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1、2 0 81 选婆塞!浅谈白沙水库防洪应急预案许云“田建设冯伟( 河南省白沙水库灌溉工程管理局禹州4 6 1 6 9 1 )摘要自沙水库位于河南省禹州市与登封市交界处、淮河流域沙颖河水系颊河上游，1 9 5 】年开工建设，19 5 3 年建成，1 9 5 6 年又扩建改善达到百年设计、千年棱棱之标准；总库容2 9 5 亿甜。由于肪、琳标准不足千年一遇，加之工程隐患、老化等问趣目趋严重，除险加固工程干2 0 0 3 年6 月开工，计划2 0 0 5 年6 月竣工。由于自沙水库的安危对沙颖河乃至整个淮河流域的防洪起着重大影响，自1 9 8 8 年开始至夸，先后制定了白沙水库下游淹没范围及群众安垒转
2、移方案、白沙水库风险圉、白沙水库防洪应急预案等。虽经十几年多方尽力修改、补充和完善，但仍存在不少争议以厦某环节、某个别步骤的操作田难等。主要问题有：自涉水库防珙应急预案的启动条件、超标准洪水的分洪措施、防洪抢险、白沙水库防洪应急预案的编制、下游洪水演进等。笔者对这几个问题进行了浅显的分析、讨论，以便进行白沙水库防洪应急预案的编制与修改。羌键词白沙水库防讯预祟一、水库基本情况1 综述白沙水库位于河南省禹州市淮河流域沙颖河水系颍河上游。1 9 5 1 年4 月开始兴建1 9 5 3 年8月建成，1 9 5 6 年2 月1 9 5 7 年1 2 月进行了扩建加固。水库控制流域面积9 8 5 k m
3、2 ，总库容2 9 5 亿m 3 。水库建设开发目标是以防洪，灌溉为主，兼顾工业供水、养殖等综合运用。主要建筑物有主坝、两座副坝、输水洞、溢洪道以及灌溉渠首等。水库建成以来，发挥了调节颍河水资源，以及防洪、灌溉、养鱼、工业供水等多方面的综合效益。2 颍河流域溉况颍河源于河南省登封市嵩山山脉自西向东流至周口市北郊注人沙河。颍l 河全长3 5 0 k m ( 水库以上长5 6 k m ) ，流域面积7 2 3 0 k m 2 白沙水库以上9 8 5 k m 2 ，占全流域的1 3 6 。禹州市以上流域属山区，坡陡流急，禹州至颍桥进入平原，始有堤防。下游较大支流有吴公渠、清淠河、清流河、柳塔河等。颚
4、河流域形状似“桑叶”形，全流域平均宽度为2 0 6 k i n ，水库以上为l6 7 k i n 。白沙水库下游河道标准较低，繁城一吴公槊口段于1 9 5 7 年治理过除涝标准为2 年一遇设计流量1 8 4 m 3 s 防洪标准约1 0 年一遇，平槽泄量5 0 0 m 3 s ；吴公渠日至柳塔河口段于1 9 7 0 年治理过，除涝标准为3 年一遇，设计流量4 3 0 r n 3 s ，防洪标准为2 0 年一遇，平槽泄量9 0 0 m 3 s ，颍河公路桥过水流量为1 5 0 0 m 3 s ，化行闸至繁城段平槽泄量7 0 0 8 0 0 m 3 s 。3 水库除险加固情况自沙水库兴建时因水文资
5、料缺乏，无法进行水文规划，仅比照附近河流的水文特征值，按百年设计，千年校核标准设计。然而兴建时是典型的“三边工程”，虽经过1 9 5 6 1 9 5 7 年将近两年的扩i 午云，河南省自沙水库藏溉工程管理局总工程师高级工程师，水利工程建筑专业送遂堇宣娑壅廛堕送查照堑塞! 12 0 9建加固，但终因水文资料缺乏，对洪水的考虑仍不理想。“7 5 8 ”河南大水后，为增强水库抗洪能力，对沉陷降低的坝顶及防浪墙进行了补高，在东副坝坝顶建1 7 个爆破药室以应急需。白沙水库随着水文资料系列的延长，1 9 8 6 年、1 9 9 8 年先后两次进行了水文复核，然而防洪标准均低于千年一遇，达不到国家5 0
