后河川水库防洪调度与应急抢险探析_姬玉霞.pdf

2023.No.4收稿日期：20221010作者简介：姬玉霞（1975），女，工程师，主要从事防汛抗旱应急救援工作。摘要：水库科学调度是实现防洪减灾、洪水资源利用的重要举措。基于后河川水库基本情况，在分析水库防洪形势的基础上，对水库的防洪调度及应急抢险方案进行了分析探讨，为该区域防洪减灾和水库管理提供科学依据。关键词：防汛；应急抢险；洪水调度；水库中图分类号：TV877文献标识码：A文章编号：1004-7328（2023）04-0057-04DOI：10.3969/j.issn.1004-7328.2023.04.016后河川水库防洪调度与应急抢险探析姬玉霞（府谷县应急救援保障中心，陕西榆林719000）后河川水库肩负着陕西省府谷县孤山川流域防洪重任，为了充分发挥水库防洪作用，确保其安全运行，需对水库防洪调度及应急抢险方案进行探讨。1概况孤山川流域属中温带半干旱大陆性季风气候，多年平均降雨量453.4 mm，主要集中在78月，占年降水量的56%1。后河川水库位于陕西省府谷县孤山川下游左岸支沟后河川，坝址位置在府谷镇院庙梁行政村院家峁自然村，距沟口2.7 km，距府谷县县城8 km。水库是一座以拦泥、防洪为主的小（1）型水库。水库枢纽工程由大坝、溢洪道、引排洪渠、输水建筑物组成。水库控制流域面积27 km2，总库容 812.33 万 m3，兴 利 库 容 7.80 万 m3，调 洪 库 容255.73万m3，死库容548.80万m3。2工程防洪能力分析2.1工程特性后河川水库大坝为均质土坝，坝顶高程148.60 m，坝顶长 212.5 m、宽 6 m，最大坝高 52 m。溢洪道设在大坝左岸，为开敞式平底宽顶堰，无闸门控制，堰顶高程141.3 m，底宽为 10 m，消力池长 19 m，溢洪道两侧墙高5.5 m，设计最大泄量186.46 m3/s。引、排洪渠为梯形断面，边坡比 1 1，进口底宽 10 m，排洪渠底宽 6 m，总长度 80 m。输水建筑物为竖井式放水塔结构，涵洞进口底板高程126.8 m，为砌石半圆拱形结构，涵洞长231.5 m、纵坡1/100、输水流量0.2 m3/s。水库水位库容关系和水位泄流关系，详见表12。2.2暴雨、洪水特征孤山川流域暴雨发生时间最早在4月，最迟到10月，量级和强度较大的暴雨一般发生在78月。流域暴雨分为 2种：一种是锋面雨，其特点是历时长、强度均匀、笼罩面积大；另一种是雷暴雨，其特点是雨量集中、历时短、强度大、笼罩面积小。一次暴雨历时约24 h，主要雨峰约6 h。由于河槽调蓄能力较小，其洪水过程陡涨陡落。2.3水库安全性分析后河川水库除险加固工程于2010年9月完成，主体工程为坝体培厚、坝坡维护整修、溢洪道泄槽加固及新建出口消能、输水建筑物改造。水库除险加水库水位/m133.7134135136137138139140141库容/万m306.732.260.291.2124.2158.2193.7231.2水库水位/m142142.3142.8143.6144145145.8146.3库容/万m3271.2305.2338.2338.2359.2399.2435.2457.2表1后河川水库水位库容关系表2后河川水库水位泄流关系水库水位/m141.3142143144145146147148堰上水头/m00.71.72.73.74.75.76.7下泄流量/（m3s-1）06.725.450.881.4116.6155.7198.4海河水利572023年4月固后洪水复核成果为：正常蓄水位141.30 m，50 a一遇设计洪水位144.41 m，设计洪峰流量525 m3/s；500 a一遇校核洪水位146.84 m，校核洪峰流量930 m3/s。下游河道安全泄量2 960 m3/s。水库汛限水位140.3 m（距溢洪道底板1 m）。3存在问题目前，后河川水库安全度汛与洪水调度存在的主要问题如下。（1）水库下游防洪压力大。后河川水库上游为天然河道沟壑，无村庄和农田，植被覆盖较好，库区淹没损失较小，发生次生灾害影响不大；水库下游为府谷县县城，防洪影响范围大，防护对象多，因此防洪压力大。