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1、清河水库大坝加高影响因素分析朱士戈（辽宁省清河水库管理局，铁岭11xx）1 引言清河水库于 1958 年 5月 3 日 兴建， 1966 年工程全部竣工。水库原设计防洪标准为千年一遇洪水设计、万年一遇洪水校核、 多年调节，水库控制流域面积2376 平方公里，总库容 9.71 亿立方米。水库由大坝、溢洪道、泄洪洞组成。大坝为粘土斜墙砂砾坝，坝顶高程 138.10 米，防浪墙顶高程 139.10 米，粘土斜墙顶高程 136.30 米，最大坝高 39.60 米，水库设计洪水位 135.1 米，校核洪水位 137.4 米。水库运行至今已经50 多年，工程状况、水文资料、工程规范都发生了较大变化，根据水
2、库大坝安全鉴定办法的有关规定，xx 年清河水库进行了第二次水库大坝安全鉴定工作，鉴定结论为三类坝，需要进行水库除险加固。在水库安全鉴定阶段，水库防洪标准降为500 年一遇洪水设计， 5000 年一遇洪水校核。在加固设计阶段，设计洪水标准仍按 500 年一遇，校核洪水标准考虑社会经济发展，铁岭市十二五规划（市区人口 100 万）以及清河水库下游保护农田和工业、 、军事等重要目标， 经慎重研究校核洪水重新定为万年一遇，保持原设计标准。经设计复核，大坝需加高1.15 米，即防浪墙顶高程140.25米方能达到万年一遇校核标准。2 、大坝加高影响因素分析2.1水库淤积影响清河水库在 1998 年和 xx
3、 年分别进行了两次淤积测量（用地形图法），测得泥沙淤积量分别为 3350 万立方米和 4250 万立方米，分别占总库容的 3.45%和 4.38%。水库汛限水位 127 米，xx 年 127 米高程以上淤积量为 899.5 万立方米水库防洪库容由 5.05 亿立方米减少到 4.96 亿立方米，如果仍要保证 5.05 亿的防洪库容，则增加 0.09 亿立方米库容，总库容需达到9.80 亿立方米，此时按新的库容曲线，水位将达到 138.15 米。这说明在水库防洪标准和设计洪水不变的情况下，水库校核洪水位将抬高0.75 米。这就是水库淤积对大坝加高的影响。2.2设计洪水影响2.2.1水库原设计洪水清
4、河水库原设计洪水频率计算所用资料共计23 年（ 1935-1944，1949-1961 年），其中 1951 年和 1953 年清河流域发生大洪水，1951年洪峰流量6450 立方米 /秒，七天洪量4.76 亿立方米，1953 年洪峰流量4760 立方米 /秒，七天洪量5.22 亿立方米。洪峰重现期为100年， 1951、1953 年分别为 100 年的第一、第二位。原设计洪水只计算了洪峰、七日洪量，十三日洪量，1953、1951 年洪水七日洪量作为 1856 年以来第二、三位洪水，即重现期约为50 年、 30 年左右。原设计采用1953 年洪水为典型，水库设计洪水位135.1米，校核洪水位1
5、37.4米。2.2.2本次除险加固采用设计洪水本次清河水库除险加固设计，将清河水库洪水系列延长到xx 年，频率计算所用资料共计72 年（1935-1944，1949-xx 年）。1995 年辽河发生了较大洪水，暴雨偏于清河、柴河两水库以上地区。1995 年洪水洪峰流量 5330 立方米 / 秒，七日洪量 5.91 亿立方米。该阶段清河水库 1951 年洪峰重现期仍定为200 年第一位， 1995 年为 200 年第二位，1953 年为 200 年第三位。三日、七日洪量 1995、1856、1953、 1951 分别按 200 年的前四位处理。本次采用 1953、1995 年两种典型设计洪水过程
6、线。调洪成果见下表。清河水库洪水调节计算成果表由成果可见， 按 1953 年典型洪水，清河水库 500 年一遇设计水位 134.81m ，10000 年一遇校核水位 136.73m ；1995 年典型洪水清河水库清河水库 500 年一遇设计水位 135.10m ，10000 年一遇校核水位 138.06m 。由此可见 1995 年洪水是更不利的典型洪水。3 、采用规范影响清河水库原设计采用苏联40-50 年代技术规范，如苏联国定全苏标准：水工建筑物重要性分类OOT331546，苏联碾压土石坝设计规范 TY24-104-40 等。本次加固设计采用规范 水利水电工程等级划分及洪水标准 SL252-
7、2000，碾压土石坝设计规范 SL274-xx，水工建筑物荷载设计规范SL5077-1997 等。规范制定相差70 年，变化是相当大的。原设计百年一遇设计洪水坝顶高程计算公式H=H1%+R+e+A，H1%为百年设计洪水位 135.1 米，由原规范规定公式算得， R（最大波浪在坝坡上的爬高） 1.36 米， e（风壅最大水面高度） 0.07 米， A（安全加高） 0.75 米，由此算得防浪墙顶高程为 137.48 米；万年一遇非常洪水坝顶高程计算公式 H=H0.01%+1.7，1.7 米为安全加高， 不再另外考虑波浪爬高、风壅水面高度等，计算墙顶高程为139.1 米。加固设计洪水坝顶高程计算公式
8、与原规范形式相同，即H=H0.1%+R+e+A，但是波浪爬高公式、水面高度公式不同，安全加高值也不同，由现行规范计算的波浪爬高为2.965 米，风壅高度 0.019米，安全加高规定为1 米， H0.1%为千年设计洪水位135.1 米，计算墙顶高程为 139.09 米；万年校核洪水坝顶高程计算公式与设计洪水形式相同，即 H=H0.01%+R+e+A，经计算 R为 1.883 米， e 为 0.0078米， A规范规定为 0.5 米， H0.01%为万年校核洪水位138.06 米，由公式算得墙顶高程为140.45 米（设计工况风速取多年平均最大风速16.4 米/ 秒的 1.5 倍为 24.6 米/
9、 秒，校核工况风速取16.4 米/ 秒）。由此可见原设计规范比现行规范标准低。3 结语由以上分析可见，水库淤积、设计洪水改变、采用规范不同，对坝顶高程复核产生很大影响（当然，这些影响只是其中的一部分），经计算防浪墙顶高程提高1.15 米。这就要求水库技术管理工作者在水库管理过程中， 必须注意水库淤积对水库防洪的不利影响，定期进行淤积测量，重新核定库容曲线；设计洪水、采用规范对对大坝高程的影响是显著的。发生大洪水后，必须及时进行水库洪水复核，如不满足防洪要求就必须有应急措施，以确保水库防洪安全。参考文献：1 清河水库工程初步设计第五卷建筑物， 1956 年，水利部北京勘测设计院沈阳分院；2 清河水库除险加固初步设计报告， xx 年，辽宁省水利水电勘测设计研究院；3 碾压土石坝设计规范 SL274-xx4 闫铁奎、朱士戈等，清河水库泥沙淤积及其对防洪调度的影响， 99 防洪技术国际研讨会论文集，北京。内容仅供参考