莫家沟水库除险加固的必要性和洪水调节计算

李浩

抚顺市水利勘测设计研究院，辽宁抚顺113000

莫家沟水库除险加固的必要性和洪水调节计算

李浩

抚顺市水利勘测设计研究院，辽宁抚顺113000

在描述水库概况、新宾县社会经济现状和莫家沟水库工程现状的基础上，说明了水库除险加固的必要性，对水库死水位和防洪限制水位进行了复核，并完成了水库洪水调节计算

水库除险加固；洪水调节计算

reservoir reinforcement; floods adjustment calculation

1 水库概况

莫家沟水库位于苏子河支流二道河子上。坝址位于新宾满族自治县新宾城郊乡后仓村东北2.5km，坝址以上集水面积7.5km2，河道长度4.86km，河道平均比降23.4‰，水文分区属Ⅲ3。

莫家沟水库于1991年10月开工，由吉林省通化市第一建筑公司施工，1992年竣工。业务主管部门为县水务局。竣工后未成立水库管理所，为便于水库管理，由城郊乡水利管理站直接管理，隶属城郊乡政府。

莫家沟水库是以灌溉为主，兼顾防洪、水产养殖等综合利用的小（1）型水利枢纽工程。枢纽等别为四等工程，原校核标准采用500年一遇洪水标准，相应水位65.46m，相应库容128.73万m3；设计标准采用30年一遇洪水标准，相应水位64.76m，相应库容114.80万m3；正常蓄水位63.10m，相应库容84. 60万m3；汛限水位63.10m，相应库容84. 60万m3；死水位54.30m，相应库容4.50万m3。

2 水库除险加固的必要性

2.1 新宾县社会经济现状

新宾县位于辽宁省东部山区，位于长白山龙岗山的余脉延伸部分。地处东经124°15′~125°27′26″，北纬41°14′~41°58′50″，东与吉林省通化县、柳河县相接，西与抚顺县毗邻，北与清原县接壤，南与本本溪、桓仁县相连。

新宾境内东西长100km，南北宽83公里，境内总面积4287.38平方公里，辖15个乡镇、14个国有林场、180个行政村。到2005年末全县总人口30.6万人（男15.6万人，女15.0万人），共95871户，其中农业人口2 1.9 8万人；全县总耕地面积3. 99ha，其中水田1.08 ha，旱田2.91 ha；农业总产值10.06万元，其中农业4.97万元，林业1.01万元，牧业1.87万元，渔业2.13万元，服务业0.065万元。农村居民家庭总经营收入5109元/人，纯农业收入2487元/人，主要粮食作物有水稻、玉米、大豆；经济作物有果树、蔬菜等；土特产品有榛子、木耳、山野菜等。随着市场经济的发展，农村产业结构的调整，新宾县农业已由传统型农业向经济型农业转变，并已经形成一定规模。

新宾县交通发达，其中有：省级公路307公里共4条，县级公路共348km，16条，乡级公路511公里共66条。为全县的经济发展提供了有利的条件。其他如电话、移动通信、有线电视、邮电、教育、卫生等也有很大发展。

2.2 莫家沟水库工程现状

2.2.1 大坝工程现状

大坝坝型为黏土心墙坝，坝长242.00m，坝顶高程为66.02～66.55m，坝顶宽3.5m，坝顶道路为土路。大坝上游现状坡比1：2. 50、1：3.0，下游现状坡比1：2.25、1：2.50，黏土心墙尺寸由1992年资料图纸查得，最大底宽6.00m，上宽2.00m，顶高程64.45m。

2.2.2 溢洪道工程现状

溢洪道位于右坝端，为开敞式正槽溢洪道，由进口段、堰体段、泄槽段及尾水渠段组成。

进口段底高程为62.35m，底宽10m；溢流堰为折线型实用堰，堰顶高程为63.10m，堰体段边墙为重力式浆砌石挡土墙，墙顶高程66.54m，墙顶宽0.6m。泄槽陡坡段长42.75m，宽10m，底坡i=0.026，泄槽边墙为重力式浆砌石挡土墙，墙高1.7～2.2m。溢洪道底板为0.2m厚钢筋混凝土结构，无消能设施。