下游防洪标准及安全泄量记述如下：孤山川华龙桥至高石崖段堤防防洪标准为50 a一遇，相应洪峰流量为 7 610 m3/s；高石崖至孤山川入黄河口段堤防防洪标准为50 a一遇，相应洪峰流量为4 950 m3/s。孤山川安全泄流量为2 960 m3/s2（10 a一遇洪水）。（2）洪水预警系统尚不完善。目前水库只建成视频监控站，没有建设自动雨量站和自动水位站，洪水监测预警能力薄弱。综合考虑水库泄洪、下游河道行洪、群众安全转移等诸多因素，需提高水库监测预警信息化、自动化能力。（3）水库管护困难。后河川水库目前主要由府谷镇政府派2人进行管理，县水利局作为水行政主管部门负责水库防汛应急抢险和调度运用工作的技术指导。水库没有专门的管理机构，没有专项运行维护经费，致使水库管护困难。4防洪调度方案4.1调度原则后河川水库防洪调度遵循“安全第一、常备不懈、预防为主、全力抢险”的工作方针。在汛前，将水库水位控制在汛限水位以下；洪水超过汛限水位时，通过放水塔泄洪；当水库安全和防洪兴利效益发生矛盾时，应首先服从水库安全，兼顾其他利益；溢洪道泄洪时，需经县水利局同意，泄洪前要通知水库下游府谷镇相关村组、企事业单位，并派专人监测水库水位和下泄流量；入库洪峰流量大于设计洪峰流量、洪水预报水位超过设计洪水位时，放水塔开启泄洪3；当水库枢纽工程发生重大险情或遭遇超标准洪水时，启动防洪抢险应急预案，保证下游人民生命财产安全，将损失降到最低限度；在汛期末，尽量将水库蓄水到正常水位，以保证灌溉和其他用水。4.2调度权限水库水位在汛限水位以下和在汛限水位以上设计洪水位以下，由镇政府调度；水库水位接近或超过设计洪水位、水库发生险情，由县水利局组织实施洪水调度；水库水位接近或超过校核洪水位、水库发生重大险情，报市防汛指挥部备案。4.3调度方案4.3.1水库预报调度条件在洪水入库之前，根据气象、防汛部门提供的预警信息进行短期暴雨及入库洪水预报，根据预报的入库洪水、实时水库水位，预测水库下泄流量，实施水库预报调度。4.3.2汛限水位以上和设计洪水位以下洪水调度在洪水入库之前，府谷镇防汛抗旱指挥部根据水库实时水位，结合县气象、防汛部门预警信息实施水库调度，汛限水位以上设计洪水位以下水库调度具体实施方案需经县水利局审查、县防汛抗旱指挥部批准同意后，由镇政府实施。4.3.3超设计洪水位的洪水调度水库超过设计洪水位时，府谷镇防汛抗旱指挥部立即上岗到位，并立即报告县水利局和县防汛抗旱指挥部，由县水利局组织实施洪水调度。4.3.4超标准洪水应对措施及启动条件（1）超标准洪水应对措施。发生超标准洪水时，府谷镇防汛抗旱指挥部根据水雨情信息，提出应对方案，并报县水利局和县防汛抗旱指挥部；入库洪峰流量接近校核洪峰流量、预报水位达到或超过校核洪水位时，县防汛抗旱指挥部调集消防救援队伍、预备役民兵、群众性抢险队伍，采取抢筑大坝子堤、加固防浪墙等措施以确保大坝安全，提前启动应急抢险预案，组织受威胁区域内民众疏散转移。（2）超标准洪水启动条件。发生接近或超过500 a一遇校核洪水时，应启动防洪抢险应急预案。5应急抢险分析后河川水库防汛抢险具有洪水来得快、抢险难度大、可利用时间短和下游防洪风险区面积大等特征，必须坚持安全第一的原则进行抢险，充分发挥水库防洪作用，保证水库在设计标准内不垮坝。5.1险情监测与报告5.1.1监测、巡查内容汛期由水库巡查责任人负责水库的监测、巡查工作。监测、巡查大坝的坝顶、内外坡、坝腰、坝趾等有无渗水、管涌、裂缝、滑坡、漏洞等险情，同时做好现场检查记录，发现险情及时上报，并采取有效措施排除险情。姬玉霞：后河川水库防洪调度与应急抢险探析582023.No.45.1.2监测、巡查方式汛期巡查责任人每日巡查 12 次，降雨期间早、中、晚各巡查1次。当发生强降雨库水位骤升、持续高水位或发现淤地坝有异常现象时，增加巡查人员和检查次数，必要时实行全天24 h值守，对出现重大险情的部位实行全天连续监测。巡查中，有异常情况时应详细记录时间、部位、险情并绘制草图，必要时进行测图或摄影。