浅析东兴区联合水库初期蓄水及调度运用

浅析东兴区联合水库初期蓄水及调度运用

罗象莉1  ,刘杰2, ,罗骁2  

（内江市东兴区联合水库保护所  四川  内江  641100）

摘要：东兴区联合水库为新建水库，已完成下闸蓄水阶段验收，开始下闸蓄水，对水库初期蓄水、运行管理进行了总结分析，概括介绍了水库初期蓄水的重点事项，并提出了相关建议。

关键词： 水库  初期  蓄水  运行管理

1  工程概况

联合水库位于内江市东兴区顺河镇境内见龙河中游，距东兴区14km，是一座农业灌溉、乡镇及农村生活生产供水，兼顾东兴城区应急备用供水等综合利用的中型水利工程。坝址以上集雨面积30.7km2，河道长8.33km，比降5.97‰。水库枢纽工程由大坝、溢洪道、导流放空隧洞、取水隧洞、防护副坝及排涝涵管组成。

联合水库工程属于Ⅲ等中型工程，主要建筑物级别为3级。设计洪水标准采用50年一遇289m³/s，校核洪水标准采用1000年一遇506m³/s，消能防冲洪水标准为30年一遇。正常蓄水位340.00m，设计洪水位340.05m，校核洪水位340.76m，水库总库容1238万m³，设计洪水位库容1057万m³，正常蓄水位库容1050万m³，兴利库容870万m³，死库容180万m³。

拦河大坝为风化泥岩心墙石渣坝，坝顶高程342.5m，坝顶长177.00m，坝顶宽8.00m，最大坝高40.00m，上游坝坡采用1:2.5，324.00高程以下采用1:2.75，下游坝坡马道以上采用坡比为1∶2.20，马道以下采用坡比1:2.5。

溢洪道布置在大坝左岸，全长306.88m，进口底板高程334.5m，出口底板高程为312.41m，出口接原河道。由进口段、控制段、泄槽段及出口消能段组成。

导流放空隧洞布置于大坝右岸，前期作为导流使用，后期水库运行期间作为水库放空使用，进口底板高程317.0m，出口高程311.68m，消力池末端设海漫将下泄流量导入原河道，全长415m。竖井内设有检修事故门和工作闸门，两闸门孔口尺寸分别为2.5×3.75m和2.5×2.8m（宽×高），固定卷扬机启闭。闸室上部设启闭平台及排架；设Φ20生态放水管，可满足下游生态放水需求。

取水隧洞布置在库内右岸，全长286.30m，进口底板高程322.20m，隧洞尺寸净空为1.5m×1.8m，出口底板高程321.95m，出口接总干渠。

防护工程防护副坝位于吴家祠堂，防护副坝坝轴线布置成直线，坝顶长114.00m，坝顶高程342.00，最大坝高11.50m，坝顶宽度5.0m，上、下游坝坡坡比1:2。

2  工程初期蓄水

2.1蓄水方案

2.1.1蓄水条件及时间选择

联合水库枢纽工程于2021年4月20日完成下闸蓄水阶段验收， 2021 年 6月 1 日正式下闸蓄水。起蓄水位：水库现状水位 321.00m，采取措施泄放至空库（导流放空隧洞底板高程 317.00m），起蓄水位初定 317.00m。

2.1.2蓄水原则

联合水库由水位317.00m蓄至正常蓄水位的蓄水原则为：本工程水库蓄水不分期，一次蓄水至正常蓄水位。在确保已建工程安全、施工安全，满足下游河道综合用水要求的前提下，合理控制放水流量，按照各蓄水位之间的蓄水速率要求蓄水至各控制水位，并停留足够的时间进行大坝的安全监测。汛期应按照有关部门要求进行水库调度运行。

2.1.3蓄水速率控制要求

根据枢纽工程总体布置方案和满足枢纽安全要求，工程初期蓄水水位为317.00m（低于死水位 324.00m），相应库容28.1×104m3。

蓄水期间，以确保工程安全为第一要务，应避免库水位快速上升带来的大坝安全风险，考虑上游水位与总水推力、坝体应力的变化关系，蓄水过程中水流入库、泄水建筑物过流情况，初期蓄水时先将水放空，再从放空隧洞底板启蓄，参考省内同类工程蓄水经验，联合水库蓄水不分期，采用从水库现状水位一次蓄至水库正常蓄水位340.00m 的蓄水方式，初期蓄水控制要求见表 2-1。

