水库应急预案资料.docx
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水库应急预案资料
子汛旱发[2015]2号
中山川水库防洪抢险应急预案
1．总则
1.1编制目的
水库防洪应急预案是针对因突发事件导致水库面临重大险情威胁，影响水库防汛安全，为有效防止和减轻灾害损失，保证水库安全而预先制定的科学合理、可操作性强的抢险救灾应急预案。
1.2编制依据
水库防洪应急预案是依据《防洪法》、《水法》、《防汛条例》、《水库大坝安全管理条例》等，综合考虑《综合利用水库调度通则》、《水库大坝安全评价导则》、《水库管理通则》、《蓄滞洪区安全建设指导纲要》等编制的。
1.3编制原则
水库防洪应急预案体现实践科学发展观的重要思想，坚持行政首长负责制；统一指挥，统一调度；服从大局，团结抗洪；工程措施和非工程措施相结合，采取紧急抢护措施，力保水库安全，减轻灾害损失。
2．工程概况
2.1水库流域概况
中山川是秀延河的一级支流，位于东径109°12′～109°22′，北纬37°9′～37°16′之间上游属安塞县，下游属子长县管辖。
中山川水库位于子长县城西北35Km处，大坝位于子长县安定镇白家石畔村。
秀延河是清涧河的上游段，在清涧县城以下名曰清涧河，横穿子长、清涧、延川三县城，注入黄河。
中山川坝址以上流域属黄土高原梁峁丘陵沟壑区地貌类型。
流域内沟壑纵横，河谷深切，地面较破碎，切割深度200m左右，沟底基岩裸露。
地势西北高东南低，最高海拔高程1651.4m，最低处河床高程（坝址）1199m。
区内干旱少雨，植被差，水土流失严重。
沿河川道地势平坦，人口稠密。
流域地处暖温带，属大陆性半干旱气候区，其特点四季分明，冬季严寒，夏季燥热，春季多风，秋季多雨。
多年平均降雨量500.8mm，实测最大769.6mm（1961年），最小270.6mm（1997年）极值比2.84倍。
降雨主要集中在7～9月份，占全年的60%～80%；流域内多年平均气温9℃，极端较高气温37.6℃、最低-23.2℃。
最多风向西风和西北风，历年最大风速17.0m/s；最大冻土层深度1.03m；多年平均水面蒸发量1777mm（φ20）；年日照2570小时，无霜期175天。
中山川水库坝址以上控制流域面积143km2，主河道长度17.7Km，主河道比降8.5‰，多年平均径流量655万m3，年输沙量176万t。
2.2工程基本情况
2.2.1水库工程基本情况
经省水利厅审查批准该水库为中型水利工程，工程等级为Ⅲ等。
除险加固工程设计采用防洪标准为：
100年一遇洪水设计、1000年一遇洪水校核；主要建筑物按3级设计，次要建筑物按4级设计，临时建筑物按5级设计。
水库枢纽建筑物由均质土坝、放水设施二大部分组成。
其中大坝设计坝高58m，坝顶高程1257.42m，坝顶宽8m。
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：
100。
放水塔高44.66m，塔内径4.0m。
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，闸孔为1.7×1.7m。
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。
2.2.2有关技术参数及泄流曲线、库容曲线
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）
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
982.08
2014设计洪水位
1253.0
245.77
3967.17
1034.89
1253.5
251.55
4105.88
1211.71
1253.78
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
5904.12
4141.47
2.2.3历次重大改建、扩建、加固等基本情况
