水库汛期调度运用计划详解.docx
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水库汛期调度运用计划详解
子汛旱发[2015]03号
中山川水库汛期调度运用计划
总则
编制目的：
为了指导水库安全度汛各项工作顺利开展，在确保工程本身安全，上下游防洪安全的前提下，充分发挥水库工程的综合效益。
编制依据：
《中华人民共和国防洪法》，《中华人民共和国防洪条例》，《陕西省实施<中华人民共和国防洪法>办法》,《陕西省实施<中华人民共和国防洪条例>细则》,《陕西省水库防汛抢险工作实施意见》,《陕西省河道管理条例》,等。
编制原则：
坚持预防为主、以人为本、依法科学、安全优先的原则。
使用范围：
中山川水库2015年汛期调度运行。
1．基本情况
1．1水库概况
⑴水库位置、控制面积、建成时间及上下游主要工程情况及水库运用的任务；
中山川水库枢纽工程位于子长县秀延河支流白庙岔河上的白家石畔村，距子长县城35km，坝址以上控制流域面积143km2，多年平均径流量655万m3，是一座以灌溉、城镇供水为主、兼有防洪等综合效益的中型水库。
该工程1972年由子长县水电局负责设计，水库原设计总库容4430万m3，有效库容3123万m3，死库容83万m3，正常高水位1250.41m，设计洪水位1252.84m,校核洪水位1255.14m。
1972年10月动工兴建，1976年12月全面竣工，1977年开始投入运行。
鉴于水库位置重要，下游有子长、清涧、延川三座县城、6个乡镇、64个村约20万人口和3万亩耕地。
水库还承担向下游子长县城、沿途四个乡镇及延长油矿永坪炼油厂等工农业生产的供水任务。
⑵水库枢纽建筑物位置、高程、主要技术指标及其工程质量及病害情况；
水库原枢纽建筑物由均质土坝、放水洞二部分组成。
其中大坝设计坝高58m，坝顶高程1257.42m，原坝顶长340m，其中副坝长40m，经1988年加固之后的副坝长180m，坝顶宽8m，坝底最大宽度418.3m，上游坝坡自上而下坡比为1∶3.0、1∶3.5、1∶6.4，变坡处高程为1237.42m、1217.42m，下游坝坡自上而下坡比为1∶2.5、1∶2.75、1∶3.0，变坡处高程为1242.42m、1227.42m。
经除险加固坝高变为58.43m，坝顶高程变为1257.85m。
放水洞长240m，其中放水塔前压力洞段长80m，横断面为3×3m城门洞型，闸室长6m，塔后无压洞长154m,横断面为1.8×1.8m城门洞型，放水洞进口高程1211.92m，出口高程为1210.63m，比降1：
200，最大泄水流量32.0m3/s。
放水塔高44.66m，塔内径4.0m，闸房启闭机平台高程1256.58m，塔内设两扇2.0×2.2m工作和检修闸门，由两台50T螺杆启闭机启闭。
在2003年3月至2005年8月的除险加固中,对原输水泄洪洞改建是将原无压洞比降1/200改为1/100，将原洞底板沿纵坡向下开挖，出口处深达1.05m，洞底板浇筑30cm砼，原洞两面侧壁计划凿毛处理后采用环氧砂浆抹面，但由于洞壁渗水量大，墙体与环氧砂浆难以粘合，无法施工。
将原50T螺杆启闭机改为QPPYII-630KN-3.2m油压启闭机。
原输水洞在设计洪水位1252.84m时,最大下泄流量40.22m3/s,在校核洪水位1255.14m时,最大下泄流量41.37m3/s。
新建输水泄洪洞工程位于大坝左肩,主要包括进口段、有压洞、放水塔、明流隧洞、明渠泄水槽段五部分组成：
有压洞洞径2.1m，水平长度27m，底坡i=0，洞身衬砌厚度为400mm，为C25现浇钢筋砼结构。
