
一、概 况
白云水库是巫水的龙头水库,集雨面积556(km2),地理座标为东径110º20’。北纬26º20’。巫水发源于湘桂边界的金紫山脉。其上游为金紫山林场和十万古田次至原始林区,流经兰蓉、白毛坪、坪水等山间盆地后,注入白云水库。水库位于付热带气候区,年平均降水量1385㎜,其中五、六、七月约占全年雨量的50%。年平均气温16.1ºC。实测最大三日暴雨量218㎜(1992年6、7月);实测最大洪峰812m3/s(1979年6月),实测最小流量1.5 m3/s(1998年12月至1999年元月),实测最大72小时洪量0.98亿m3(1996年7月)。由于上游山高坡陡,河道纵坡约3~6‰,故汇流时间短,最大强度山暴雨过后四小时,洪峰即到坝前。又由于暴雨多受台风影响,故本水库稀遇洪水多呈双峰形态,峰间差约10至20小时。
历史上洪水情况详见表一,各频率洪水特征值见表二。水库上游主要为农业区,水库下游4公里即为儒林镇。儒林镇沿河主要有县人民医院及蒋家团、白蓼洲等居民区。1949年发生洪水时,“水涨进南门,门内约有几十公分深的水。……南桥下的龙王庙被水冲去,死了不少人。……洪水中漂木很多,人们担心会顶垮南桥。城内地势高,损失不大。巫水两岸损失惨重。”而1954年长洪水是否有灾,未见文字记载。
白云水库工程特性见表三。现有防洪能力为二千年一遇洪水(保坝)。
表一 :历史上洪水情况
| 年、月 | 洪峰(m3/s) | 72小时洪量(亿m3) |
| 1924 | 1540 | 1.13 |
| 1949/6 | 2310 | 1.65 |
| 1954 | 1230 | 0.92 |
| 1961 | 930 | 0.83 |
| 1962 | 994 | 0.62 |
| 1966 | 830 | 0.65 |
| 1970 | 628 | 0.51 |
| 1979/6 | 812 | 0.37 |
| 1985/5 | 668 | 0.44 |
| 1993/7 | 532 | 0.66 |
| 1994/7 | 510 | 0.68 |
| 1996/7 | 544 | 0.98 |
| 1998/6 | 498 | 0.69 |
2、1993至1998年的洪峰,为水库调蓄后经导流洞下泄的流量。
表二、各频率洪水特征值
| 频率 | 烘峰(m3/s) | 72小时洪量(亿m3) |
| 0.05% | 3950 | 2.55 |
| 0.1% | 3520 | 2.30 |
| 0.5% | 2560 | 1.74 |
| 1% | 2150 | 1.50 |
| 2% | 1750 | 1.26 |
| 5% | 1260 | 0.96 |
| 10% | 908 | 0.71 |
| 20% | 598 | 0.48 |
| 50% | 300 | 0.30 |
表三、工程特性摘要
| 项 目 | 单 位 | 数 量 |
| 集雨面积 | Km2 | 556 |
| 多年平均流量 | m3/s | 16.9 |
| 实测最大流量 | m3/s | 812 |
| 调查历史最大流量 | m3/s | 2310 |
| 设计洪水流量(1%) | m3/s | 2150 |
| 校核洪水流量(0.05%) | m3/s | 3950 |
| 兴利水位 | m | 540.0 |
| 设计洪水位(1%)泄流量 | m/ m3/s | 541.8/1197 |
| 校核洪水位(0.05%)泄流量 | m/ m3/s | 546.3/1473 |
| 校核洪水位下总库容 | 亿m3 | 3.62 |
| 装机容量 | MW | 54 |
| 大坝坝型 | 砼面板堆石坝 | |
| 大坝坝高 | m | 120 |
| 坝轴线长度 | m | 198.8 |
| 泄洪隧洞进口底板高程 | m | 525.0 |
| 泄洪隧洞进水口孔数×宽×高 | m | =孔×6×8 |