6、0 0 2 0 0 0 年一遇防洪标准的下限，加之水库已运行4 0 多年，大部工程均不同程度的老化。河南省白沙水库管理局多年来一直在做除险加固的准备工作，2 0 0 0 年河南省水利设计院对水库进行了白沙水库大坝安全鉴定，并通过了南京水科院的审查。结论是：“防洪标准不足千年一遇，属危险水库急需除险加固”。2 0 0 2 年9 月，河南省计委和水利部淮河水利委员会批准白沙水库进行除险加固；总投资9 4 0 0 万元。主要加固项目有：坝顶加高0 5 m 、溢洪道推倒重建( 由原来的8 孔闸门变为5 孔，堰顶高程由原来的2 2 5 9 2 m 变为2 2 2 m ) 、上游砌石坝坡2 1 8 m 以
7、上进行彻底翻新处理等。此工程已于2 0 0 3 年6 月开工，现已接近尾声。经过加固，白沙水库防洪标准提高到2 0 0 0 年一遇洪水，通信、观测、房屋、道路等设施设备将会彻底得到改善。4 防洪调度( I ) 汛限水位。19 5 7 年前，因大坝裂缝及水库工程扩建等原因，水库采取低水位运行，汛限水位为2 2 1 m 。1 9 6 4 年汛前、讯中、汛末各时段的限制水位分别为2 2 3 m ，2 2 1 m 和2 2 5 m 。19 7 5年由于天气预报为干旱年份，限制水位有所提高，分别为2 2 4 m 、2 2 5 m 和2 2 6 m 。1 9 7 5 年河南犬水后，为吸取教训，讯中限制水位
8、又降至2 2 1 m ；1 9 8 1 年以后汛中限制承位又逐步提高到2 2 3 m 。( 2 ) 控制运用方式。白沙水库现正在进行除险加固，新的运用方案正在制定中不误今年汛期使用。原调度运用方案为：1 ) 库水位2 2 3 2 2 5 9 2 m 时，控泄流量为9 0 m 3 s 。2 ) 库水位2 2 5 9 2 2 2 9 19 m ( 1 0 年一遇) 时控泄流量为2 0 0 m 。s 。3 ) 库水位2 2 9 19 2 3 1 0 6 m ( 2 0 年一遇) 时，控泄流量为5 0 0 m 3 s 。4 ) 库水位2 3 I 0 6 2 3 2 3 9 m ( 5 0 年一遇) 时
9、，控泄流量为1 0 0 0 m 3 s 。5 ) 库水位超过2 3 2 3 9 m 时输水洞、溢洪道闸J 全开泄洪。6 ) 库水位超过2 3 4 m 时，副溢洪道自由泄洪。二、白沙水库防洪应急预案的编制加固后的白沙水库从防洪能力、工程质量及其管理设施等各方面都得到了彻底地改观。这将对沙颍河的防洪都起到重大的作用。因此，几次制定战备方案、水库防洪预案及下游群众安全转移方案等。最早的是在1 9 8 6 年完成的白沙水库战备方案，其中涉及下游群众的安全转移问题；1 9 8 8年开始，1 9 8 9 年完成的自沙水库下游淹没及群众的安全转移方案；2 0 0 4 年编制完成了“自抄水库到禹州市段的标准内
10、的各流量级( 5 0 0 m 3 s 、1 0 0 0 m 3 s 、2 0 0 0 m 3 s 、3 0 0 0 m 3 s 和4 0 0 0 m 3 s ) 较详细的防洪预案”；2 0 0 5 年又编制完成了白沙水库防洪应急预案( 以下简称应急预案) 。几经修改完善，但问题还是没有彻底澄清、摸透。还存在着不少争议以及某环节、某个别步骤的操作困难、具体转移水位、淹没范围不准确等现象。防洪预案编制存在的阉题主要存在于应急预案的启动条件、超标准洪水的分洪措施、防洪抢险、应急预案的编制、下游洪水演进等方面。下面笔者对以上几个问题进行浅显的分析、讨论。三、几个问题的讨论1 白沙水库防洪应急穗案) 启
11、动条件白沙水库下游河道安全泄量为5 0 0 m 3 s ，超安全泄量如何应对，还需要认真研讨。上级要求编2 1 01 鎏逭塞!制应急预寨的目的在于只有水库垮坝才能启动应急预案；这样的应急预案* 会对F 游河道的整体防讯不利。根据自沙水库下游河道现状，水库下泄一旦超过河道的安全泄量，就有可能成灾。如何应对，没有明文规定。按照白沙水库下游的实际情况，防汛方案应侧重以下两方面，但这也是被动的防汛、抢险；一是抓紧整治河道，提高下游河道防洪标准，但提高防洪标准也是有限度的，究竟提高到什么程度不好定论，难度较大( 主要是资金问题) ；二是根据水库的防洪预报调度和河道当时的水位，及时进行防汛抢险，严防死守、