联合水库 2021 年 6 月 1 日下闸蓄水后，水位上升到溢洪道底板高程 335.00m 前，多余水量从导流放空隧洞下泄；到达溢洪道底板高程 335.00m 后通过溢洪道下泄多余水量；到达正常蓄水位340.00m 后，通过溢洪道控制水库水位下泄多余水量，控制水库水位。

1、在库水位达到321.00m时，需保持10天，在此期间完成大坝的安全监测、分析，并确认工程正常；并完成闸门调试工作的本级水位测试，并确认工程正常。在完成以上两项工作后可按照水位上升控制速度，逐步蓄水至327.00高程。

2、在库水位达到327.00m时，需保持10天，在此期间完成大坝的安全监测、分析，并确认工程正常；并完成闸门调试工作的本级水位测试，并确认工程正常。在完成以上两项工作后可按照水位上升控制速度，逐步蓄水至335.00高程。

3、在库水位达到335.00m高程，需保持15天，溢洪道闸门处于锁定位置。

在此期间完成大坝的安全监测、分析，并确认工程正常；并完成闸门调试工作的本级水位测试，并确认工程正常。在完成以上两项工作后可按照水位上升控制速度，逐步蓄水至340.00高程。

4、在库水位达到340.00m 时，使用溢洪道闸门调控水位，保持正常蓄水位时间在6个月以上。在此期间完成大坝的安全监测、分析，并确认工程正常；并完成闸门调试工作的本级水位测试，并确认工程正常。在此期间应观察溢洪道在不同组合闸门开启方式、不同流量情况下溢洪道各部位流态，并留下测量和影像资料。

生态流量0.0308m3/s通过导流放空隧洞末端放水管下泄

表2-1  联合水库初期蓄水控制要求表

2.1.4蓄水计划

联合水库大坝枢纽已完工，移民已搬迁，水库具备一次性蓄水至正常蓄水位的条件。本工程水库蓄水不分期，从水库现状水位一次蓄至水库正常蓄水位340.00m。

2.2蓄水运行调度方案

2.2.1蓄水调节计算

1、计算方式

根据选择的各频率典型年旬过程（年度为 6 月至次年5月），采用水量平衡法进行逐旬调节计算，分析水库蓄水过程。

2计算成果

经计算，联合水库个典型年蓄水计算成果见表2-2。

表2-2联合水库初期蓄水计算成果表

联合水库计划于 2021 年 6月 1 日下闸蓄水，从导流放空洞底板高程317.00m 起蓄。按P=50%计算，水库蓄水量达到死水位 324.00m(相应库容 180×104m3)，共需时间约为 31d（第一年7月1日）；水库蓄水量达到溢洪道底板高程335.00m（相应库容626×104m3）共需时间约为 81d（第一年8月10日）；水库蓄水量达到正常蓄水位 340.00m（相应正常库容 1050×104m3）共需时间约为401d（第二年 7 月 6 日），水库三个典型年平均初期蓄水时间514d。

水库蓄水过程中，务必加强大坝稳定、库岸稳定巡视检查和观测，确保工程安全。

2.2.2蓄水安全监测与调度方案

1、安全监测

联合水库来水较为丰富，因蓄水速率控制，一般在第二年 6 月下旬至 9月上旬能够蓄满至正常蓄水位。

（1）在库水位达到321.00m时，采用控制导流（放空）隧洞闸门开度，保持321.00水位不低于10天，完成有关的安全监测、分析，并确认工程正常后方可继续蓄水。

（2）在库水位达到327.00m时，采用控制导流（放空）隧洞闸门开度，保持327.00水位不低于10天，完成有关的安全监测、分析，并确认工程正常后方可继续蓄水。

（3）在库水位达到335.00m高程，采用控制导流（放空）隧洞闸门开度，保持335.00水位不低于15天，完成有关的安全监测、分析，并确认工程正常后方可继续蓄水。

（4）在库水位达到340.00m 时，采用控制溢洪道闸门开度，保持340.00水位不低于6个月，完成有关的安全监测、分析，并确认工程正常后方可继续蓄水。

主坝沉降不大于34cm，副坝沉降不大于11.5cm，大坝最大渗漏量不超过5L/s。

2、蓄水调度方案

项目业主为内江市禾兴水务投资有限责任公司，负责项目建设期的运行管理，竣工验收后移交内江市东兴区联合水库保护所进行管理。初蓄水期由施工单位协同内江市禾兴水务投资有限责任公司和内江市东兴区联合水库保护所负责水库的运行调度。初拟蓄水期水库调度运行方案如下：

联合水库初期蓄水计划从 2021年6月1日开始蓄水，经水库经流调节计算可知，联合水库需在第二年 6月到9月才能蓄至正常蓄水位 340.00m。第一年2021 年 6月1日~2021 年9月30日，水库水位持续上升，做好汛期值班工作。

