1 工程概况XXX水库位于XX县西北部仕望河支流的西川河上游木头沟中,与英旺乡高窑村隔309国道相望,距县城18km,是一座以供水为主兼有灌溉、发电、防洪等综合功能的水库。
根据规划,该水库是XX 县城供水的主要水源。
该水库于1958年10月动工修建,由于当时处于大跃进时期,未按水利工程建设程序进行,工程前期工作未做好就仓促开工,属“三边”工程,1960年建成运行至今。
1.1枢纽工程按照【水利水电工程等级标准】规定和“三查三定”划分,XXX 水库枢纽工程属四等工程,小(一)型水库。
该水库流域面积25km2,主沟道长12km,沟道比降2.4%。
系土山林区,植被良好,年径流量105万m3,年输砂量0.36万吨,原设计校核洪水37m3/s。
坝型为均质土坝,河底高程98m,设计洪水位118.5m,校核洪水位118.7m,兴利水位118m,死水位103.8m。
总库容180万m3,有效库容154万m3,滞洪库容14万m3,死库容12万m3,已淤积库容8万m3。
设计洪水标准50年一遇,校核洪水标准为500年一遇。
枢纽工程由大坝、溢洪道、输水建筑物三部分组成。
(1)大坝:系黄土均匀土质,坝高22m,坝顶长188m,顶宽3.5m,坝底宽109m。
坝后设43m长的棱柱反滤坝,高6.3m,迎水坡均为草皮护坡。
(2)溢洪道:位于坝右肩,为河岸开敞式,全长99.5m,由进口段、宽口堰、平流段、跌水、陡坡段5部分组成。
陡坡泄于石岸进入河床,最大泄洪能力3.5m3/s。
(3)输水建筑物:位于坝右肩,采用卧管放水。
输水洞断面为50*80,矩形石涵洞,全长90m;卧管断面50*50矩形石卧管,盖板为50cm厚的混凝土板,放水孔径20cm,为单排孔涵洞,最大泄量为0.4m3/s。
1.2工程效益及保护范围XXX水库建成投入运行后,产生了一定的社会效益和经济效益。
主要有四方面:一是供下游四个村600亩地及县城3万人口供水,是县城至水库段供水主要水源。
二是水库防洪效应,保证县城、英旺、秋林六万人的生命财产安全,保证309国道畅通。
三是调节供给下游哨皮、龙湾、甘草三个电站发电及1.5万亩农田灌溉用水。
四是发展养殖水面200亩,可增加渔业收入。
2 库坝区工程地质条件库坝区属黄土丘陵沟壑区,主要分布有石砂岩、泥质页岩、砂铄岩、黄土及黄土状土。
库左右土石山属森林区,植被较好;库区上游为黄土状黄粘土。
坝左右两肩为老森林区,上部为结核黄土,中部砂烁层,下部为基层。
详见坝轴线地质剖面图。
库区属Ⅵ度地震区。
3 水文条件依据1982年“三查三定”分析结果确定。
3.1流域概况XXX水库流域属黄土高原梢林区。
森林茂密,覆盖较好,控制流域面积25km2,海拔高程1056—1106m之间,坝址以上主沟长度12km。
河道平均比降2.4%,多年平均气温10℃,平均输砂量0.36万吨,,多年平均降雨量599.2mm,多年平均水面蒸发量为1000mm,最大冻土深度0.5m,无霜期170—180天左右,最大风速18m/s,降雨时空分布严重不均,多集中在6、7、8、9月份,降雨具有历时短、强度大、总量多、汇流集中等特点。
3.2径流分析由于XXX水库所在的仕望河上游西川河没有水文实测资料,只有采用临近站临镇水文站为参证站,对水库的径流、泥沙和洪水进行分析计算得:(1)平均径流量105万m3(2)年输沙量0.36万吨3.3洪水分析五十年一遇:洪峰流量20m3/s洪水总量54万m3五百年一遇:洪峰流量30m3/s洪水总量80.5万m34 工程设计4.1设计情况XXX水库由延安地区水利局水库勘测设计组1958年设计,于1958年10月动工修建,由于当时处于大跃进时期,未按水利工程建设程序进行,工程前期工作未做好就仓促开工,属“三边”工程,水库工程由英旺公社民工进行施工,县、公社、业务部门派局领导施工,1960年9月建成。
由于原来施工人员调动,施工资料遗失,对施工情况无法考证。
直至1982年“三查三定”时,才将有关资料补充齐全,但至今未验收,无竣工文件。
4.2 施工情况水库工程由XXX水库工程委员会负责施工,施工全部由民工进行,工程分二期进行施工。
第一期于1958年10月动工,1960年8月完工主要完成土坝、卧管,输水涵洞工程;第二期于1960年8月动工主要完成溢洪道及上游护坡工程,同年9月完工。
随后有进行了削坡加护处理及灌溉渠道配套工程;大坝均系人工上土,拖拉机碾压,进展顺利,坝左肩系黄土山坡,右肩为石基,在上游建防滑齿墙止水。
5 工程运行情况5.1组织管理XXX水库权属县级管理,1983年前由刘庄水库管理站兼管。
1983年按照省颁标准成立管理站,属XX县水利局下设单位,股级建制目前管理站有管理人员1人。