5.1.3监测、巡查结果处理现场记录必须及时整理，对出现的问题和异常情况，应立即进行复查，保证记录的准确性；监测、巡查结果属一般汛情、工情、险情，巡查责任人应立即报告水库行政责任人；属较重汛情、工情、险情，水库行政责任人应立即报告县水利局；各种检查记录、报告应整理归档，以备查考。5.2险情抢护进入汛期，水库管理单位必须严格执行水库汛期调度运用计划，严格按照汛限水位蓄水，严禁超限蓄水。紧急抢险时，县防汛抗旱指挥部有权调用抢险救灾所需物资、设备、交通工具和人力，有权取土占地、砍伐林木和清除阻水障碍物，任何单位或个人不得阻拦。5.2.1渗水抢险土坝渗水抢护的具体做法是：在大坝迎水坡采取土工膜截渗、抛黏土截渗、土袋（柳桩）前戗截渗等措施，以达到减少坝身渗水量、降低浸润线、控制渗水险情和稳定坝坡的目的；当大坝背水坡大面积严重渗水时，需在坡面上开挖导渗沟、铺设反滤料或土工织物、加筑透水后戗等，使渗水集中排出，避免水流带走土料颗粒；当大坝出现透水时，需在大坝背水坡采取砂砾料后戗、梢土后戗等办法，达到排出坝体渗水、防止渗漏、稳定边坡的目的。5.2.2漏洞抢险土坝漏洞抢护切忌在背水坡用不透水材料强塞硬堵，以免造成更大险情4。漏洞抢险具体做法是：临水截洞：当漏洞口较小时，一般可用土工膜、篷布盖堵和软性材料堵塞，并盖压闭气；当洞口较大、不易堵塞时，可用软帘、网兜、薄板等覆盖的办法进行堵截；当漏洞口较多、情况复杂、一时难以寻找洞口、水位较浅时，可在迎水面修筑月堤、截断进水，必要时可在迎水坡面进行黏土外帮坡，以起到防漏作用，也可采取塞堵（软楔堵塞、草捆堵塞）、盖堵（土工膜和篷布盖堵、铁锅盖堵、软帘盖堵、网兜盖堵）、戗堤法（抛填黏土前戗）等措施。背水导渗：为了保证工程安全，在迎水坡截堵漏洞的同时进行背水导渗。当漏洞出口小而多时，采用反滤压盖、透水压渗台的方法；当漏洞出口为集中的大洞时，采用反滤围井等方法，以制止坝体土料流出，防止险情扩大。5.2.3塌坑抢险塌坑抢护的原则是防止险情扩大，抢险方法主要有翻填夯实、填塞封堵、填筑滤料。根据塌坑出现的不同位置尽快对迎水坡进行截堵：先将塌坑内松土或湿软土清除，再分别用草袋、麻袋或编织袋装黏土直接在水下填实塌坑。若塌坑位于背水坡，则用透水性能大于原坝身的土料，以利排渗。5.2.4管涌、流土抢险管涌和流土的抢护具体做法是：当管涌或流土处数较多、面积较大并连成片、渗水涌沙比较严重时，采取在背水坡坝脚附近险情处抢筑反滤压盖，制止地基土沙流失，以稳定险情。具体措施如下：当发生浅水下管涌、流土或在背水坡坝脚附近地面的管涌、流土且数目不多、面积不大时，采取在管涌、流土处抢筑反滤围井，即当上下游水头差较小时，采用土工织物反滤围井；当铺设反滤料面积较大时，采用土工织物反滤压盖法；当砂石料充足时，采用砂石反滤压盖法；当无土工织物和缺少砂石料时，就地取材，采用梢料反滤压盖法、砂石反滤围井法等，制止涌水带砂，防止险情扩大。5.2.5裂缝抢护裂缝险情抢护的具体做法是：对于裂缝发展已经稳定的采用开挖回填裂缝法；对于横向裂缝采用横墙隔断；当坝体纵向裂缝或龟纹裂缝宽度小于1 cm、深度小于1 m并经检查观测已经稳定时，可采用封堵缝口法进行抢护。5.2.6滑坡抢险滑坡抢护的主要方法有：滤水土撑、滤水后戗、滤水还坡、临水截渗。当大坝背水坡排水不畅、滑坡范围大、取土较困难时，在背水坡采用滤水土撑方法治理滑坡。当坝体断面单薄、边坡较陡、有滤水材料、取土容易时，可在背水坡面抢护导渗后戗，既能导出渗水，降低浸润线，又能加大坝体断面，使险情趋于稳定。当背水坡严重滑坡且范围较大时，采用反滤结构恢复坝的断面抢护滑坡的措施，称为滤水还坡。具体有导渗沟滤水还坡、反滤层滤水还坡、梢料（沙土）滤水还坡等5。在背水坡抢筑滤水土撑、滤水后戗及滤水还坡海河水利592023年4月等工程的同时，在迎水坡实施黏土截渗。5.3应急转移在确认水库即将发生重大险情、有溃坝风险时，府谷镇政府立即发布命令，迅速组织受洪水威胁的群众进行安全转移，妥善安置。同时，做好救灾和卫生防疫工作，划定危险区域警戒线，所有人员一律不得进入危险区。在水库下游群众聚居点的危险地段，树立“出险地点”标志牌，标明危险区。