建设完善榆林市新桥水库水文自动测报系统的重要性探讨

樊 庆

(延安水文水资源勘测中心,陕西 延安 716000)

0 引言

榆林市新桥水库是陕西省最早建成的一座中大型水库,总库容2亿 m3,1959年10月正式竣工运行,由于水库流域内缺少水文自动测报系统,无法精准测报库区降水量和上游来水量,2022年8月新桥水库受上游连续强降水影响突发险情,造成水库2号泄洪洞冲毁和下游307国道垮塌及周边数百亩农田被淹,数间房屋形成危房,直接经济损失上千万元。

1 新桥水库概况

2 新桥水库历年水灾害险情概况

榆林市新桥水库自1959年10月正式竣工运行以来至今已发生了3次较大的险情,分别是:1960年9月、1994年8月、2022年8月。

2.1 1960年险情概况

1960年9月,受华西秋雨连续强降水影响,新桥水库蓄水位达到1 361.5 m,大坝两肩的坝体及岸坡发生滑塌,坝脚下游河床30 m范围内发生泉涌和沙沸现象20余处。10月,陕西省水利厅派工作组检查,提出了上游截渗、下游加戗,增设排水措施并立即实施。1961年7月提出水库加固方案,方案中提出拦河坝建筑物等级由4级提高到2级,按设计要求,由上游坡培厚加高大坝3 m,水下采用水中倒土,水上部分分层夯实,坝体褥垫式排水延长,下游坝坡河床部分盖重加固,左岸台地增筑副坝,右岸增开引洪渠1道,于1962年完成除险加固工程。

2.2 1994年险情概况

1994年8月4日晚到5日凌晨,新桥水库流域突降大暴雨,平均面雨量95 mm,上游西湾、鲍家湾、杨树涧、西郊四座水库垮坝等共同影响,大坝左侧出现明显裂缝,新桥水库再次出现重大险情,此次险情共造成1.7万亩农田被淹,倒塌和形成危房近3 000间,直接经济损失千万元以上,新桥水库抗洪抢险历时60多天,这次抢险除动员民工数百人外,还有中国人民解放军指战员千余人参加。新桥水库实施了除险加固工程,通过一系列工程项目建设,增加了泄洪能力,坝坡坡面也进一步得到整修,并布设位移、浸润线渗流观测项目等,水库基本排除了不安全隐患。

2.3 2022年险情概况

2022年8月,新桥水库上游发生连续强降雨,局地暴雨,期间8月9日夜晚至10日凌晨雨强最大,其中6 h累计雨量最大为靖边中山涧雨量站达140.4 mm,由于强降雨和上游水库泄洪,加之新桥水库原有的蓄水量叠加共同影响,12日19时20分左右,新桥水库值班人员通过人工观测发现水库2号泄洪排沙洞的临时围堰水位已超汛限水位1.2 m,水库值班人员紧急开启2号泄洪洞开始正常泄水,但由于临时围堰是黄土质围堰,13日2时40分左右临时围堰发生塌陷,大量库存蓄水沿着临时围堰在2号泄洪排沙洞旁边掏开一道豁口,最终造成水库2号泄洪洞冲毁,形成长约80～100 m,深约20～30 m左右的鸿沟和下游307国道垮塌及周边数百亩农田被淹,数间房屋形成危房,直接经济损失上千万元。

2022年8月新桥水库发生险情现场照片见图2。

图2 2022年8月新桥水库险情现场照片

险情发生后榆林市水利局于14日发布了关于启动新桥水库应急抢险Ⅲ级应急响应的紧急通知,并同时成立了新桥水库抢险工作领导小组,立即奔赴险情现场开展抢险救援工作,期间累计投入装载机、吊车、自卸车等工程车辆100余辆,技术工人120人,县镇村三级抢险救援人员400余人,累计使用水泥预制品50余吨、编织袋75 000条、草袋子16 000个,最终于8月29日水库险情基本得以控制。