2.2.3 输水洞工程现状

输水洞设在大坝左侧山体内，输水洞全长为164.00m，输水洞尺寸为1.2×1.8m ，进口底高程54.30m，出口底高程53.00 m。

2.2.4 莫家沟水库枢纽工程现状存在的问题

2007年2月，由辽宁省水利水电工程质量检测中心对莫家沟水库枢纽建筑物进行全面的安全和质量检测，2007年5月，新宾满族自治县水务局和新宾满族自治县水利勘测设计室完成了《莫家沟水安全分析综合评价报告》。经分析，现有枢纽工程现状存在的主要问题是：

（1）大坝工程存在问题

①上游坝坡为块石护坡，由于水位变动及风浪淘刷，块石护坡凹凸不平，在正常蓄水位以上常有块石翻起，垫层被淘空，个别护坡块石风化严重。

②下游坝坡为碎石护坡，薄厚不均，局部露土，造成坝坡石冲刷产生水土流失。下游无上坝台阶，不方便日后的运行管理。

③大坝无防浪墙。

（2） 溢洪道工程存在的问题

①溢流道两侧未设截水墙，当发生洪水时，水从溢洪道两侧绕渗，严重威胁溢洪道。

②经过多年使用溢洪道陡槽两侧边墙、底板有多处裂缝，严重漏水，表面混凝土部分脱落，已达不到防洪抗冲要求，严重威胁着泄洪安全。

③溢洪道无消能设施。

④溢洪道右侧山体，风化严重，常有石块脱落至溢洪道内，如汛期发生大面积山体滑坡，堵塞泄槽，造成无法正常泄洪，威胁大坝安全。

（3）输水洞工程存在的问题

①输水洞出口消力池为浆砌石结构，经过多年运行，破损严重，两侧边墙已经倒塌。

②输水洞启闭设备已十分老化，不能正常使用。

2.3 工程除险加固的必要性

莫家沟水库于1992年竣工后，至今枢纽工程已经运行16年，主要建筑物存在安全隐患，水库处于十分危险的运行状态，水库下游有后仓、前仓、黄旗、秋木4个村，下游灌溉水田面积3900亩。水库一旦失事将关系到水库下游所有人民的生命财产安全，水库下游的县级公路也将受到威胁。所以，尽快实施莫家沟水库除险加固工程是十分迫切和必要的。

3 水库死水位的复核

水库的死水位确定主要考虑水库泥沙淤积要求和养鱼卫生要求确定，水库的原设计死水位为54.30m。

莫家沟水库坝址处年平均悬移质年输沙模数为100 t/km2，年平均输沙量为0.075× 104 t/年,推移质按悬移质的20%计，水库的设计淤积年限为20年，泥沙容重取1.3t/m3,则水库淤积量为1.38万m3。

由水位－库容曲线查得相应水位为52. 94m。水库运行多年，上游植被较好，故水库泥沙淤积少，经分析比较，考虑水库泥沙淤积、下游农业用水要求和养鱼卫生要求，水库死水位仍维持54.30m不变，相应库容为4.50万m3，相应水面面积为1.95万m2。

4 水库洪水调节计算

4.1 防洪限制水位复核

莫家沟水库溢洪道无闸门控制，因此溢流堰顶高程即为防洪限制水位。本次设计对原运用方式不做变动，防洪限制水位仍采用堰顶高程63.10m不变。

4.2 水库的防洪调度方式

莫家沟水库溢洪道无闸门控制，故防洪限制水位即为溢流堰定高程63.10m，起调水位即为防洪限制水位。

4.3 各频率设计洪水调节成果

根据莫家沟水库防洪调度运行方式，对枢纽各频率设计洪水进行调节计算。枢纽设计洪水调节计算见表1。

表1 莫家沟水库枢纽洪水调节计算成果表

本次除险加固设计，三百年校核洪水位66.05m。比原五百年校核洪水位高0.59m。三十年设计洪水位65.12m，比原三十年设计高0.36m。

Necessity of Mo Jia Gou Reservoir reinforcement and Floods Adjustment Calculation

Li Hao
Water Resource Investigation and Design Institute of Fushun City, Fushun 113000, Liaoning, china

Based on describing the reservoir situation, xin bin county social and economic situation, and mo jia gou reservoir project with the status quo,this paper explained the necessity of the reservoir reinforcement, reviewed the reservoir flood limit water level and dead water level, and completed of the reservoir flood regulation calculation.

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.14.017