙淤积量不多,下游水流河道由狭窄逐渐变宽,水流由湍急变缓慢,有利于泥沙的沉降,且下游河床较低,可能形成的洪水危害不大,故不考虑水库报废后淤积泥沙处理问题。

(3)水库资产评估和处理。江尕水库固定资产包括:2 座管理房、发电机、启闭设备及闸门。江尕水库报废处理后,水库固定资产由皮山河管理站代管。江尕水库无债权、债务合同、协议等问题。

(4)水库管理人员安置。水库未设专门管理人员,因此不存在水库管理人员安置问题。发电站管理单位泰源发电公司安排电站管理人员4 人,建立了“站长岗位责任制、安全监测运行管理制度、闸门操作运用、变形监测制度、渗流监测制度、交接班制度、防洪调度运行、资料管理制度”等一系列规章、明确了岗位职责。江尕水库报废处理后,放水洞继续给发电站供水,不影响水库的发电效益,泰源发电公司的4名管理人员继续留在岗位上。

(5)水库资料整编和归档。江尕水库工程技术档案一直由皮山县水利局档案室收集及保管,资料管理良好。江尕水库报废后,工程技术档案应及时整编归档封存,由县级水行政主管部门长期保存或移交有关单位代为保管。

4 结语

水库报废的组织实施责任单位应当妥善安置库区和管理范围内的设施、土地的开发利用,负责筹措资金,加快水利工程设施整治,尽早消除安全隐患,减少灾害损失,确保人民的生命财产安全。水库报废是一项事关人民群众生命财产安全的公益事业,水利部门要全力协助地方政府,做好群众工作,妥善解决库区土地的开发利用问题,落实好水库报废后的工程措施,解决好替代工程,确保群众真正受益,报废工程结束后由政府组织验收。

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