第二章 病险水库治理
水库是农业灌溉、生活供水与水能开发利用的基本依托,也是洪水调蓄削峰的重大举措。截至1995年,陕西累计建成水库1070座,形成了42.6亿立方米蓄水能力。1996年至2015年,陕西省新建了一批新的水库工程,截至2015年,全省累计建成水库1095座,其中大型水库11座,比1995年增加6座,总蓄水能力达到89.3亿立方米,比1995年增加1.17倍,极大地增强了对主要江河洪水的调蓄与削峰能力。从1996年开始,陕西又对1995年前建成的所有水库进行了普查与安全鉴定,有376座水库被确定为病险水库,其中大型5座,中型49座,小(一)型125座,小(二)型197座。病险水库大多不能正常发挥效益,又成为防洪保安的重大隐患。为此,陕西坚持不懈地开展了对病险水库的除险加固工作。
第一节 除险加固过程
一、1998~2001年治理
1998年全国“三江大水”之后,中央加大了防洪工程建设投资力度。陕西省水利厅抓住这一机遇,很快完成了《全国病险水库除险加固专项规划——陕西部分》规划,将3座大型病险水库、51座重点中型水库、9座重点小型病险水库列入全国病险水库除险加固规划。2000年8月,陕西省人民政府以陕政发〔2000〕36号文下发了《关于加快病险水库治理及水库排沙减淤工作的通知》,要求在“十五”期间全面完成病险水库治理任务,并建立了省级病险水库治理专项基金,主要用于省管病险水库治理及县管病险水库治理补助。这一时期,国家安排6.07亿元,对石头河、石门、冯家山、羊毛湾、王家崖、石砭峪、信邑沟、大北沟、石堡川、黑松林、白荻沟、二龙山、观音河、福地、郑家河、拓家河、尧门河、合阳红旗及澄城县五一水库19座病险水库开始了除险加固治理。到2001年下达补助资金2.85亿元,开工除险加固水库20座,其中王家崖等7座水库加固工程进展顺利,计划2002年底前完工;石门等13座水库加固工程计划2002年开工建设。
二、2001~2005年治理
这一时期,陕西有152座病险水库列入国家病险水库治理规划(含1998~2001安排的63座)。其中:大型水库5座、中型水库53座、小型水库94座。截至2004年底,国家和省级安排资金11.45亿元(国家安排补助资金10.4015亿元,省级安排资金1.045亿元),开始了对66座病险水库的除险加固,截至2005年底,累计完成投资9.13亿元,有6座水库全部完成除险加固目标,24座水库完成除险加固主体工程。全部完成除险加固工程水库是:石砭峪、白荻沟、郑家河、观音河4座中型水库与尧门河、群力2座小型水库;完成除险加固主体工程的水库是:石头河、羊毛湾2座大型水库,王家崖、零河、福地、黑松林、林皋、薛峰、南沙河、红寺坝、二龙山、拓家河、尤家峁、红石峡、营盘山、杨伏井、大岔15座中型水库;西安市红旗、合阳县红旗、澄城县五一、西河、老柳卜、祝京、蒲峪7座小型水库。同期,按水利部发布的《水库降等与报废管理办法(试行)》,对全省12座病险水库进行了报废处理,其中安康市八一水库(中型)因被黄石滩水库库区覆盖自然报废,另外11座均为小型水库。
三、2006~2010年治理
