吳開勝 李洪昌 宋遠峰

【摘 要】本文詳細的闡述了影響棗莊巖馬水庫度汛安全的主要問題及如何解決。

【關鍵詞】工程概況；巖馬水庫；流域及水文；度汛安全；調(diào)度方案

[文章編號]1619-2737（2016）05-10-390

【Abstract】This paper describes the main problems affecting the Zaozhuang rock Horse Reservoir Flood Control of security and how to solve.

【Key words】Project Overview；Rock Horse Reservoir；And watershed hydrology；The flood season safety；Scheduling scheme

1. 工程概況

巖馬水庫位于棗莊市山亭區(qū)馮卯鄉(xiāng)巖馬村，城河上游，屬淮河流域，南四湖水系。流域面積357平方公里，呈扇形分布，干流長34公里，平均坡度2.35‰；流域內(nèi)已修建?。ㄒ唬┬退畮?座，?。ǘ┬退畮?座，控制流域面積47平方公里，總庫容1500萬立方米。流域多年平均降雨量771.8毫米，汛期占73.2%，多年平均徑流量為8505萬立方米，汛期占78.5%。水庫總庫容2.468億立方米，興利庫容1.326億立方米，死庫容0.0925億立方米。

樞紐工程主要由主壩、副壩、溢洪道（閘）、放水洞和水電站五部分組成。其主要技術指標為：

（1）主壩：主壩為粘土心墻砂殼壩，長1710米，最大壩高27.8米，壩頂寬8.6米，壩頂高程135.2米，防浪墻頂高程136.2米。

（2）副壩：副壩為均質(zhì)壩，長940米，最大壩高15米，壩頂寬6.0米。壩頂高程135.2米，防浪墻頂高程136.2米。

（3）溢洪道：型式為開敞式有閘控制，4孔，每孔凈寬10米，堰頂高程123.0米。閘門為平面直升鋼閘門，尺寸10×6.6米。消能型式為差動式挑流消能，最大泄洪流量2270秒立方米。

（4）放水洞：為廊道式有壓襯管，直徑2.14米，進口高程114.1米，閘門為平板直升鑄鐵閘門，最大泄量35.4秒立方米。

（5）水電站：為壩后式水電站，設計裝機5臺/1500千瓦，設計年發(fā)電量180萬度。現(xiàn)裝機5臺/1500千瓦。

（6）下游河道情況：城河是南四湖湖東區(qū)主要山洪河道，流經(jīng)滕州城區(qū)、京滬鐵路。由于該河未按湖東規(guī)劃進行全面治理，河道泄洪能力低。荊河橋以下段安全泄量1500秒立方米，以上段安全泄量仍采用《三查三定》核定第一安全泄量500秒立方米，第二安全泄量800秒立方米。

（7）水庫自一九六○年建成蓄水以來，不僅使水庫下游京滬鐵路、湖東煤田、滕州城區(qū)和沿河13處鄉(xiāng)鎮(zhèn)、294個村莊、50余萬人、40萬畝耕地免受洪水威脅，而且開發(fā)灌區(qū)促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，發(fā)展庫面養(yǎng)殖幫助山區(qū)脫貧致富，對促進山亭、滕州兩區(qū)市國民經(jīng)濟發(fā)展，乃至對整個棗莊市國民經(jīng)濟發(fā)展和社會安定都具有十分重要的意義。

2. 流域及水文

（1）流域內(nèi)80%為丘陵區(qū)，20%為淺山區(qū)，流域上游大部分為砂石山，庫區(qū)周圍有部分青石山。地層出露巖除第四紀外，即為太古界泰山雜巖，及古生界震旦系和寒武系，其中寒武系分布較廣。地形北高南低，山嶺多系單列綿延相連，岔河村以下，山嶺多為南北排列，以上多為東西排列。山嶺陡峻，覆蓋土層少，山上草木稀少。流域內(nèi)土壤砂壤土占60%，壤土占25%，其余為粘土。主要農(nóng)作物為小麥、玉米、地瓜，經(jīng)濟作物有櫻桃、油桃、梨、杏等，物產(chǎn)豐富。

（2）水庫地處暖溫帶濕潤性季風氣候區(qū)，主要特征是季風明顯，冬、夏季時間長，春、秋季時間短。冬季，在內(nèi)蒙古高氣壓控制下，西伯利亞冷氣團侵入，空氣寒冷干燥，雨雪稀少。夏季亞熱帶太平洋暖氣團勢力增強，冷暖氣團在本流域交匯機會較多，降雨量集中。春季干燥多風，秋季少雨易旱。氣壓、氣溫、濕度、風向、風力、降水、蒸發(fā)等季節(jié)性變化大，冷暖和旱澇轉(zhuǎn)變突出。