放水塔竖井为圆形，内径Φ4.2m，壁厚400mm，为C25现浇钢筋砼结构，底板高程1238.30m，闸孔为1.7×1.7m，原设计竖井基础设Φ250mm钢筋砼预制桩6根，每根长10m的磨擦桩，后经设计院变更为Φ800mm的钢筋砼灌注桩6根，并插入基岩1m以上，桩顶浇筑钢筋砼底板，板厚2m。
明流隧洞洞身过水断面为城门洞型，过水断面尺寸2.5×3m，侧墙高1.75m，拱顶半径R=1.25m,隧洞进口高程1238.30m,出口高程1236.30m,水平长度95m,底坡i=0.02，洞身为C25现浇钢筋砼结构,顶拱及侧墙厚度400mm。
明渠泄水槽，底宽3m，侧墙高2m，底坡i=0.02，水平长度100m，进口处有一渐变段长为10m。
新建输水洞在设计洪水位1252.84m时,最大下泄流量44.71m3/s,在校核洪水位1255.14m时,最大下泄流量48.9m3/s。
新建输水泄洪洞工程于2003年7月20日开工，2005年5月20日完工。
1．2水库调度运用情况及总结
中山川水库是文革中建设的“三边工程”，水库枢纽由均质土坝、泄水洞二部分组成，没有溢洪道。
水库多年为调节水库，主要采用蓄清排洪法，多年平均来水量为400万m3。
近年来由于旧泄洪排砂洞进口漏斗没有形成，经常出现堵洞现象，防汛压力较大，水库运行费用不足，应加大防汛经费投入。
水库虽然具有正常蓄水调度职能，但水库的蓄水调度现在由县供水处管理。
永坪炼油厂为了用水，架设了四套管道抽水。
如果蓄水安全出现问题，责任应由县供水处和永坪炼油厂承担。
建议将水库蓄水调度归本该中山川水库管理处管理，从而确保水库安全运行。
2．防洪调度计划
2．1基本资料
⑴水库特征水位及相应库容、水位面积关系曲线表图;
详见附件中山川水库特征水位及相应库容、水位面积关系曲线表，中山川水库特征水位及相应库容、水位面积关系曲线图
⑵各种溢洪、泄流建筑物位置、规模、尺寸、底部高程、控制设施及作用条件,最大泄流量及泄流曲线（或表）;
主要包括原输水洞（放水洞）和新建泄洪洞，放水洞长240m，其中放水塔前压力洞段长80m，横断面为3×3m城门洞型，闸室长6m，塔后无压洞长154m横断面为1.8×1.8m城门洞型，放水洞进口高程1211.92m，出口高程为1210.63m，比降1：
100。
放水塔高44.66m，塔内径4.0m，闸房启闭机平台高程1256.58m，改为QPPYII-630KN-3.2m油压启闭机将原洞底板沿纵坡向下开挖，出口处深达1.05m，洞底板浇筑30cm砼。
原输水洞的流量系数为0.7046，在设计洪水位1252.84m时,最大下泄流量40.22m3/s,在校核洪水位1255.14m时,最大下泄流量41.37m3/s。
新建输水泄洪洞工程位于大坝左肩,主要包括进口段、有压洞、放水塔、明流隧洞、明渠泄水槽段五部分组成：
有压洞洞径2.1m，水平长度27m底坡i=0，洞身衬砌厚度为400mm，为C25现浇钢筋砼结构。
放水塔竖井为圆形，，内径Φ4.2m，壁厚400mm，为C25现浇钢筋砼结构，底板高程1238.30m，闸孔为1.7×1.7m，基础变更为Φ800mm的钢筋砼灌注桩6根，并插入基岩1m以上，桩顶浇筑钢筋砼底板，板厚2m。
明流隧洞洞身过水断面为城门洞型，过水断面尺寸2.5×3m，侧墙高1.75m，拱顶半径R=1.25m,隧洞进口高程1238.30m,出口高程1236.30m,水平长度95m,底坡i=0.02，洞身为C25现浇钢筋砼结构,顶拱及侧墙厚度400mm。
明渠泄水槽，底宽3m，侧墙高2m，底坡i=0.02，水平长度100m，进口处有一渐变段长为10m。
新建输水洞在设计洪水位1252.84m时,最大下泄流量44.71m3/s,在校核洪水位1255.14m时,最大下泄流量48.9m3/s。
⑶水库原设计防洪标准、现有实际防洪标准和当年运用防洪标准；
