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碧流河水库2012年8.3洪水的反思

 郑友华君 2017-12-04

受台风达维影响,辽宁地区普降暴雨,碧流河水库也为此受到一些损失,我以水利工作者的身份提出一些看法。

这次暴雨上游地区平均降雨量大约是200多毫米,并不是历年最大,但造成的损失却是建库以来最大的:下游左岸堤防被冲毁大约200多米;66千伏跨河高压铁塔被冲倒一基,拽倒两基;10千伏河底高压电缆被冲坏;左岸堤防同时也是上坝公路的一部分,公路交通中断。

这里不讲什么时间该泄洪、泄流量是多少,以及雨量数据中断造成的乌龙,而是闸门开启方式的选择以及以后的改进措施是什么。

多年从事水利工作,耳闻目睹历次泄洪,这次泄洪最大流量大概是3100立方米/秒。

1981年的7.28洪水,洪峰流量是4800立方米/秒,当时水库还正在修建,没有蓄洪功能,洪水来多少,走多少,当时两岸没有堤防,却没有造成任何损失。因为当时的一期大围堰位于混凝土坝段,约束洪水只能从现在的电厂和底孔闸门位置下泄,主流在河道中间,水对两岸没有冲击力,尽管当时河水已经将后沙河口的菜地淹没,但水退之后反而带来丰厚的淤泥,有益于土壤肥力的提高。

19858.19的九号台风,洪峰流量是5320立方米/秒,由于当时没有要求蓄水的压力,最高蓄水位不大于68米。下泄流量不小于4000立方米/秒,当时也没有堤防,也没有造成损失,原因是当时的泄洪是将中间的三孔闸门全部提起,主流仍然在河道中间。

1994年的8.16洪水,洪峰流量是5750立方米/秒,当时最高水位曾达到70.51米,坝下已经有了堤防,设计标准是二十年一遇,泄洪造成左岸靠近坝体左连接段的堤防塌陷,威胁土坝坝脚。后来采取的措施就是关闭临近左岸的闸门,提高其他闸门开度的方式顺利度过汛期。

1995年在左岸修建了混凝土导流墙以保护土坝坝脚不受冲击。1999年又投资数百万将两岸从坝下至双荷大桥的堤防防洪标准从二十年一遇提高到五十年一遇。之后再没有遇到较大洪水。

这次泄洪让我困惑的是:最大放流时,临近左岸的闸门开启高度最高(从激起的水流及浪花判断),临近右岸的1号闸门反而关闭,这样泄洪洪水直冲左岸堤防,将靠近公路的拐角处最先冲开,然后就不可收拾,无法抵挡了。

85日早晨的库水位是69米,在坝上看到前一天的最高水痕在水面90厘米处,就是说,一天时间泄洪不小于52百多万方,最高库水位是69.90。比1994年洪水的最高水位要低60厘米。

为什么前两场较大洪水的泄洪都没有发生问题,而在两岸有了堤防之后,再泄洪反而出现问题呢?我认为是没有注意到水势造成的破坏力。

水流是有水势的,蓄水越高水势越大,这就是前两场较大洪水的泄洪,尽管坝下没有堤防却都没有发生问题的原因。而泄洪的水势也是可以人为控制的,最理想的状态是让急流在河道中间流过,能量不对堤坝造成冲击。通过人为调节闸门可以做到这点,你不让它冲哪儿就可以不冲哪儿。可这次为什么偏要往薄弱环节冲呢?

 

这是碧流河水库坝下8.3洪水之前的卫星图片,我们可以清楚的看出,如果我们七、八、九号闸门提的最高,在导流墙的约束下,势能的冲击点就是坝下堤防的凸出部分,即原冷库的大井附近,大井的旁边就是66千伏跨河铁塔,我们即使没到现场,也可以知道薄弱点在哪里。坝下堤防设计是漫堤不要紧,但冲堤是绝对不行的。从水力学原理分析:喘急的水流首先将拐角处底部的沙土冲走,造成堤脚塌陷,堤防破溃。如果水势不变(即闸门的开启方式不变),溃堤只能愈来愈大,无法抵挡,直到主水流对越来越远的岸边冲击力力度减弱,达到相对稳定为止。就是说,溃堤的时候如果不改变主水流方向,你扔多大的石块都无济于事;在岸边距主水流越来越远,达到相对稳定的时候,你不扔石块也就那样了。

我建议如果再遇到大于1000m/秒的泄洪流量时,开启底孔闸门,辅以弧形闸门泄洪。这样,即达到了泄洪的目的,又起到排沙减淤的作用,同时可以使主水流从河道中间通过,减少对坝下堤防的冲击,提高安全系数。

为什么没有人愿意提底孔闸门呢?估计主要是心里没底,怕提起来落不下去。从理论上说是不存在这个问题的,当然实际实行起来还是要谨慎些,首先必须征得水务局领导(或抗旱防汛指挥部)的同意,事先由潜水员探摸,闸门附近是否有障碍物(估计这项工作早已经做过了),一般是施工期间的木模板或木方而已,只要提起来,水流的冲击力会把其他沙石泥土全部冲光的。

这次洪水曾经将坝下后沙河口及宋屯的居民疏散转移到荷花山镇,据说已经做了炸开三付坝的准备。我认为不到万不得已就是两个底孔全开也不能炸坝,因为普通群众是不了解什么叫非常溢洪的,如此会造成人心恐慌,甚至社会动乱,影响巨大。我去过大伙房水库,他们在改造后的溢洪道附近设置了一个自溃式土坝,遇到超限水位时自动溃决,流量也是经过计算的,安全系数很高。

既然水库设计时已经将底孔闸门作为泄洪的手段之一,那么我们不能等到洪水千年一遇的时候再启用它,才能防患于未然。

                   

  201288

 

个人日记 | 公开 | 原创:正人君子

我的热评日志

  1. 1楼 评论时间: 2012-08-18 10:55:16

    工程设计施工质量伪劣,工程管理水平低下,是本次水毁的主要原因。
  2. 2楼 评论时间: 2012-10-10 13:58:34

    水库多一些像您这样喜欢思考问题并能努力去解决问题的人就好了。
    • 谢谢你的鼓励。
      10月10日 21:07
    我也说一句

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