这一时期,中央安排陕西省病险水库加固39座,分别为西安市白马河、东风(蓝田县)、三岔河、许家沟(长安区)、东沟(长安区)、韩峪、芷阳水库;宝鸡市官务、美水沟、祁家沟、中张庄、刘家沟水库;咸阳市前嘴子水库;渭南市沋河、构峪水库;汉中市党河、赤南、风家沟、邢家坝、东风(勉县)水库;商洛市谢湾水库;榆林市暖渠山、卧虎山、南沟(米脂县)、胖老婆沟、刘四沟、后沟川、古峁、黄家畔、龙眼、大川沟、芦沟、圪流沟、十八墩、油坊台、四门沟、程家沟、大湾畔、三旺庄水库。共安排除险加固中央补助资金1.73亿元。截至2009年底,中央累计安排陕西省病险水库加固项目226座,累计安排补助资金16.53亿元。截至2010年底,全省累计完成投资24.5亿元,有226座(大型5座、中型56座、小型165座)病险水库完成了除险加固任务,其中199座水库通过了竣工验收,27座通过了竣工技术预验收。2008年开始,国家实施病险水库除险加固3年专项规划,陕西有140座病险水库列入规划,2010年底,全部按要求完成建设任务并通过验收,累计完成投资8.2亿元。2010年国家又增补陕西省病险水库除险加固项目计划52座,总投资23547万元。
四、2011~2015年治理
2011~2013年,陕西加强了病险水库除险加固进度检查督查,对滞后的县(区)进行了专项检查。规范了一般小(二)型病险水库前期工作,配合水利部督查组对汉中市西乡县、城固县和渭南市华县3座小(二)型水库除险加固情况进行了稽查,对稽查中发现的问题,督促市、县有关单位逐步进行了整改。2014年底,全省进入全国小型病险水库除险加固规划的水库共402座,累计完成投资26.8亿元,有279座重点小(二)型水库加固项目全部完成建设任务投入运用,其余123座一般小(二)型除险加固水库分布在全省10个地市32个县区,总库容5100万立方米,项目总投资2.5亿元,2011~2014年12月底,落实省级补助资金1.33亿元,有92座完成了建设任务(其中:30座通过竣工验收, 62座通过投入运用验收),31座在建,累计完成投资1.85亿元。到2015年,陕西仍有53座需进行除险加固的小型病险水库,其治理仍在进行之中。
第二节 除险加固实例
病险水库除险加固项目效益显著。据140座水库除险加固项目效益统计,共新增防洪库容2.1亿立方米,增强了对洪水的调蓄能力;新增的1.7亿立方米兴利库容,新增灌溉面积63.93千公顷、发电量823万千瓦时、养殖效益1.25亿元、供水人口190万人,有效改善了全省用水难、吃水难、灌溉难的问题。
一、宝鸡市冯家山水库
(一)病害及问题:冯家山水库原设计防洪标准偏低,多年运行中出现了一些病害问题,危及水库的安全运行。突出问题有:坝坡不稳定,不能满足抗震要求,坝体排水不畅,浸润线偏高,坝体存在饱和软弱夹层和裂缝;坝体右坝肩渗漏比较严重;泄洪洞气蚀严重,洞内有多处冲刷坑,洞身围岩存在三处较大破碎带,有渗水通道;非常溢洪道不能正常使用,衬砌标准低,出口不畅;金属构件锈蚀,闸门门体变形,启闭设施老化;电气设备陈旧落后,带病运行;水库管理手段落后,设施破旧;专用防汛道路不畅等。
(二)立项治理:2000年7月10日,黄河水利委员会批复了冯家山水库除险加固工程可行性研究报告,确定除险加固工程方案和主要建设内容为:水库防洪标准由1000年一遇校核提高到5000年一遇校核,对溢洪道改建,大坝加高培厚,坝体及坝肩防渗处理,泄洪洞加固处理,金属结构和机电设备更新改造及水库调度运行管理自动化系统建设。工程概算总投资8868.59万元,总工期为三年。
2001年3月,陕西省水利厅批准了省水电设计院编制的《冯家山水库除险加固工程初步设计报告》,省计委和省水利厅先后批复了具体工程项目,并确定工程投资国债资金为5920万元,省、市配套资金2948.59万元。除险加固工程划分为16个标段,2002年4月28日工程开工,2006年12月竣工,2008年11月6日通过省发改委和省水利厅验收,并被评为优良工程,实际完成投资8942万元。