1987年8月26日凌晨，暴雨引起水库大坝右岸山体滑坡，后经整修形成副坝，长度180m，填筑副坝下游坡脚时，沿原地面沟道预埋了一道长约200m的排水通道，断面50×50cm，用片石回填，出口设排水体，长约30m，与大坝排水体相连。
1995年7月17日的降雨和库水位上升过程中，因输水洞口高约26.3m的淤积漏斗突然塌垮，强大的冲击波撑破了裸露在坝体外面的放水塔塔筒迎水面塔壁，形成宽1.5m、高3.3m的一个洞，同时沿塔壁撑开4条宽10-30cm、高约15m的竖直裂缝，坝体以上外露的塔体遭到严重破坏。
后将坝体以上外露的塔筒拆除，改成厚50cm的钢筋砼塔筒,坝体以下井壁全部加8mm的钢板内衬，并对钢板与原井壁之间进行了充填灌浆加固。
中山川水库除险加固工程于2003年3月1日正式开工，2005年10月竣工。
中山川水库除险加固工程划分为三个标段，分别为大坝加固工程、路桥工程和水情预警系统工程。
Ⅰ标大坝加固工程
1、大坝坝体加固，在高程1246m至1257m范围内长598m，完成坝坡砌护2.17万m2，草皮护坡4.56万m2。
2、右岸坝肩防渗处理：
上游坡从淤积面至设计水位段范围内采用粘土返压进行防渗处理；下游新建浆砌石导渗、排洪渠，长246m，渠深3.5～1.0米。
3、新建输水泄洪洞，长320m，放水塔高35.05m，安装平板钢闸门两扇、63T液压启闭机两台。
4、原输水泄洪洞改造工程；凿除洞底浆砌石及基岩长160米，C20砼浇筑。
洞内裂缝采取WEF注缝胶处理，用WSF聚丙烯对洞壁进行抹面处理。
更换平板钢闸门两扇，安装100T、63T液压启闭机各一台。
5、管理处房屋及坝区环境改造：
新建管理房415m2，改造房屋20间，硬化院落2207m2，坝区环境改善1.38万m2。
Ⅱ标段路桥单位工程
新建沥青混凝土上坝道路长482m；改造交通道路6.518km。
其中沥青路面为4.28km，泥结石路面2.238Km；新建水晶沟交通桥一座，长46m。
Ⅲ标段水情预警系统工程
1、大坝安全监测：
新建了变形、位移固定观测桩32个，埋设渗压计12支，购买全站仪一台和其它辅助设备。
2、水情预警系统：
建成雨量站4个；水位站1个；闸位站1个；中心站1个；分中心站1个，中继站2个。
主要工程量有：
挖土方26.71万m3,填土方7.69万m3,清淤泥26万m3,沙砾石垫层0.84万m3,浆砌石0.69万m3,干砌石0.96万m3,砼0.25万m3,弯扎钢筋75.18吨,金属结构制安57.05吨,安装液压启闭机4台,建闸房2座。
完成投资2457.457129万元，形成交付使用资产2457.457129万元,其中建安工程投资1868.43万元，机电设备及安装工程207.02万元，金属结构设备及安装投资146.27万元，待摊投资235.73万元。
实际完成投资与概算总投资相比超255.58万元，投资增加的主要原因为交通道路改造等增加费用。
2.2.4大坝安全鉴定情况
经2000年1月9日延安市水务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。
2.2.5工程存在的主要防洪安全问题
一是没有水库流量检测，在来洪时仅靠水雨情预警预报系统分析预报，存在进出库时间和流量与实际不符，给防洪抢险的决策带来严重的困难。
二是水库淤积严重，水库设计有效库容3123万m3，截止目前已淤积3133万m3，淤积高程达到1249.25m（相对坝高49.89m），旧输水泄洪洞进口高程1211.92m，进口处淤泥面厚达37.33m。
带来的问题是有压洞堵洞严重，年年堵洞，天天通洞，通洞成了我们管理处的常规性的工作。
三是现有设备先进、管理技术人才短缺。
现有的液压启闭系统、水雨情洪水预警预报系统都是高科技先进设备，我们现有的管理人员只会进行简单的操作使用，稍有故障就无法排除和解决。
四是目前现有的管理体制跟不上防洪抢险的需求。
中山川水库管理处作为水库防汛抢险的第一责任人，没有帐户经费、没有抬闸泄洪的权力，遇到险情要请示县政府和局里，逐级上报、逐级审批经费和抬闸泄洪的权力。
这样要浪费很多抢险时间。
五是主坝与副坝结合部渗水特别严重，影响坝体安全。
主副坝排水渠年久失修，洪水冲击坝体，大坝损毁明显，大量泥沙进入水库，对水库造成淤积。