（3）流域內(nèi)年平均氣溫13.6℃，最高氣溫41℃，最低氣溫-17℃，自十一月始至翌年三月為有霜期，每年自十二月中旬至翌年三月中旬為結冰期，約90天左右。流域多年平均降雨量771.8mm，多年平均來水量8.505×107m3，多年平均蒸發(fā)量為1202mm，降雨量的年度變幅較大，降雨的年內(nèi)分配不均勻，6～9月份的降雨量占全年降雨量的73.2%以上。

（4）流域?qū)儆谌A北季風區(qū)，春季多東風和東南風，夏季多南風和東南風，秋季多西方和西南風，冬季多北風和西北風。

3. 影響度汛安全的主要問題

（1）水庫汛限水位長期控制在較低水位，未經(jīng)受較大洪水考驗。

（2）主壩樁號1+580～1+710基巖面128.64m以上為漿砌石壩，滲透系數(shù)4.32×10-3cm/s；副壩樁號0+215高程124.426m以上壤土均質(zhì)壩，滲透系數(shù)4.46×10-3～2.2×10-3cm/s；副壩樁號0+815壩段地面高程127.52m以上為砂質(zhì)壤土均質(zhì)壩，滲透系數(shù)2.47×10-4cm/s。均不符合規(guī)范對防滲體的要求。水庫實際防洪能力遠低于設計洪水標準。

（3）主壩樁號寬心墻壩段，原心墻填筑質(zhì)量差。樁號1+165～1+580壩段為均質(zhì)壩，壓實度0.86～0.98，不合格率83.3%，滲透系數(shù)1.45×10-4cm/s～1.71×10-4cm/s；主壩防滲體不滿足規(guī)范要求。

（4）副壩壩體填筑質(zhì)量差，透水性大，樁號0+215壩后坡出現(xiàn)明流，存在滲透變形。

（5）大壩未翻修壩段的上游護坡質(zhì)量差，主、副壩下游排水體不完整。

（6）溢洪閘為漿砌石結構，不適應抗震要求。溢洪閘未設檢修門。

（7）放水洞為壩下埋漿砌石廊道內(nèi)置鋼筋混凝土管結構，進口段坐落于土基，兩座豎井均為漿砌石結構，不適應抗震要求。砌石拱圈砂漿強度低，不滿足抗拉強度要求。預制管混凝土強度低，不滿足要求。放水洞檢修門啟閉不靈。

（8）溢洪閘、放水洞閘門與啟閉設施老化、銹蝕嚴重；電氣設備陳舊落后。

（9）水庫下游河道不能滿足安全泄洪要求。下游河道行洪能力低，荊河橋以下段安全泄量1500m3/s，以上段安全泄量仍采用《三查三定》核定第一安全流量500m3/s，第二安全流量800m3/s。

（10）交通橋橋墩表面砼剝落，個別部位鋼筋裸露；梁板裂縫；人行道板裂縫縱橫。

主、副壩下的防汛道路不暢通。防汛道路凹凸不平，破損嚴重，雨天泥濘難行，不能保證防汛搶險車輛安全通行。

（11）防汛料物儲備嚴重不足。根據(jù)SL 298-2004《防汛物資儲備定額編制規(guī)程》及2016年棗莊防汛物資儲備定額標準，巖馬水庫需儲備防汛物資如下：搶險物料類：袋類（包括塑料編織袋、麻袋和草袋）57112條，土工布22845m2，砂石料6853m3，塊石5711m3，鉛絲5.711t，樁木11m3；救生器材類：救生衣571件，搶險救生舟8艘；小型搶險工具類：發(fā)電機組114kw，便攜式工作燈114只，投光燈8只，電纜1904m。巖馬水庫現(xiàn)有實際儲備物資為：袋類30000條，土工布900m2，鉛絲4t，樁木15m3，塊石、碎石各2000m3，砂子500m3，救生衣60件，搶險救生舟2艘，發(fā)電機組50kw。按定額儲備標準，水庫防汛物資缺口較大。

