马骑龙,曹桂芬
(辽宁省汤河水库管理局,辽宁 辽阳111000)
汤河水库位于辽宁省辽阳市是一座以防洪、工业及城市生活供水为主,兼顾灌溉、养鱼、发电等综合利用的大(2)型水利枢纽工程,于1969年建成。主要枢纽建筑物为土坝、泄洪道、溢洪道、水电站、引水建筑物、取水建筑物。汤河水库总库容为7.07亿m3,其中调洪库容3.68亿m3,兴利库容3.59亿m3。供水保证率为95%,农业灌溉不加保证率控制。大坝为粘土斜墙砂壳坝,坝高48.5m,坝长455m,坝顶宽6m。
水库溢洪道建于右岸,为开敞式,堰顶高程101.3m,设有2扇宽12、高9.2m的弧型钢闸门,最大泄流量2465m3/s。
泄洪洞承担泄洪、供水、发电、灌溉等多项任务,位于左岸,为圆形压力隧洞,洞直径为4.5m,洞长为211.1m,最大泄洪能力为249m3/s,进口设1孔3.2m×4.5m平板检修闸门,出口设1孔3.2m×4.5m弧形工作闸门。
水电站位于泄洪洞出口右岸,于1983年建成。由泄洪洞109m处分岔端接出直径为2.5m的引水洞,之后分别以直径为1.75m和0.8m的管道导流,通过大小机组发电后经电站尾水渠进入泄洪道。总装机容量为3450kW·h。
引水建筑物包括引兰入汤工程、引细入汤工程。引兰入汤工程于1998年建成,取水头部位于辽阳县甜水乡谢家堡子村下游500m的太子河一级支流兰河干流上,经由6.15km的引水隧洞,将水引至辽阳县河栏镇张家村汇入汤河水库,设计引水能力为7m3/s,设计多年平均引水量为1830万m3。
引细入汤工程于2007年建成,该工程是将本溪市境内的细河水经由15.43km的引水隧洞,引入辽阳市的兰河,再经引兰入汤工程引入汤河水库,最大过流量为6m3/s,平均每年可给鞍山市增加供水量5480万m3。
取水建筑物包括辽阳市取水口、鞍山市取水口、辽阳石油化纤总厂取水口(简称辽化取水口)及鞍钢冶金矿山公司弓长岭铁矿选矿厂取水口(简称弓矿取水口)。其中辽阳市取水口、弓矿取水口分别建在泄洪洞分岔端及其尾水渠下游,所以泄洪洞肩负着辽阳市及弓矿供水任务。各取水口修建历史如下:
弓矿取水口位于汤河水库泄洪洞尾水渠左岸,在泄洪道下游350t。该取水口用水在正常情况下靠电站发电放水就可以满足,如果电站停机,将开启泄洪洞出口闸门,以满足弓矿取水需求。该项工程于1975年7月投入生产运行,日引水量为5万t。
辽化取水口位于泄洪洞进口西南左侧陡崖处,直接从汤河水库库内取水,1979年9月正式取水,日引水量为10万t。
辽阳取水口在泄洪洞185m处接引,交角为45°,全长77m,洞径1.8m,圆型压力隧洞,钢筋混凝土衬砌,1988年12月正式引水,日引水量15万t。
鞍山取水口位于辽化取水口西北侧80m处,直接从汤河水库库内取水,1993年6月正式引水,日引水量为20万t。
由于泄洪洞承担泄洪、供水、发电、灌溉等多项任务,运行多年,电站机电设备需要检修更换、泄洪洞及进出口闸门需要养护维修,受泄洪洞供水任务制约,解决这些问题成为非常困难的事。
汤河电站自1983年发电以来,大机组蝶阀多次出现故障,但由于受辽阳市供水的限制,一直带病运行,在2006年4月终于不能工作,致使大机组无法开机发电,因此决定对蝶阀进行技术改造。由于蝶阀改造需要在无水的情况下进行,而辽阳市民只能短时间停水、弓矿不能停工,这就需要在有压隧洞内(电站的分叉处)修建围堰,弓矿引水量适当减量,并且修建及拆除围堰、蝶阀改造均事先拟定方案、周密布署以便蝶阀改造工作及时有效地完成,保证辽阳市民的供水。
自1969年12月汤河水库建成投入运行以来,一直未对泄洪洞及进、出口闸门进行养护维修。2006年借蝶阀检修停水之机,对泄洪洞进行了一次全面检查。进口闸门两侧的水封出现漏水情况。出口闸门底坎及边道板锈蚀严重,边道板出现一定程度的变形,水封关闭不严,出现一定程度的漏水。实施泄洪洞维修及进、出口闸门维修、改造,需要在泄洪洞无水的情况下施工作业,其间,将停止向辽阳市、弓矿供水,辽阳市大部分市民将面临水荒、辽阳市大部分企业及弓矿将面临停产,造成的社会影响、经济损失相当巨大。由于工业和城市生活供水保证率高,受供水任务限制,泄洪洞养护维修工作一直无法进行。2007年汤河水库大坝安全鉴定为三类坝,其中泄洪洞出口闸门锈蚀,闸门面板厚度不足,强度与刚度不满足要求;出口闸门启闭机启闭不畅;拦污栅底层淤积无法启闭,上层拦污栅变形,无启闭设备;检修闸门左右两侧导轮锈蚀,面板厚度不足;电气设施老化,供电保证率差。因此对泄洪洞维修、对引水设施进行改造,解决泄洪洞一洞多用相互干扰问题,提高泄洪洞供水保证率势在必行。
2011年11月9 日,汤河水库除险加固工程正式开工建设,其中一项重要内容是泄洪洞的进、出闸门及启闭机重新更换。泄洪洞必须落闸停水,在这之前须完成对辽阳取水口、弓矿取水口的改造建设。具体方案为:从辽化取水压力钢管适当位置,接引一压力钢管与辽阳取水口1号阀后压力钢管连接,实现由辽化取水口向辽阳市供水,并在此处接引另一压力钢管与弓矿取水口对接,实现对弓矿供水。这样辽化取水口就责任重大,如果出现问题怎么办呢?原辽阳、弓矿的取水方式仍然保留,若辽化取水口出现问题,可由原辽阳取水口进行供水。也就是说辽阳、辽化、弓矿都有两种取水方式,提高了供水保证率。
建议新建取水工程要仔细调查研究,进行方案优化,切不要为了一时省钱方便,就采取泄洪洞分岔的形式,为今后的工程管理、养护维修埋下隐患。
[1]孙明权.水工建筑物[M].北京:中央广播电视大学出版社,2007-8-1.
[2]宋祖诏,张思俊,詹美礼.取水工程[M].北京:水利水电出版社2002-9-1.