(三)工程效益。冯家山水库工程是一个以农业灌溉和城市、工业供水为主,兼有防洪、发电、养殖、旅游等功能的大型水利工程。水库自投运以来,取得了显著的经济效益和社会效益。截至2015年底,工程累计产生经济效益102.5多亿元。水库大坝加高2.0米,达到73.0米,滞洪库容增加了0.38亿立方米,总库容达到4.27亿立方米。在安全度汛方面,通过科学调度、削峰泄洪,安全度过了千河和渭河2003、2011、2015年洪水。
二、宝鸡峡王家崖水库
王家崖水库位于宝鸡市陈仓区千河镇王家崖村北,千河主河道下游,总库容9420万立方米。水库始建于1958年,1962年停建,1969年复工,1971年建成投运。
(一)项目审批。1998年9月,省水利厅组织有关专家对水库大坝进行了全面、系统的安全鉴定,核定为Ⅲ类坝,列入国家病险水库除险加固项目。国家计委、水利部以计投资〔1998〕1182号文,对该工程正式投资立项。省计委、水利厅以陕水计发〔 1998〕243号文件对初步设计做了批复。省水利厅以陕水计发〔2001〕399号文件对工程实施方案做了批复和调整,批复主要建设内容包括:大坝迎水坡混凝土砌护2.04千米;过坝干渠衬砌1.8千米;坝渠左、右岸道路工程;坝下游排水体修复;左右坝肩防渗治理及大坝背水坡裂缝处理;溢洪道下游防冲治理;溢洪道及放水洞进口应急清淤;机闸维修、管理设施改造等,概算总投资3498万元。王家崖水库除险加固工程设计,按现行《防洪标准》(GB50201—94)进行复核,防洪标准为100年一遇洪水设计,1000年一遇洪水校核,相应设计洪水位602.0米,校核洪水位602.85米,正常蓄水位602.0米,汛限水位601.8米。水库枢纽等级为Ⅲ等,主要建筑物为3级,地震设防烈度为7度。
(二)项目管理。1999年3月,宝鸡峡管理局委托宝鸡总站成立项目办公室,负责完成Ⅰ—Ⅲ标段的建设管理任务。2001年,陕西省水利厅以陕水建发〔2001〕46号文件批复,成立宝鸡峡病险水库除险加固项目实施办公室。采用“项目法人和项目实施办公室”的两级管理模式,成立了王家崖险库除险加固工程项目部,具体负责Ⅳ标段以后项目的实施和现场管理,并对各单位工程进行招投标。
(三)项目实施。王家崖水库除险加固工程自1999年3月10日开工建设,截至2005年12月10日,共完成7个标段工程:Ⅰ标段大坝迎水坡砌护0.8千米和过坝干渠衬砌1.8千米;Ⅱ标段大坝迎水坡砌护1.24千米;Ⅲ标段过坝干渠右岸道路;Ⅳ标段坝下游排水体修复工程;Ⅴ标段过坝干渠左岸防汛道路;Ⅵ标段左右坝肩防渗治理及大坝背水坡裂缝处理;Ⅶ标段溢洪道下游防冲治理和管理设施改造工程,机闸维修及其他工程等,累计完成投资2709.27万元。
(四)概算投资调整。工程批复概算投资3498万元。2004年12月,省水利厅、财政厅以陕水计发〔2004〕331号明确暂缓实施溢洪道及放水洞进口应急清淤工程,概算投资减少464.74万元,概算投资调整为3033.26万元。项目实施中,国家投资2600万元全部到位,省级配套资金到位290万元,实际到位资金2890万元。
(五)工程验收及移交。经省质量监督中心站对已完工程质量验收评定,总体质量良好。已完成2488个单元工程,质量全部合格,其中优良2208个,优良率88.8%;完成的31个分部工程,质量全部合格,其中优良17个,分部工程优良率54.8%;完成7个单位工程,质量全部合格,其中优良4个,单位工程优良率57.2%。