| 泄洪隧洞最大泄流能力(546.3时) | m3/s | 1473 |
| 泄洪隧洞总长度 | m | 492.3 |
| 泄洪隧洞洞内流态 | 明流 |
| 项 目 | 单 位 | 数 量 |
| 消能型式 | 挑流 | |
| 发电引水隧洞进水口底板高程 | m | 475.0 |
| 发电引水隧洞进水口闸孔宽×高 | m | 4×7 |
| 发电引水隧洞直径 | m | 6 |
| 发电厂房:长×宽 | m | 57.5×33.6 |
| 装机台数×单机容量 | MW | 3×18 |
| 装机高程 | m | 437.795 |
| 发电机层地面高程 | m | 445.7 |
| 水轮机单机额定流量 | m3/s | 24.9 |
| 专用永久公路 | KM | 9.05 |
| 淹没耕地面积(两年一遇) | 亩 | 21 |
| 移民人数 | 人 | 5324 |
| 输电线路电压等级 | KV | 110 |
| 输电目的地 | 茅坪、平溪 |
二、洪灾风险分析
当出现百年一遇洪水时,按现有工程状况和汛期控制水位运行,能确保大坝安全,但对库区就有麻烦了。库区移民搬迁是按二十年一遇洪水回水线搬迁的,二十年一遇回水线是540,而百年一遇回水线是541.8。即使严格执行了汛限水位,而且及时将闸门全面拉开,回水线也将达到540.85,加上风浪爬高,也在541.6左右,比540高1.6m。在此水位下,库区的大井村、虾塘村、蜡屋村、下坪村、上坪村、白毛坪小学、白毛坪村、下小言村共约有40户(校)进水或交通断绝,必须就近转移避水。如果洪水超百年一遇,则影响面更宽。
对下游,虽然水库下泄的流量只有1197 m3/s(1%)至1473 m3/s(0.05%),此1949年的天然洪峰小很多,与1954年的洪峰相近。但城郊区经济发展了,人口密度大了,其防灾减灾事项,须请有关部门统筹研究。
三、洪水调度方案
小于设计洪水(1%)的调度方案:根据洪水特性、工程特点,充分顾及上、下游利益,充分发挥工程的防洪减灾效益,反复推敲,确定汛期控制水位如下:4月1日至6月30日,537.0;7月1日至7月31日,逐步从537.0升到539.0,不可升得太急;8月1日至9月30日,539.0。
在537.0水位时,出现二十年一遇洪水,经调洪计算,只需下泄300 m3/s流量,就可使水库最高水位低于540,而下游生产、生活不受大的影响;当出现五十年一遇洪水时,经计算,需下泄800 m3/s,可使水库水位不超过540,而下游洪水也低于1966年、1979年出现过的洪峰,损失不会大。
在539.0水位时,出现二十年一遇洪水,入库洪峰1260 m3/s,控制下泄800 m3/s,削峰37%,有显著减灾效果,水库水位亦不超过540;当出现五十年一遇洪水时入库洪峰1750 m3/s,则需要将闸门全开,最大下泄流量1090 m3/s,削减洪峰38%,库内最高水位540.0。
调洪效果见表四。
当出现设计洪水(百年一遇)、校核洪水(两千年一遇)时,无论在什么水位,都要将闸门全部拉开泄洪。水库最高水位为541左右(1%)至546左右(0.05%),下泄流量1197~1473 m3/s,削峰效果44%(1%)至63%(0.05%)。虽然有如此好的削峰减灾效益,但下泄洪水仍与1954年天然洪水相当。
表四、不同起调水位的调洪效果
流量:m3/s
洪水
| 频率 | 洪峰 | 72小时 洪 量 (亿m3) | 537起调 | 539起调 | ||||
| 控泄 条件 | 水位 | 泄流 | 控泄 条件 | 水位 | 泄流 | |||
| 20% | 731 | 0.48 | 限300 | 538.1 | 300 | 限300 | 540.1 | 300 |
| 5% | 1260 | 0.96 | 限300 | 539.0 | 300 | 限800 | 539.4 | 800 |