6结语通过分析探讨可知，后河川水库防洪调度和应急抢险均按照安全第一的原则进行，对出现超汛限、超设计、超标准等不同洪水情况，实施不同的调度方案。若水库出现险情，根据不同情况，采用临水截渗、背水导渗、透水后戗、翻填夯实等方法进行应急抢险，为水库安全运行提供了科学依据。参考文献1 李春娟，杨建虎.孤山川流域降水变化特征及趋势分析J.地下水，2012，34（4）：136-138，151.2 王锋.府谷县城段防洪能力与超标准洪水探析J.广西水利水电，2020（5）：51-54.3 刘强.大西海子水库运行调度分析J.水利科学与寒区工程，2022，5（2）：75-77.4 由淑明.水利水电设施险情处置研究与实践J.水利水电技术（中英文），2021，52（S2）：214-219.5 聂永华.浅析水利建设工程防洪抢险技术J.湖南水利水电，2019（5）：31-33.5结语随着城市发展规模不断扩大，污水处理产生的剩余污泥量越来越多，结合我国国情，从环境生态、经济发展等方面，对污泥实行减量化、无害化、资源化处理的趋势愈加明显。加强和促进污水厂对污泥处置方式的改变是必然的，而实行高效、经济节约的处理方式也是污水厂所需的。临夏污水处理厂采用的复合好氧发酵污泥处理技术是可行的，从实际工程上提供了适应当地实际的污泥处理方式，为周边其他县城污水处理厂进行污泥处理提供了一种示范。参考文献1 陈晨咏.污水处理厂污泥处置技术及再利用研究J.皮革制作与环保科技，2021，2（19）：107-108.2 汪泽洋.国内外污泥处理处置技术研究与应用现状J.冶金管理，2021（3）：141-142.3 黄小玲，蔡莉颖，肖海林.污泥高温好氧密闭仓发酵技术探讨J.山西建筑，2021，47（9）：157-159.4 黄申斌.城市污水处理厂剩余污泥处置的资源化利用效果研究J.环境科学与管理，2019，44（10）：87-91.5 刘媛媛.污水处理厂污泥处置及利用途径研究 J.甘肃农业，2021（6）：58-60.6 魏亮，金星，马丽萍.污水厂剩余污泥处理处置技术研究进展J.农业与技术，2021，41（8）：8106-8108.7 吴晓俊.城市污水处理厂剩余污泥处理技术研究与进展J.科技视界，2018（7）：189-190.8 王泽.城镇污水处理厂污泥处理处置J.山西化工，2021，41（6）：2179-2180.9 李娟，肖恩荣，吴振斌.剩余污泥资源化利用新工艺研究进展J.水生生物学报，2017，41（5）：1149-1156.（上接第30页）河南省委、省政府 河南省大运河文化保护传承利用实施规划（豫办 2020 2号）中均要求浚县城区段局部旅游通航，为避免套涵按治理工程设计建设后还得拆除重建，造成不良影响，建议增加河南省大运河永济渠卫河浚县段白寺坡水利枢纽东于柳闸，同时套涵方案调整为可以满足旅游通航的设计方案。6结语经过本次洪涝水检验，发现卫河干流（淇门徐万仓）治理工程存在诸多不足和问题。为此，建设单位和设计单位应结合本次实际行洪过程，复核卫河干流治理已批复的建设内容，结合各地提出的合理意见，进行工程调整，全面提升卫河干流行洪能力，集中力量加快防洪体系建设，到2030年使卫河流域达到规划的50 a一遇防洪标准，保障流域人民群众生命财产安全，促进流域经济社会高质量发展。参考文献1 中水北方勘测设计研究有限责任公司.卫河干流（淇门一徐万仓）治理工程可行性研究报告R.天津：中水北方勘测设计研究有限责任公司，2018.2 张光锦，范海燕，王超.海河流域防洪薄弱环节建设重点问题的思考与对策J.海河水利，2013（1）：26-29.3 河南省豫北水利勘测设计院有限公司.河南省海河流域蓄滞洪区“217”洪水淹没调查分析报告R.郑州：河南省豫北水利勘测设计院有限公司，2021.4 李彦东.海河流域防洪建设方针的思考与认识J.海河水利，2003（6）：39-41.5 赵立坤.加快海河流域防洪体系建设对策建议J.水利发展研究，2012（4）：45-47，72.6 郭亚梅，池建军，张立民.淇门以下卫河干流治理必要性分析J.海河水利，2011（6）：16-18，47.（上接第53页）姬玉霞：后河川水库防洪调度与应急抢险探析60