原设计按1964年部颁《水利水电工程等级划分及设计标准》,设计洪水采用50年一遇（洪峰1215m3/s,洪量476万m3）,校核洪水采用200年一遇（洪峰1586m3/s,洪量722万m3）。
核定为100年一遇设计洪峰流量1122m3/s,洪量761万m3,1000年一遇校核洪峰流量2030m3/s,洪量为1380万m3。
现有实际防洪标准和当年运用防洪标准，满足1000年一遇的洪水标准。
2．2大坝安全评估
经2000年1月9日延安市水利局邀请省市有关部门专家，对中山川水库进行安全鉴定，大坝被评定为三类坝。
本次安全鉴定，完成了现场安全检查，洪水标准、抗震稳定结构、渗流稳定复核及运行情况分析，其结果为水库大坝的设计等级、防洪标准基本满足《规范》要求，上下游坝坡整体稳定，但由于水库淤积严重、输水洞设计、运用不尽合理，洞身已出现裂缝、冲蚀等危及大坝安全运用等问题，加之大坝观测、供电、防汛道路、通讯设施不完善，水库不能正常运用，应列为病险水库进行除险加固。
2．3汛期划分
我们陕北的汛期是从6月1日至10月10日，汛期又划分为主汛期和次汛期，主汛期是从7月1日至8月31日，次汛期是从6月1日至6月30日和9月1日至10月10日。
2．4防洪特征水位
水库坝基高程1199.42m，旧放水泄洪洞底高程1211.92m，新建放水泄洪洞底高程1238.30m，设计正常蓄水位1250.41m，设计洪水位1252.84m，校核洪水位1255.14m，2013年底淤积高程1249.25m，2013年汛限水位1250.41m，历史最高洪水位1250.5m。
2．5防洪调度及运用
⑴汛期继续采用蓄清排洪法，就是在洪水即将到来之前，试启活动闸门确保闸门启闭灵活，洪水到达泄洪洞进口处，立即请示上级防汛主管部门开闸排洪。
⑵中山川水库按照低洞排沙的要求,来洪水时首先开启原输水泄洪洞,但根据多年的运行经验,原输水洞低易堵洞,最大泄量较新泄洪洞小。
利用水雨情预警预报系统提供的洪峰流量在100-1000m3/s时，且库水位超过汛限水位1250.41m时，应报上级防汛主管部门，同时开启原输水泄洪洞到最大泄量。
当入库洪峰流量在1000-2000m3/s时,且库水位超过1251.41m时应同时开启两输水泄洪洞到最大泄量。
还不能满足泄洪时,水位还急剧上升到设计洪水位1252.84m时，应当通知各抢险队到位。
当入库洪峰流量大于2000m3/s时库水位到校核洪水位1255.14m，应报上级防汛主管部门采取开挖临时溢洪道或加子埝。
3．兴利调度计划
3．1入库径流
按中山川水库除险加固工程初步设计报告中分析，子长站多年平均径流量4180万km3，站址以上流域面积913km2，中山川水库坝址以上流域面积143km2，用面积比拟法求得中山川水库坝址以上多年平均径流量为655万km3。
由延安市水文手册（1987）查得中山川水库流域中心径流深为50.0mm（浑水），求得中山川水库坝址处平均径流量为715万m3。
建议中山川水库坝址多年平均径流采用面积比拟法之成果即655万m3。
3．2各部门用水需求
中山川水库担负着向下游子长县城、沿途四个乡镇及延长油矿永坪炼油厂等工农业生产生活供水任务。
主供水单位为子长县供水处，2014年用水量为400万m3。
农业灌溉用水量为80万m3。
水库年供水量为646万m3。
3．3兴利特征水位
水库坝基高程1199.42m，旧放水泄洪洞底高程1211.92m，新建放水泄洪洞底高程1238.30m，设计正常蓄水位1250.41m，2014年底平均淤积高程1247.5m，坝前平均水深1.8m。
3．4兴利调节计算及调度计划
3．4．1兴利调节计算