六是新旧输水泄洪洞堵塞频繁，启闭机显示屏损坏。
大坝设计按1964年水利部定额《水利水电工程等级划分及设计标准》，受当时条件限制，技术设计存在缺陷。
虽然2003年至2005年进行了除险加固，但由于旧放水洞设备年久老化，最重要的闸房启闭机虽然由螺杆启闭机改为油压启闭机，但闸门没有完全修好，不能正常工作，在加上水库运行多年，泥沙淤积，水位抬高，新输水洞泄洪能力有限，旧输水泄洪洞，进口处漏斗没有完全形成，经常出现堵洞现象。
一旦洪水来临，超过警戒水位，闸门出现故障无法泄洪，新放水洞泄洪能力有限，存在很大的安全隐患。
而且新、旧放水洞启闭机显示屏损坏，无法掌握新旧输水洞闸门开启度，给防汛抢险带来了困难。
2.3水文
2.3.1水库所在流域暴雨、洪水特征
计算方法采用子长站的资料,按面积比拟法推求中山川水库的资料,多年平均年径流量655万m3,水库流域中心径流深50mm,水库坝址径流Cv采用0.38,Cs取2.5Cv,由手册查得50、100、500、1000年一遇的面面量为83.7、97.1、128.7、144.5mm。
求得中山川水库不同频率洪峰流量分别为1118万m3、1330万m3、1950万m3、2290万m3,由时段雨量扣除损失,求得千年一遇净雨量为86.7mm五百年一遇为75.2mm、百年一遇为47.9mm、五十年一遇净雨量为38.3mm,流域汇流参数m分别为1.02、1.05、1.26、1.38。
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
⑶典型洪水及典型暴雨选用论证；
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
中山川流域暴雨统计参数
历时（h）
1
6
24
均值（mm）
28
41
53
Cv
0.56
0.66
0.67
不同频率的洪水过程线（或表）；
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
0
2.0
0
100
910
126
15
0
2.3.2水库所在流域水文站（包括水文自动测报系统）分布，观测项目。
库区内设有水雨情自动测报系统的三个雨量站，分别设在库区内三条主沟道，子长县境内的乔家岔雨量站，安塞县境内有后韩河、团庄河两个雨量站。
大坝上设一个雨量、水位综合站，两个闸门上设两个闸位站。
雨量站监测降雨情况，水位站监测库水位，闸位站监测闸门开启度。
2.3.3简述水库报汛方式及洪水预报方案，以及预见期、预报精度等。
水库报汛方式有三个途径：
一是用电台定时向县防汛办报告雨水情，汛期一日两次；二是用语音电话直接向省信息中心发报，正常情况下五天一次；三是水雨情测报系统，随时将库区内的降雨情况通过系统直接向市、县防汛办报出。
2.4工程安全监测
2.4.1简述水库工程安全监测项目、测点分布以及监测设施、工况等。
⑴大坝表面变形监测点32个，观测横断面4个，从左坝肩开始，共设置表面监测标点16个。
工作基点和校核基点位于各排标点两岸的延长线上，共8个工作基点、8个校核基点。
⑵坝基、坝体渗流监测共设置3个观测横断面，共9个钻孔，埋设13支孔隙水压力计。
⑶渗流量观测点3个。
⑷气象工程（水文数据借用水情测报系统数据）；⑸系统防雷工程；⑹系统设备安装调试工程。
2.4.2以往水库工程安全监测情况，重点分析发现的异常现象。
以往水库没有安全监测系统，2002年除险加固工程时新增加的项目。
该工程05年9月动工，12月竣工。
渗流监测由于孔隙压力计安装问题一直未能得到合理利用。
09年在原设计安装孔隙压力计的位置又进行钻孔，重新设置了人工监测孔，一直未交付使用。
变形观测也没有交付使用。
但09年发现副坝有渗漏水现象时，对变形观测点进行了测量，发现副坝上出水点附近的一个别观测桩明显位移，离开了观测视线。
2.5汛期调度运用计划
2.5.1经批准的水库汛期调度运用计划。
3．突发事件危害性分析
3.1重大工程险情分析
3.1.1根据水库实际情况，分析可能导致水库工程出现重大险情的主要因素。
主要是原输水泄洪洞经常堵洞，放水不畅，来特大洪水时怕不能正常泄洪，水位急剧上涨，可能会出现满库或漫顶溃坝等重大险情。