（12）溢洪道岸墻水毀嚴重。溢洪道工程在2003年汛期泄洪時，最大泄量100m3/s，泄洪結束后檢查發(fā)現(xiàn)挑流鼻坎下岸墻出現(xiàn)局部砌石脫落，砌石大面積沖蝕，部分水泥砂漿勾縫脫落，2004年3月份對岸墻進行了臨時性的鋼筋混凝土補砌修復；消力池頂部平臺中間出現(xiàn)一條縱貫東西的裂縫，導流墻及側墻部分勾縫脫落；消力池尾端沖刷。2004～2010年泄洪時，險情有進一步加大，直接威脅溢洪閘的安全。同時，溢洪道下游左岸護坡坡腳沖刷嚴重，部分位置沖刷深度達1.0m，同時有繼續(xù)發(fā)展趨勢，嚴重影響消力池的安全。

（13）防洪壩水毀。經(jīng)過近幾年泄洪沖刷，壩腳被回轉(zhuǎn)洪水淘刷，兩側護坡石懸空，壩腳土體流失，威脅到主壩安全。

4. 調(diào)度方案

4.1 汛期主要控制運用指標。

巖馬水庫主要控制運用指標為：

警戒水位129.69米，相應庫容16610萬立方米；

汛中限制水位125.82米，相應庫容10480萬立方米；

汛中允許超蓄水位126.82米，相應庫容11870萬立方米；

汛末蓄水位127.82米，相應庫容13380萬立方米。

4.2 不同洪水調(diào)度方案。

4.2.1 正常洪水調(diào)度方案。

（1）允許雍高水位128.76米，水庫按第一安全泄量500秒立米泄洪，下游區(qū)間無雨調(diào)度。

雨前水位低于125.82米，預計雨后水位不超過126米，不可啟閘泄洪。

雨前水位已達到125.82米，上游日凈雨不超過190毫米時，四孔閘門開啟2.01米，最大泄量500秒立米。

（2）允許雍高水位129.29米，水庫按第二安全流量800秒立米泄洪，上下游同步不等量降雨，采取組合調(diào)度。

雨前庫水位已達到126.0米，下游無雨，上游日凈雨在300毫米范圍內(nèi)，四孔閘門開啟3.24米，限制下泄流量800秒立米。預計最高庫水位不超過129.29米。

雨前庫水位已達到126.0米，下游日凈雨在0～25毫米范圍內(nèi)，上游日凈雨在295～300毫米范圍內(nèi)，四孔閘開啟2.62米，限制下泄流量665.5秒立米，組合泄量800秒立米。預計最高庫水位不超過129.29米。

雨前庫水位已達126.0米，下游日凈雨在25～50毫米范圍內(nèi)，上游日凈雨在272～295毫米范圍內(nèi)四孔閘門開啟1.92米，限制下泄流量506.4秒立米，組合泄量800秒立米。預計最高庫水位不超過129.29米。

雨前庫水位已達125.82米，下游日凈雨在50～75毫米范圍內(nèi)，上游日凈雨在260～272毫米范圍內(nèi)，四孔閘開啟1.26米，限制下泄流量343.4秒立米，組合泄量800秒立米。預計最高庫水位不超過129.29米。

雨前庫水位已達125.82米，下游日凈雨在75～100毫米范圍內(nèi)，上游日凈雨在236～260毫米范圍內(nèi)，四孔閘開啟0.64米，限制泄流量181.5秒立米，組合泄量800秒立米。預計最高庫水位不超過129.29米。

雨前庫水位已達125.82米，下游日凈雨在100～125毫米范圍內(nèi)，上游日凈雨在228～236毫米范圍內(nèi)，四孔閘開啟0.15米，限制泄流量43.7秒立米，組合泄量800秒立米。預計最高庫水位不超過129.29米。

4.2.2 非常洪水調(diào)度方案綜述。

（1）雨前庫水位已達125.82米，上游日凈雨在300～326毫米范圍內(nèi)，下游區(qū)間無雨，利用四孔閘全開泄洪，預計最高庫水位不超過129.50米，泄量為800～1314秒立米。

（2）當上游日凈雨超過337毫米時，最高水位將超過警戒水位129.50米，防汛隊伍要立即上壩搶險，并及時通知下游。

4.2.3 超標準洪水對策和搶險措施

在運用時預計庫水位將超過129.50米時，應全面做好搶險準備，并做好破副壩的準備，隨時注意水情、工情變化，加強觀測，準確、果斷采取保安全措施，以防萬一。

（1）調(diào)度方案。

雨前庫水位已達125.82米，上游日凈雨在326～458毫米范圍內(nèi)，預計最高庫水位將達到千年一遇洪水位131.11米，四孔閘全開泄洪。泄量為1617～1928秒立米。