中山川水库地处多泥沙河流，多年平均7、8月入库泥沙量占全年来沙量的86.1%，为了保证水库水长期发挥效益，确定水库采用蓄清排洪运用方式，即7、8月畅泄，9月至次年6月进行蓄水调节。
调节方法采用长系列操作，计算时段为月。
根据中山川水库来水过程和下游需水过程，并考虑水库蒸发、渗漏损失进行水量平衡计算。
确定水库的汛限水位为1250.41m。
3．4．2兴利调度计划
中山川水库为多年调节水库，汛前4至5月份，一般为干旱枯水期，也是下游用水高峰期，以放水为主，为下游供水来降低库水位，并为汛期度汛腾开库容。
7至8月份是主汛期，也是主来水期，以蓄水为主，但只是蓄清水，来洪水时还要开闸泄洪。
12月至次年2月是结冰期，也是向县城和永炼的主供水期。
4．安全度汛措施
4．1防汛组织
按照行政首长负责制的要求，根据分级分部门负责的原则，必须成立水库防洪应急指挥部，指挥部总指挥由县政府县长谢延明担任、副指挥由副县长张军、水务局局长刘长青担任，指挥部成员单位由公安局、气象局、水文站、电信局、电力局、交通局、瓦窑堡采油厂、水务局、安定镇政府组成。
指挥部下设参谋部、后勤部，参谋部由水务局、防汛办、水库管理处、水文站、气象局组成，后勤部负责抢险物资、食品、通讯、电力、治安、交通、医疗卫生、宣传、车辆调度等。
专业抢险队指由水库工程主管单位（水务局）的技术骨干和水库管理单位的人员组成的抢险队，聘请水利系统离退休的老专家加入抢险队。
抢险队人员必需保证在第一时间到位，确保抢险的顺利进行。
专业抢险队队长由水务局局长刘长青担任。
群众抢险队指由安定镇政府负责组织水库周围的群众，在白家石畔、强家湾两行政村内抽调100多名身强力壮的男劳力作为群众抢险队伍。
群众抢险队队长由安定镇镇党委书记杨栋担任。
后备抢险军队是子长县瓦窑堡采油厂中山川采油区的工人队伍，他们不仅人多力壮，而且有工程设备和运输机械，作为后备抢险队。
后备抢险队队长由瓦窑堡采油厂厂长担任。
4．2泄洪预警
泄洪流量超过5m3/s时，泄洪前应通过电话、电台通知下游各乡镇或在河道施工作业的企业，并告知开闸泄洪的时间及流量。
泄洪流量超过30m3/s时，还应委派专人、专车抢在洪峰前沿沟道敲锣打鼓示警，并用喊话器喊话示警。
泄洪流量超过100m3/s时，还要通知清涧、延川两县防汛办，做好安全应急措施。
4．3应急预案
4.3.1工程应急抢险措施
本预案仅列出重大突发事件可能引发的危及大坝安全的险情及抢险方案。
漏洞（管涌）指坝体或坝基质量差，内部有蚁穴，填土与圬工或山坡接触部位等在高水位作用下使渗漏加剧，带走土壤细粒的现象称为管涌；形成漏水通道，贯穿坝身或基础的渗流漏洞的现象称为漏洞；当水库发生管涌时，首先应想方设法找到管涌的进水口，采取上堵：
铺彩条布、再覆盖土袋。
如果上游找不到进水口，可采用下游排水的办法：
出口处做反滤体
渗（漏）指填筑坝体结构间存在大量孔隙，在高水位作用下，库水通过孔隙向外渗透，在坝背坡或坝基以上出现散浸或集中渗流现象；出现这种险情，一般在上游找不到进水口，可在下游做渗井或反滤，防止坝体土颗粒被带走。
防漫溢抢险指预防洪水或风（涌）浪从坝顶溢出的紧急抢护；采取加高加固大坝防浪墙或抢筑子埝。
4.3.2超标准洪水应急抢险措施
超标准洪水指水库遇到超过设计的校核防洪标准的洪水。
通常考虑的应急措施有：
（1）加高加固大坝防浪墙或抢筑子埝。
（2）选择适宜的山凹或副坝破口泄洪，或在大坝左肩开挖临时溢洪道，来保障主坝避免遭受洪水漫溢溃决。
5.附图表：
1、中山川水库工程位置示意图（含流域水系及水雨情测站分布等）
2、中山川水库工程特性表
3、中山川水库枢纽布置图
4、主要建筑物的平面布置及结构图
5、中山川水库“水位～面积～库容”曲线表图
6、各泄水建筑物泄流能力图表、水库下游泄洪能力图表
7、设计暴雨、洪水成果图表