再者水库没有进行过高水位运行过，当库水位超过1251m后，也可能会出现渗漏或管涌等重大险情。
3.1.2分析可能性出现重大险情的种类，估计可能发生的部位和程度。
当水位超过1251m后可能会出现渗漏或管涌现象，最可能发生的部位就是右坝肩与副坝和结合处，以及副坝体是最有可能发生的部位。
这两年就在副坝体下游坡面（背水坡）与坝体结合处，高程在1227处有渗漏水现象，09-10年进行了灌浆处理，但还有小量渗漏水，目前正处于观察中，渗流量大约为0.01m3/s。
3.1.3分析可能出现的重大险情对水库安全的危害程度。
渗漏抢护不及可能会导致出现管涌现象，小的管涌一定要进行及时的抢护，抢护不及时会形成大的管涌现象，甚至可能会导致溃坝。
再者流域内出现长时间的特大暴雨，可能出现超标准洪水，由于旧输水洞不能正常发挥排洪泄洪作用，也可能会出现溃坝。
一旦溃坝将会给子长人民带来更大的经济损失，也可能造成生命财产的损失。
3.2大坝溃决分析
3.2.1根据水库实际情况，分析可能导致水库大坝溃决的主要因素。
由于该水库是在文革期间典型的“三边”工程，设计存在着先天不足，后多次进行了除险加固，但还有好多问题。
发生渗漏和管涌的可能性最大。
渗漏抢护不及可能会导致出现管涌现象，小的管涌一定要进行及时的抢护，抢护不及时会形成大的管涌现象，甚至可能会导致溃坝。
再者流域内出现长时间的特大暴雨，可能出现超标准洪水，由于旧输水洞不能正常发挥排洪泄洪作用，也可能会出现溃坝。
3.2.2分析可能性发生的水库溃坝形式。
可能发生的水库溃坝形式主要有两种：
一是高水位时可能会出现渗漏和管涌；二是在超标准洪水下可能会出现满库溃坝。
3.2.3参照有关技术规范，进行溃坝洪水计算。
一、满库条件下的溃坝洪水分析计算
1、最大溃坝洪水和放空过程。
中山川水库除去淤积库容3133万立方米，剩余空库容1297万立方米，加上安全超高库容890万立方米。
实际满库时蓄水量将达2187万立方米。
当流域出现一次降雨287.3mm（饱和），247.4mm（湿润）和207.6mm（干旱）时，就可能发生满库溃坝，如抢护不到失效就可能造成溃坝事件发生。
经铁道部科学院公式和黄委会水利科学研究所等多种方法分析计算，最后为了安全起见，采用铁道部科学院公式得到，其溃坝时坝址处最大溃坝洪峰为11129m3/s。
白石畔村水头高达33米，超出公路22.3米，最大溃坝流量之后3.61水时水库放窑（其放完过程见下表）。
Tm
0
0.181
0.361
0.722
1.08
1.44
1.81
2.17
2.53
2.89
3.25
3.61
M3/s
11129
6900
5340
3784
2893
2304
1870
1447
1046
1679
334
0
2、下游沿途重要地方的洪峰到达时间和河道水位（水深）
溃坝后洪峰迅速向下传递，对下游沿途城镇和村庄、农田将造成严重灾害。
经采用黄委水科所经验公式。
分别求得各点的洪峰流量及到达时间水位（水深）。
（详见下表）
序号
名称
距坝里程（km）
洪峰到达时间（h）
洪峰流量（m3/s）
水位
（水深）
（m）
超出标点高度（m）
备注
1
白石畔
0
0
11129
33
公路以上22.3
2
安定镇
20.0
1.14
5984
16.45
公路以上1.15
3
栾乡强家洼
27.0
1.88
5150
11.9
公路以上2.6
4
县城齐中
35.0
2.64
4443
齐中11.2
大桥13.0
齐中墙根以上1.59县河大桥以上3.0
5
吴家寨子
45.0
3.92
3792
11.0
公路以上2.40
6
杨家园子
50.0
3533
进入河槽
7
苗家沟
67.0
2868
洪水经过2.64小时，35公里运行到达县城后，洪峰仍达4443m3/s，在齐家湾中学断面处水深高达11.2米，超过齐中墙根1.59米。
西包公路县河大桥处，由于该桥最大泄洪能力为2360m3/s，远小于溃坝洪峰4443水位高达13米，超过大桥面3.0米，沿河两岸大批机
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