水库管理依据【中华人民共和国水法】、【大坝安全管理条例】、相应制定了观测检查、防洪抢险、雨水情况测报、水库人员管理职责、水库管理办法等一系列管理制度,加强对水库枢纽工程管理。
5.2历年库水位变化情况自水库建成运行以来,从未满库运行过。
最高水位113.4m,有一半腾空库容,溢洪道建成以来从未过水,1975年6月由于卧管施工质量较差发生渗漏,随机进行拆除重建。
据水库管理技术人员观测:库水位在104m时相应库容13.1万m3,背水坡渗漏量在5.98m3/h,随着水位升高背水坡渗漏量在不断增大,到堰顶高程即112m时相应库容80万m3,背水坡渗漏量在19.6m3/h,并且渗漏水出现浑浊。
1995年迎水面靠卧管处发生三处沉陷,后经处理水库水位一直处于腾空运行。
经省、市多次组织专家实地勘查会诊,确定为病险库,在汛期几乎空库渡汛。
5.3大坝运行情况水库自建成以来,一直带病运行;加之大坝无任何观测设施和原工程技术材料,随着水位升高,出现严重渗漏,渗湿及库内塌陷等问题,经削坡、填土、护坡等多种措施处理,但病害仍得不到彻底根治。
5.4水库淤积情况水库经过30多年运行,一直不能满库运行,加之上游植皮较好淤积不太严重,经1982年“三查三定”实测,淤积库容8万m3(死库容12 万m3),死库容还未淤积完。
目前水库总淤积量为17.28万m3。
6 工程运行中出现的问题及处理6.1土坝工程坝右肩与山体结合部位出现渗漏,迎水坡出现多处沉陷,据水库管理技术人员观测:库水位在104m时相应库容13.1万m3,背水坡渗漏量在0.98m3/h,随着水位升高背水坡渗漏量在不断增大,到堰顶高程即112m时相应库容80万m3,背水坡渗漏量在12.6m3/h,并且渗漏水出现浑浊。
经1995年处理采用挖土回填,背水坡还有一定渗漏,水库一直处于空库运行,严重危及大坝安全。
6.2溢洪道工程水库最高蓄水位为113.4m,相应库容80万m3溢洪道建成至今未曾过水,目前由于风化、及山体滑塌,已淤积、堵塞及多处断裂。
6.3卧管工程卧管在施工中由于质量较差,于1975年6月由于卧管施工质量较差发生渗漏,随机进行拆除重建。
现运行情况较差,多处出现裂缝。
7 存在的主要问题木头够水库自建成以来,基本上是边维修边运行,只能在底水位下运行。
但从根本上看水库仍存在很大病害,有待于进一步加固除险。
(1)坝体迎水坡出现多处沉陷沉,背水坡渗漏是大坝的一个主要病害。
据水库管理技术人员观测:库水位在104m时相应库容13.1万m3,背水坡渗漏量在0.98m3/h,随着水位升高背水坡渗漏量在不断增大,到堰顶高程即112m时相应库容80万m3,背水坡渗漏量在12.6m3/h,并且渗漏水出现浑浊。
主要原因于当时的施工条件及机械有关,致使施工质量较差。
(2)溢洪道设计不合理,右边没采取削坡,致使山土侵袭溢洪道,加之砌筑质量差,无法保证正常泄洪,对坝体的安全没起到保护作用,反而成为影响大坝安全的主要隐患。
(3)随着死库容的减少,库水位随着升高下游的排水位也随之升高,坝体排水冲刷坝坡对大坝稳定造成影响,需要加高反滤坝。
(4)由于1975年6月卧管施工质量较差发生渗漏,随机进行拆除重建,原卧排水涵洞外墙与坝体结合不够紧密,曾经迎水坡出现多处沉陷,经与管理人座谈、观测出现过涡状水流,经1995年采用挖土回填处理,由于资金问题没从根本上消除病害。
(5)放水卧管受库水冲刷严重,威胁放水卧管的安全。
(6)大坝无任何观测设施,观测工作无法进行,工程内在因素分析没有依据,应增设沉陷、位移、浸润线,渗透量等一系列观测设施。
8 评价和建议8.1评价XXX水库于1958年10月动工修建,由于当时处于大跃进时期,未按水利工程建设程序进行,属“三边”工程,水库工程由英旺公社民工进行施工,施工工艺不能满足水库长期运行需要,出现多处病害,未曾彻底解决。
按照目前部颁标准XXX水库不具备基本运行条件和能力,使该水库无法进行正常化,规范化管理,经省、市多次组织专家实地勘查会诊,确定为病险库,不能安全运行。
8.2建议(1)对于坝体迎水坡出现的多处沉陷沉、背水坡渗漏问题,采取沿坝轴线做长180m的帷幕灌浆。
(2)坝右肩溢洪道塌岸,采取削坡。
填土、砌石护坡处理。
(3)溢洪道根据现行标准设计、建设。
(4)加高反滤坝,增强坝体排水能力。
(5)卧管于大坝结合按照现行标准进行重新处理。
(6)对卧管右侧迎水坡做砌石处理。
(7)建立健全水库各种观测设施。
(8)加强管理站基础设施建设,架设电路、通讯光缆,修筑309国道至水库油路(全长1.2km)。
(9)建立完善水库防汛通讯和预警系统。
(10)建立完善各项管理制度和科学观测制度,加强水库的管理工作。