8、洪水调节、径流调节计算成果汇总表
子长县防汛抗旱指挥部
2015年5月
附件3中山川水库工程技术特性表
高程系统：
黄海高程系
水库名称
中山川水库
主坝
坝型
均质土坝
建设地点
子长县安定镇石畔村
坝项高程（m）
1257．42
所在河流
秀延河一级支流
最大坝高（m）
58.43
流域面积（km2）
143
坝顶长度（m）
300
管理单位名称
中山川水库管理处
坝顶宽度（m）
8．0
主管单位名称
子长县水务局
坝基地质
为J2Z侏罗系中统砂岩夹泥岩
竣工日期
1976．12
坝基防渗措施
结合槽和帷幕灌浆
工程等别
Ⅲ
防浪墙顶高程（m）
地震基本烈度
6°
副坝
坝型
均质土坝
多年平均降水量
500．8mm
坝项高程（m）
58.43
设计
洪水标准（％）
一百年
坝顶长度（m）
180
洪峰流量（m3/s）
1122
坝顶宽度（m）
8
3日洪量（m3）
7610000
原输水泄洪洞
型式
城门洞形
校核
洪水标准（％）
千年
进口高程（m）
1211.92
洪峰流量（m3/s）
2030
孔口净宽、高（m）
3×3
3日洪量（m3）
13800000
闸门型式
平板门
水
库
特
性
水库调节特性
年
闸门尺寸
2×2.2
校核洪水位（m）
1255.14
最大泄量（m3/s）
41.37
设计洪水位（m）
1252.84
消能型式
消力池
正常蓄水位（m）
1250.41
启闭设备
液压启闭机
汛限水位（m）
1250.41
新建泄洪洞
型式
城门洞形
死水位（m）
1211.92
进口高程（m）
1238.3
总库容（万m3）
4430
孔口净宽、高（m）
2.5×3
调洪库容（万m3）
1224
最大泄量（m3/s）
48.9
兴利库容（万m3）
3123
消能型式
挑流
死库容（万m3）
83
其它泄洪设施
工程运行
历史最高库水位（m）
及发生日期
1250．55m，
2006年9月22日
历史最大入库流量（m3/s）及发生日期
3.85
2006年9月22日
备注
历史最大出库流量（m3/s）及发生日期
4.01
2006年6月18日
附件5中山川水库水位与库容、水位面积、蓄水量关系表
库水位（m）
库水面（公顷）
库容（万m3）
蓄水量（万m3）
备注
1247.5
58.67
2917.65
0
2014年底
淤积高程
1248
78.58
2946.98
26.33
1249.5
159.62
3138.56
170.67
1250.0
173.92
3218.31
250.66
1250.41
190.40
3292.86
325.0
2015年
汛限水位
1250.5
194.02
3315.32
342.44
1251.0
214.11
3412.33
448.18
1251.3
220.74
3495.56
518.32
1251.5
225.16
3551.04
569
1252.0
236.2
3689.75
710.84
1252.5
240.99
3828.46
869.87
1252.84
244.24
3922.78
982.87
2015设计洪水位
1253.0
245.77
3967.17
1034.89
1253.5
251.55
4105.88
1211.71
1253.67
253.87
4183.56
1313.88
2015年调洪演算复核洪水位
1254.0
257.33
4244.59
1398.53
1254.5
262.62
4383.3
1591.76
1254.67
264.40
4430
1659.51
2015年校核
洪水位
1255.0
267.9
4522.01
1792.98
1255.12
270.15
4743.95