水库水库从导流（放空）隧洞底板高程 317.00m 起稳步蓄水，当蓄水位低于 321.00m时，按蓄水位上升速度不大于1.5m/d 控制，当天水位涨幅达到1.5m 左右，即开启放空隧洞泄水，控制闸门开度 0.6m，若水位依然上涨，则加大闸门开度，直至全开，控制当天蓄水位不超过 1.5m。

当水位高于 321.00m，低于 327.00m时， 按蓄水位上升速度不大于 1.00m/d 控制，当天水位涨幅达到 1.0m

左右，即开启放空洞泄水，控制闸门开度 0.45m，若水位依然上涨，则加大闸门开度，直至全开。

当水位高于 327.00m，低于335.00m时， 按蓄水位上升速度不大于0.50m/d 控制，当天水位涨幅达到 0.5m 左右，即开启放空洞泄水，控制闸门开度 0.3m，若水位依然上涨，则加大闸门开度，直至全开。

当水位高于335.00m，低于340.00m时， 按蓄水位上升速度不大于0.50m/d 控制，当天水位涨幅达到 0.5m 左右，即适度开启溢洪道泄水。

第一年汛末期， 2021 年 10 月 1 日~2022 年5 月 31 日，作好汛末期的值班工作，当水位高于335.00m，低于340.00m 时， 按蓄水位上升速度不大于0.50m/d 控制，当天水位涨幅达到 0.50m 左右，即适度开启溢洪道泄水。

第二年，水库继续稳步蓄水，水位持续上升，联合水库一般在5月到7月期间蓄水至正常蓄水位340.00m，因此，当水库水位高于 340.00m 时，即开启溢洪道泄流，控制水位在340.00m。

表2-3水库蓄水计划及闸门操作控制参数表

3  汛期度汛方案

由于联合水库枢纽工程已基本完工，溢洪道和导流放空隧洞等泄洪设施已基本建成，库区移民搬迁已完毕，水库无承担下游防洪任务的功能，因此联合水库初期蓄水期水库防汛度汛方案只需考虑大坝自身安全。

根据施工组织设计，联合水库度汛设计标准洪水重现期为 50 年，主汛期5~9 月设计洪峰流量455m3/s，相应洪量 1045×104m3。结合水库初期蓄水时间，联合水库汛期调度分第一年 6~9月、第二年汛期5~9月两个时段。第一年汛期 6~9月，联合水库 2020年6月1日下闸蓄水后， P=20%典型年最高水位 338.39m（起调水位），相应库容为 898×104m3，水库溢洪道底板高程为 335.00m，经计算分析，水库初期蓄水 7~9 月开启溢洪道泄流，随来水增大加大溢洪道闸门开度，水库水位维持起调水位 338.39m，当闸门全开且来水大于溢洪道泄流能力时，水位上涨，泄流能力也增大；当来水与泄流能力相等时，库水位达到最高338.85m，其后随来水减小，库水位降低，自由溢流，直至水位降至起调水位338.39m，关闭闸门，停止溢流。

第二年汛期 5~9 月， 水库调洪从正常蓄水位 340.00m 起调， 由于 50 年一遇洪峰流量大于正常蓄水位以下闸门最大泄流能力，随来水增大加大溢洪道闸门开度，水库水位维持起调水位340.00m，当闸门全开且来水大于溢洪道泄流能力时，水位上涨，泄流能力也增大；当来水与泄流能力相等时，库水位达到最高340.76m，其后随来水减小，库水位降低，自由溢流，直至水位降至起调水位340.00m，关闭闸门，停止溢流，维持正常蓄水位 340.00m。

汛期要服从防汛管理部门的调度，水位控制必须服从防汛管理部门的要求。

4   结论

水库建成后，从开始蓄水到水库蓄满进入正常运行，都需要一个初期运行阶段，称为水库初期蓄水期。水库初期蓄水期间，蓄水和防洪、水库大坝安全，水位上升速率等方面尤为重要，通过联合水库的初期蓄水的方案，概括介绍了初期蓄水的原则、计划及新建水库蓄水期间需要开展的工作，为水库初期蓄水提供了参考。建议初期蓄水期做好巡查和监测自立的采集、整理及分析，监测各建筑物的运行状况，特别是大坝，如发现异常情况，立即停止水库蓄水或开闸防水，待问题处理后在继续蓄水。

参考文献：

[1］四川省内江水利电力建筑勘察设计研究院.内江市东兴区联合水库工程初步设计报告.内江：四川省内江水利电力建筑勘察设计研究院，2014.