三、西安市石砭峪水库
水库位于长安区五台街办石砭峪河上,是一座采用定向爆破方式建设的以灌溉、城市供水为主,兼顾防洪、发电等综合利用的中型水库。1986年,水利部将该库列为全国43座病险水库之一。水库从建成起就带病运行,边建设边低位蓄水。水库发生过三次大的渗漏:1981年第一次试蓄水,大坝右岸拉裂38米,1991年和1992年两次蓄水时,大坝斜墙又发生两次大的裂缝和塌坑,危及大坝安全。1993年,在省、市主管部门的安排下,对大坝裂缝和塌坑分别进行了封堵和置换处理,并对高程700米右岸平台及平台以下反弧段采取浅层填充灌浆等应急处理。1999~2004年,西安市分三期投资3522.1万元(其中中央补助1510万元,地方配套2012.1万元),对水库进行了除险加固,先后完成大坝防渗、输水洞加固等七项工程,把蓄水高程从700米提高到725米。2005年3月29日,陕西省水利厅、省发改委联合主持对石砭峪水库除险加固工程进行竣工验收,该工程被评为优良工程,实际完成投资3093万元。
四、安康市观音河水库
观音河水库位于月河支流观音河中游观音河乡八庙村龟湾,距汉阴县城10千米。观音河水库是一座以灌溉、城区供水为主,兼有防洪、发电、养鱼等综合利用的中型蓄水工程。水库控制流域面积80万平方千米,总库容1552万立方米,其中调节库容996万立方米,死库容6万立方米。始建于1958年9月,1962年5月竣工。大坝坝型为黏土心墙坝,最大坝高34.2米,坝顶长256米,坝顶宽4.5米;溢洪道为侧槽开敞式折线实用堰,在右岸布置,全长440.07米。
水库枢纽存在的主要病害及问题:一是大坝460米高程以上无心墙,填筑质量差,下游坝体排水不畅,坝背坡渗水严重,1998年8月、2000年7月坝背坡两次严重渗水, 2000年7月13日,当库水位达463.44米水位时,背水坡渗水面积达2518平方米。二是溢洪道侧墙偏低,泄洪能力不足,且不满足防冲要求,校核洪水标准达不到现行国标要求。三是放水涵洞进口滚筒闸门设备老化失修,多次发生钢丝绳断裂事故,严重影响放水。四是西山滑坡对溢洪道泄洪安全存在威胁。五是无放空排沙设备,淤积严重。六是大坝安全监测设施不健全,影响对大坝的安全监测。
2001年4月11日,陕西省发展计划委员会批复了“观音河水库加固工程可行性研究报告”,2001年12月10日,陕西省水利厅发文批复,同意观音河水库除险加固工程项目及设计方案,概算总投资为1480.7万元。工程于2001年12月20日动工,2004年4月25日竣工。2003年10月主体工程完工验收。完成主要工程项目有:大坝心墙防渗处理、大坝背坡排水棱体翻修、放水涵洞改成放水塔、增建排沙泄空洞、溢洪道加固、西山滑坡处理、大坝地表观测设施、管理站房、进库道路改造、库区绿化、亭景建设等。工程实际完成投资1348万元。
水库除险加固工程效益显著:一是提高水库防洪标准。达到防御50年一遇洪水标准。二是提高蓄水能力。加固前水库不能正常蓄水,长年半库运行,加固后水库可按正常蓄水标准运行。三是提高水库经济效益。加固后可满足灌区0.75千公顷农田正常用水,年增加水库电站发电量200万千瓦时。
五、延安市王瑶水库