| 2% | 1750 | 1.26 | 限800 | 538.7 | 800 | 闸全开 | 540.0 | 1090 |
| 1% | 2150 | 1.50 | 闸全开 | 539.5 | 1070 | 闸全开 | 540.9 | 1150 |
| 0.05% | 3950 | 2.55 | 闸全开 | 544.5 | 1370 | 闸全开 | 545.7 | 1440 |
根据国内外砼面板堆石坝因洪水上涨而失事的经验,防渗面板与L墙之间的上周边缝可能漏水是个薄弱环节。本工程当出现二千年一遇洪水时,上周边缝将挡水。那时,若出现漏水,将恶化大坝的工作条件,因此必须抢救。抢救措施:在漏水地段贴压塑料布,以阻止库内洪水漏入大坝。
事前准备工作:当水位升到539,且中长期预报将有大暴雨时,紧急采购塑料布1500㎡及相应贴压构件,并现场预演操作,操作完后,注水检验阻水效果,直到可靠为止,并记录备案。
根据国内外砼面板坝洪灾失事经验,只有一个泄洪洞泄洪,当闸门因机械故障而拉不开时,是失事垮坝的直接诱因。为了防止这危险的一幕在白云出现,在建设中,已经在进水口的540.8高程留了溢流口,在闸门拉不开时也可溢出二百年一遇的洪水而不漫顶。尽管如此,还应当采取措施:
1、加强启用闭机维修保养,确保电源可靠。
2、每年汛前,开启闸门一次,以检查闸门和启闭机状态。
3、针对闸门在高水位时静磨阻力大、难拉动的特点。在水位接近539时,在白天提前拉开闸门,开度在0.1m时锁定,待预报有洪水,并接到开闸的指令时,再拉到规定的开度。以避免临事拉不开闸的风险。
五、紧急转移方案
超过库内防洪标准(5%),出现百年一遇以上洪水时,一旦收到雨情,确认将有百年一遇洪水,就立即报告白毛坪乡、儒林镇镇及当地派出所,请他们立即通知前面所提到的村和学校,请他们就近转移避险。但山洪易涨易退,故不必要村民远走,在本村本组避一下就可以了。
当出现五十年一遇洪水时,一旦有预报,就应报告城步县县防汛办,将可能下泄的流量和时间讲清楚,请防汛办告知沿河单位和居民注意避险,停止在河中的游乐活动,采砂船等生产性船只亦应靠岸。
六、实施方案
已建立了包括上游四个雨量点、一个水库水位点的雨情、水情遥测系统,并进入水工车间的电脑进行数据整理。已建立了包括大坝渗流、大坝变形等项目的工程自动监测系统,并在水工车间的电脑视屏显示。已建立了洪水预报及优化调度系统,在水工车间运行。汛期,水工车间24小时专人值守,当上游有暴雨时,启动洪水预报系统滚动预报洪水流量、洪量、库水位和下泄流量。当预报到要在今后某时段泄洪时,立即报告省、市、县防汛办,请求县防汛办通知下游单位、居民做好准备。并报告巫水公司总经理,启动公司内部各岗位人员各司其责。若预报为百年一遇洪水,则公司相关机构紧急报告白毛坪乡和儒林镇及派出所,请求派人通知库内相关村民和学生转移避水。在开始按程序开闸门时,向城步县防汛办报告拟开闸门的开度和流量。开闸后,跟踪水位变化和滚动预报值,适时调整闸门开度。当预报下泄流量将超过800m³/s时,再向县防汛办紧急报告一次。水位回落后,根据滚动预报,适时关闸蓄水。
七、保障措施
已建立了以总经理为核心的责任制。总经理全面负责,副总经理思想、责任、工作、指挥四到位,协调组织好各方面的力量。技术负责人指导、督促日常工作,临事确认开闸、关闸的各参数,遇事提出技术措施报指挥机关核准后实施。防汛办主任具体组织完成日常工作,兼顾安全度汛和发电效益。行政办主任负责后勤保障工作。水工车间主任具体组织完成现场工作,按规定方式上报,按规定程序操作闸门,并准确记录,事后作出小结。
公司员工46人是防汛的基本队伍,其中55%是技师、工程师。汛期休假由公司统一安排,岗位不得出缺。渔渡江村民组是就近的村民组,一直以来与电站就有劳务协作关系。遇事即要他们参加抢险。
编织袋800个已在库。当水位达到539时再采购1500㎡塑料布及其夹具备用,以免塑料布存放过久老化变脆失效。