12、加固堤防。这两条都是很难实现的理想情况。要想变被动为主动笔者认为，应急肩动的条件就应该是下游河道的安全泄量。白沙水库可根据不同的下泄流量，以1 0 0 0 m 3 s 为级差，从1 0 0 0 m 3 s 一直计算到水库垮坝时的流量，并制定出较为准确，详细的不同的下游安全转移方案，确保下游人民生命财产的安全。所以，应急预案启动条件的下限只能足下游河道的安全泄量。这是下游河道应急预案的启动条件12 超标准洪水的分洪问题所谓超标准洪水就是在设汁考虑的范围之外，电可以说是超过水库的承受能力。白沙水库的设计洪水位是2 3 1 8 5 1 3 1 ，校核洪水位是2 3 5 5 6 m 。这次除险加同工程
13、设计时，并没有考虑超标准洪水的分洪问题，也就是说没有切实可行的保坝分洪措施。按照书本理论，非常溢洪道是用来解决超标准洪水分洪问题的，但是，白沙水库的非常溢洪道仅能过少量的水，底部高程为2 3 4 r n ，最大泄量为5 8 9 。5m 3 s 。即使大坝在汛期加高抢修子埝，溢洪道过流宽度、深度也不可能拉的太大，因为溢洪道底部和两岸都有基岩露头岩石埋藏较浅，不可能冲开较大可观的宽度。因此，靠非常溢洪道宣泄超标准洪水还需要另辟途径，以确保主坝、尽量减轻下游人民生命财产的损失之目的。就白沙水库而言，可从以下三方面考虑。( 1 ) 尽量提前预报期，做到早知道、早主动。这方面的措施有：洪水预报系统与卫星
14、联网用先进的手段、先进的设备进行预报调度，才有可能争取主动，提前加大泄洪，降低库水位运用。( 2 ) 考虑确保主坝，副坝自由漫溢溃决。这方面的措施是：若遇超标准洪水，在泄洪洞、主溢洪道闸门全开，非常溢洪道自由敞泄的情况下，只在主坝坝顶抢修子埝加高主坝，副坝及时漫溢过流。这样既可以确保主坝，也可以延缓下游的成灾时间。绐防洪赢得时间，早做准备，主动防洪。水库一旦垮坝失事，那局面将一发不可收拾。那是灭顶之灾，将给下游人民群众造成不可估量的损失。所以能延缓时闻就延缓，能拖多久就拖多久，尽量给下游防汛赢得时间。如能奏效就是改造客观世界、人定胜天的范例。只要预报出超标准洪水，就可尝试此种方案。( 3 )
15、白沙水库2 0 0 3 年水库除险加固之前，防御超标准洪水的措施是相机爆破东副坝分洪。爆破药室是由内径0 8 m 、深8 m 的竖井和向左伸进的宽l m 、深1 2 m 、高1 5 m 的平洞组成。如今东副坝爆破药室已经填土封实，如果再想爆破东副坝已不能实现，只有另寻途径。原来的爆破方案为什么废弃呢? 主要有三方面原因：分洪爆破时恰遇暴雨天气，运输、装填炸药都特别困难；运输需从5 0 0 m 外的山路经闸门操纵室运输至爆破地点东副坝顶各个药室旁，每个药室先下去一个人，接炸药装填，上面人工用绳索系袋装炸药( 5 0 k g ) 向下运送紧急情况也可直接将炸药抛投洞内，一个药室1 0 0 0 k
16、g 。在这样的环境和操作难度较大的情况下能确保时间和成功吗? 爆破所用的炸药需储存在水库附近，所用1 5 t 炸药好像定时炸弹一样时刻威胁着附近村庄和水库管理单位人生命财产的安全，的确是一个不安定因素。东副坝的爆破药室在库水位较高时，肯定要进水，究竟进多少水，爆破药室内的水多深，很难预测和计算准确。可以想像。水中放炸药的难度是很高的。水库管理单位存放的炸药大部分是硝氨类，没有考虑用水下炸药。为此，爆破东副坝用常规的爆破方法是不可取的。基于以上原因，此次除险加固首先考虑废除炸药库，填平东副坝的l7 个药室不再实行爆破分洪。但是，情况特别危急时，是否也可考虑飞机空投炸药包或炸弹等设法实施爆破东副坝分洪，现没有定论，但这可作为是万不得已的设想。一般的超标准洪水都能靠地方人力抗洪。! 堂堂! 自娑丛痊堕送应鱼塑塞! 12 1 13 F 游河道的现状及整治方向