雨前庫水位已達125.82米，上游日凈雨在458～498毫米范圍內(nèi)，預計最高庫水位將達到二千年一遇洪水位131.53米，四孔閘全開泄洪。泄量為1928～2083秒立米。

雨前庫水位已達125.82米，上游日凈雨在498～580毫米范圍內(nèi)，預計最高庫水位將達到萬年一遇洪水位132.55米，四孔閘全開泄洪。并視工程安危情況采取搶險措施，如主壩危急，應破副壩保主壩，如經(jīng)過搶險主壩無垮壩危險，盡可能不采取破副壩措施。泄量為2083～2456秒立米。

（2）超標準洪水搶險措施。

防汛指揮機構：市防指批準成立巖馬水庫防汛指揮部，由市政府分管副市長任指揮，棗莊軍分區(qū)及市水利局主要負責人任副指揮，成員由市計委、市財政局、市公安局、棗莊軍分區(qū)、山亭區(qū)、滕州市主要負責人組成。指揮部辦公室設在巖馬水庫管理處，下設工程調(diào)度、財供、機電、政保、通訊、水情等職能機構，并做到分工明確，責任到人。同時馮卯、城頭、桑村三鄉(xiāng)鎮(zhèn)分別設立巖馬水庫防汛指揮分部。

包庫負責人：市防指公布巖馬水庫包工程負責人。

（3）防汛隊伍。

水庫管理處組織26人的常備隊，負責水情觀測和樞紐工程的巡回檢查、觀測和維修。

搶險隊2500人，由馮卯鎮(zhèn)組織。

后備隊3000人，由城頭、桑村鎮(zhèn)組織。

爆破隊20人，由馮卯武裝部組織。

直屬通訊排20人，由山亭區(qū)馮卯鄉(xiāng)山東村（水庫駐地）組織。負責人力通訊傳遞。

（4）防汛料物。

目前水庫儲存防汛料物有：袋類30000條，土工布900m2，鉛絲4t，樁木15m3，塊石、碎石各2000m3，砂子500m3，救生衣60件，搶險救生舟2艘，發(fā)電機組50kw。

（5）通訊報汛、供電系統(tǒng)。

水庫流域共有六處報汛站：棗溝站，權重11.5%；雨山站，權重18%；洼陡站，權重29%；張莊站，權重17.6%；店子站，權重12.6%；水庫站，權重11.3%。由于巖馬水庫是國家防總洪水調(diào)度試點單位，水庫上游雨量站于98年底全部更新了自動測報設備，經(jīng)過多年運行試驗，自動測報系統(tǒng)能夠滿足要求，為確保報汛的及時及準確，報汛手段仍采用人工和自報雙保險。

水庫與市防指采用有線電話和無線通訊聯(lián)系。與下游各有關鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要采用有線電話聯(lián)絡，同滕州市防指用有線和無線電話聯(lián)系。

動力照明電源：采用供電系統(tǒng)電網(wǎng)供電、水庫自備50千瓦柴油發(fā)電機組發(fā)電。

（6）可能出現(xiàn)的險情。

遇特大暴雨洪水，預計庫水位將達到或超過134.0米。

若出現(xiàn)上述可能發(fā)生的險情，須立即將雨情、水情、工情、險情詳細準確地向上級防汛指揮部門匯報，加強巡回檢查、觀測，隨時匯報，并在人員、料物上做好準備，經(jīng)上級防指批準后方可執(zhí)行。

（7）聯(lián)絡報警和下游群眾安全轉(zhuǎn)移措施。

與下游一般用有線電話聯(lián)系，與區(qū)（市）防指用無線對講機和電話聯(lián)系，緊急時利用公安對講機聯(lián)系。當出現(xiàn)險情，上述措施失靈時，除通訊排強行報警外，在鍋臍山頂發(fā)火光信號，通過各種渠道盡最大努力將險情、上級指令通報下游。

下游最大可能受淹面積40萬畝，受洪水威脅50余萬人，因而做好群眾轉(zhuǎn)移工作至關重要。根據(jù)城河兩岸實際情況，在滕州城區(qū)以上的可向高地轉(zhuǎn)移，滕州城以下的按轉(zhuǎn)移路線轉(zhuǎn)移。具體鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）村情況見附表。

（8）遇超標準洪水，應立即啟動水庫防洪應急預案。

5. 附圖、附表：

（1）水庫流域圖（見圖1）。

（2）水庫工程樞紐平面布置圖（見圖2）。

（3）水庫淹沒圖（見圖3）。