3 新桥水库雨水情监测现状

新桥水库自1959年10月正式竣工运行以来至2022年8月前已发生过2次较大险情,经查阅历史资料得知,新桥水库1960年9月和1994年8月大坝2次发生较大险情主要原因均是受水库上游连续强降水和局地大暴雨影响造成,且受当时科学技术发展限制,1960-1994年水库雨水情信息的收集全部依靠人工观测为主,且观测的数据粗糙单一,时效性差,精度低,因此根本无法给水库的防洪调度提供有利的决策依据,也无法保障水库在汛期的安全运行。

2022年8月新桥水库又一次受上游连续5天强降水和水路畔支流局地暴雨共同影响,再次发生第3次较大险情,造成水库2号泄洪洞冲毁,下游307国道垮塌及周边数百亩农田被淹,数间房屋形成危房,直接经济损失上千万元。经统计截至2022年新桥水库控制的1 332 km2流域面积内仅有7处雨水情监测站,其中5处水库监测站依然以人工测报为主,仅有2处雨量站实现了24 h自动监测,且水库未建立本流域的水文自动测报系统,实时雨水情数据主要依靠共享其它防汛部门的信息获取。新桥水库流域现有雨水情监测站点信息见表1。

表1 新桥水库流域现有雨水情监测站点信息表

4 建设完善水文自动测报系统的重要性分析

水文自动测报系统 (automatic system of hydrological data acquisition and transmission) 由收集、传递和处理水文实时数据的各种传感器、通讯设备和计算机等装置组合而成。主要分为:水雨情自动测报站、GPRS信息传输通道和中心遥测接收平台系统三大部分。主要用于防汛测报和水利调度,在小流域范围内只需几分钟时间即能完成数据收集和处理,及时提供重点河段、水库的实时雨情和自动水位、流量、水情信息。

通过分析新桥水库自1959年10月竣工运行以来已经发生过的3次较大险情,尤其是2022年8月又一次遭遇同样的受上游连续强降水和支流局地暴雨共同影响,再次发生险情和从新桥水库流域内现有的雨水情监测站点数量和测报方式得出:因水库并未建立本流域的水文自动测报系统,实时雨水情数据主要依靠共享其它防汛部门的信息获取,可供新桥水库共享雨水情信息的站点数量少,无法实现水库全流域监测;同时,共享实时数据时效性差,雨水情监测数据获取不及时,无法给水库的防洪调度提供及时有利的决策依据,也无法保障水库在汛期的安全运行,因此,尽快建设完善新桥水库流域的水文自动测报系统对水库的防洪调度及保障水库安全运行有着重要的作用和意义。

5 结论及建议

5.1 结论

榆林市新桥水库3次发生较大险情,与水库上游连续强降水和支流出现局地大暴雨有直接关系;同时由于与水库一直未构建自己的水文自动测报系统,无法实现全流域全覆盖的自动监测,无法给水库的防洪调度提供及时有利的决策依据有因果关系,所以,建设完善新桥水库本流域的水文自动测报系统对水库的防洪调度,增长防洪决策的预见期,保障水库安全运行有着重要的作用和意义。

5.2 建议

(1)将水库本流域内原有的人工监测站升级改造为自动监测站。

(2)在流域内的各条支流上补充新建自动监测站,主要以降水量自动监测站、水库水位流量自动监测站为主体,同时融入大坝安全监测中的渗流量、渗流压力和变形位移监测站及视频和图像监测站等,达到水库全流域内自动监测全覆盖。

(3)在水库管理中心建立自己的实时遥测数据接收平台,将自动雨量、自动水位流量、自动渗流量、渗流压力、变形位移、库水情视频图像、工况信息等全部规范、统一的整合到一个综合平台上,集数据传输、信息共享、数据储存于一体,构建完善的水库水文自动测报系统,提升水库信息化水平,消除安全隐患,保障水库安全运行。