1843.35
1255.25
271.42
4868.79
1900.38
1260
338.3
5909.12
4141.47
附件6原输水洞不同同开启度水位与流量率定表
库水位（m）
流量（m3/s）
库水位（m）
流量（m3/s）
库水位（m）
流量（m3/s）
闸门开度0.1m
闸门开度0.2m
闸门开度0.3m
1243.137
3.447
1242.965
6.210
1242.930
9.146
1246.231
3.531
1246.196
6.612
1245.368
9.523
1249.117
3.616
1248.887
6.860
1250.279
10.845
1254.284
4.029
1252.084
7.439
1254.383
11.346
1255.494
4.121
1255.462
7.527
1255.069
11.460
闸门开度0.5m
闸门开度0.7m
闸门开度0.9m
1243.160
15.073
1243.183
20.875
1243.022
26.881
1246.047
15.888
1246.449
21.988
1245.483
27.834
1249.255
16.481
1250.060
23.092
1249.451
29.749
1251.766
16.728
1252.640
23.831
1251.823
30.966
1255.361
17.303
1255.315
24.674
1255.319
31.845
闸门开度1.1m
闸门开度1.3m
闸门开度1.8m
1243.241
33.973
1243.632
42.135
1243.100
59.707
1246.679
35.958
1247.024
44.134
1246.400
64.123
1250.060
37.779
1249.796
45.864
1247.510
65.636
1254.307
39.832
1254.360
48.166
1250.030
66.927
1255.204
40.19
1255.515
48.903
1252.430
69.388
1255.610
71.059
（此表表选自水工模型试验报告）
新建新建泄洪建筑物水位～下泄流量关系表
上游水位（m）
下泄流量（m3/s）
上游水位（m）
下泄流量（m3/s）
1248
35.4
1253
45.3
1249
37.6
1255
48.7
1250
39.7
1255.14
48.9
1250.41
40.5
1256
50.3
（此表选自除险加固设计报告）
附件7中山川水库设计洪峰流量汇总表
计算方法
P=0.1%
P=0.2%
P=1%
P=2%
经验公式法
2290
1950
1330
1120
面积比拟法
2050
1790
1220
982
推理公式法
2030
1760
1120
907
中山川水库不同频率1、3日洪量表（面积比拟法）单位:
万m3
频率
P（%）
0.1
0.2
1.0
2.0
1日洪量
万m3
997
876
601
487
3日洪量
万m3
1260
1110
769
628
中山川水库不同频率洪水总量（图集法）
方法,
P（%）
0.1
0.2
1.0
2.0
图集
万m3
1380
1195
761
616
中山川水库设计洪水过程线
历时（h）
0
1.1
1.7
3.2
11
22
频率%
0.1
0
210
2033
265
35
0
0.2
0
175
1763
223
30
0
1.0
0
121
1122
153
19
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