王瑶水库位于延河一级支流杏子河中游,距延安市65千米,坝址以上控制流域面积820平方千米,多年平均径流量4050万立方米。1970年10月动工兴建,1972年9月大坝主体工程完工,1974年至1979年增建泄洪洞。水库设计总库容2.03亿立方米,是—座以防洪和供水为主,兼灌溉、发电等综合利用的大(二)型水库。
2002年8月,陕西省水利设计院完成了王瑶水库除险加固工程初步设计,同年9月20日,陕西省水利厅以244号文件予以批复,并上报国家发改委和水利部申请立项。2003年9月,国家发改委、水利部对除险加固项目予以批复。工程总投资3945.8万元。
王瑶水库除险加固工程主要建设内容是:新建泄洪排沙洞工程,全长709.14米,由进口明渠段、压力洞、放水塔、无压洞、出口挑流段组成,其中进口明渠段长16米,钢筋混凝土结构,进口底板高程1150米;压力洞长39.84米,断面为圆形,内径3米,壁厚0.6米,钢筋混凝土结构,进口高程1150米;放水塔长13.20米,宽6.40米,内设2.6×2.7米平板检修闸门一道,2.6×2.3米弧形工作闸门一道,放水塔通过工作桥与原放水塔相连,工作桥长18.3米,宽2.5米;无压洞长609.1米,断面为城门洞形,最大尺寸3.6×4.4米,钢筋混凝土结构;出口挑流段长31米,钢筋混凝土结构。新建泄洪排沙洞工程于2004年3月开工,2006年8月31日完工。
大坝加固和原泄洪洞改造:对左坝肩长36米、右坝肩长32米、宽约25米的坝体进行充填灌浆,灌浆孔孔距、排距均为2米,梅花形布置,处理深度40米,总进尺16385.5米。原泄洪洞改造包括原泄洪洞顶拱混凝土衬砌422米,更换平板检修门、启闭机和弧形工作门、启闭机各1套。2005年12月开工,2006年8月10日完工。
大坝安全监测自动化系统,主要包括大坝变形监测,坝体、坝基及绕坝渗流监测,水文气象监测,闸门自动化监控和监视系统。2005年9月开工,2006年11月15日完工。
王瑶水库除险加固工程从2004年3月开工,2006年8月31日主体完工,2007年7月投入试运行。2008年12月11~13日,陕西省水利厅、延安市发改委对除险加固工程进行初验。2010年5~6月,由省水利厅完成竣工审计。
六、汉中市石门水库
1998年10月,汉中市石门水库大坝在首次大坝安全鉴定中,因防洪标准不满足国标(GB50201—94)防洪标准,坝后冲坑危及左岸稳定,泄洪孔无检修门等问题,被鉴定为三类坝(病险库),水库除险加固被列入国家第一批规划投资项目中。
2001年10月16日,石门水库除险加固工程开工建设,2006年8月15日完工。共完成防洪达标左岸泄洪洞、坝后冲坑防护、泄洪中孔增设检修闸门、坝踵裂缝处理、底孔环缝处理、坝基帷幕灌浆、大坝安全监测自动化、洪水调度系统、管理设施及坝区环境改造、水库排沙清淤措施研究等10项建设内容。完成项目建设总投资8031.64万元。2006年10月12日,加固工程通过了陕西省发展和改革委员会组织的竣工验收,工程总体质量等级为优良。
石门水库首次除险加固是国家第一批规划项目,由于当时受投资限制,大坝枢纽金属结构和机电设备老化、防汛交通道路等级低、泥沙淤积严重等问题没有得到解决。根据水利部《水库大坝安全鉴定办法》规定,2013年7月,石门水库管理局委托南京水利科学研究院对石门水库开展了第二次大坝安全鉴定。2014年6月19~20日,陕西省水利厅组织专家组将石门水库大坝安全类别鉴定为“三类坝”,仍存在坝顶防浪墙未封闭、金属结构与机电设备老化腐蚀严重、库容泥沙淤积严重、右坝肩绕坝渗流、防汛交通道路较差等问题,建议尽快实施第二次除险加固。