基于喇嘛营水库除险加固设计中输水洞底高程确定

时间：2024-07-28

马自学，张云

(1.辽宁省北票市水利勘测设计队，辽宁北票122100;2.辽宁省观音阁水库管理局，辽宁本溪110000)

1 工程概况

喇嘛营水库集雨面积20.7 km2，河流长度9.7 km，河道平均比降为23.2‰。是一座以防洪、灌溉为主，兼顾养殖、旅游等综合利用的小(1)型水库。该水库经过2005年普查时复核及2007年喇嘛营水库安全鉴定，大坝安全类别鉴定为三类坝。2008年完成喇嘛营水库除险加固工程初步设计，计划2009年完成该水库除险加固工程施工。输水洞可保证水库加固时腾空库容，对减少围堰工程量具有重要作用;也是保证水库灌溉效益和水库供水的主要工程设施，是水库的取水口。因此由水库泥沙淤积情况等因素确定死水位，准确确定输水洞底高程尤为重要。

2 泥沙淤积分析

喇嘛营水库原设计淤积年限为10 a，侵蚀模数采用1 550 m3/km2·a，垫底库容为32.1万m3，相应死水位为200.4 m。因水库输水洞底高程现已为200.9 m，只有通过分析建库35 a来的淤积状况和泥沙指标来重新确定。

在本次设计中，由北票市水利勘测设计队又进行了库区淤积测量，并绘制了1∶10 000库区地形图，库区等高线从库底一直到高程215 m均进行实测修改，并以此图重新量算绘制了水位～面积曲线和水位～库容曲线。从新绘制的库容曲线查得:水位现已淤积至199.6 m，正常高水位206.49 m对应水库的库容为123万m3，原设计为187万m3。也就是说，经过35 a的运行，在正常高水位情况下，水库淤积量64万m3，从淤积速率上分析，1973年～1982年的10 a间，水库淤积20万m3，平均每年淤积2万m3，单位年均输沙量为9 66 m3/km2·a;1983年～2008年2月的25 a内，水库淤积量44万m3，平均每年淤积1.76万m3，单位年均输沙量为850 m3/km·a。按照年淤积850 m3/km2·a计算，水库用于灌溉的净调节水量需要40多年淤积完。近20多年的淤积速率明显减小，表示库区内水土保持已见成效。

从测试成果看出，泥沙淤积占据部分死库容，现淤积高程至199.6m，淤积部分原设计死库容;正常蓄水位下现泥沙淤积库容64万m3，占原正常蓄水位库容187万m3的34.2%。

3 现状水库水位～库容曲线的绘制

喇嘛营水库水位～库容曲线的绘制使用近期测量1∶10 000库区地形图，量制水位～面积曲线，再由各水位及其相应面积计算出相邻水位间的部分容积，累加后得到各水位相应的库容，便绘制该水库现状水位～库容曲线。库容淤积的情况采用实际测量结果，对原有的水位～库容关系曲线进行了修正，能够体现水库的现状。喇嘛营水库实测新绘制的水位～库容曲线如图1所示。

图1 喇嘛营水库水位～库容曲线

4 输水洞进口底高程确定

喇嘛营水库输水洞底高程确定时要满足灌溉引水要求和要考虑水库泥沙淤积的需要等因素。因为水库灌区的渠系建筑物已经建设，所以输水洞底高程应以水库淤积情况控制。喇嘛营水库原设计淤积年限为10 a，侵蚀模数采用1 550 m3/km2·a，垫底库容为32.1万m3，相应死水位为200.4 m。本次复核，因水库原输水洞底高程为200.9 m等均已确定，只分析建库35 a来的淤积状况和泥沙指标。推悬比采用20%。现侵蚀模数采用850 m3/km2·a，平均每年淤积1.76万m3。设计死水位的确定，根据公式(1):

式中:V垫为垫底库容，万m3;r为泥沙容重，采用1.3 t/m3;T为设计淤积年限，采用20 a。经计算，V垫=32.5万m3。

查曲线得喇嘛营水库的设计死水位H死=202.1 m。由此确定输水洞加固改造后的进口底高程为202.1 m。采用龙抬头形式与原输水洞进口连接。

从目前正常洪水位库容123万m3分析:输水洞原底高程低于本次设计死水位，随着水库淤积量增加，会影响输水。所以在上游搞好水土保持的同时，还有做好水库的用水计划，使之充分发挥效益。