巴家嘴水库库容测量与防洪安全复核

2020年4月

中国水直总及电气化

China Water Power & Electrification

No.4 (TOTAL No. 181)Apr., 2020DOI： 1 0.166 1 7/j.cnki. 11 -5543/TK. 2020.04.06运行管理巴家嘴水库库容测量与防洪安全复核曹强(庆阳市巴家嘴水库管理所，甘肃庆阳+45000)%摘 要】 巴家嘴水库为多泥沙河流水库，淤积问题较为突出。2019年实测兴利库容仅为2008年的20%，总

库容约为2008年的67%,略大于2004年加固设计报告计算的2038年库容，淤积十分严重。文章在库容测量与

泄流能力复核基础上，对大坝防洪能力进行了复核计算，提出了水库调度运用方式，以延长水库使用寿命。%关键词】巴家嘴水库；淤积；安全复核中图分类号：TV62 文献标识码：B 文章编号：1673,241 (2020) 04-018-04Storage Survey and Flood Controi Safety Review of Bajiazus ReservoirCAO Qiane(Qingyang Bajiazui Reservoic Management Office, Qingyang 745000, China)Abstract: Bajiazui Reservoio is a sandy tvei1 reservoio, the siltation problem is more prominent• The actuat measurementbenefit storaee capacity in 2019 is onty 20% of that in 2008, and the total storage capacity is about 67% of that in 2008,

which is slighay highev than the storaee capacity in 2038 calculated in the reinforcement design report in 2004 • The tood

coniol capacity of the dam is rechecked and calculated on the basis of reservoie storaee capacity measurement and discharoe capacity recheck in the papev, and the operation mode of the reservoie is proposed to prolone the servicc life of thereservoir.Key words： Bajiazui Reservoie； siltation； safety review1工程概况巴家嘴水库位于泾河一级支流蒲河中段，镇原、 西峰交界处，地处黄土高原地区，坝址以上集雨面积 3478km2,水库现状防洪标准为100年一遇洪水设计, 设计洪水位1120.95m； 2000年一遇洪水校核，校核

溢洪道、输水洞、泄洪洞、增建泄洪洞组成&大坝为

均质坝，最大坝高75.6m,坝顶高程1126.30m,坝 顶长539m,宽6m。溢洪道布置在左坝肩，全长

424.65m,最大下泄流量为4708.5m3/s,闸室共分2

孔，单孔净宽13.0m,溢流堰为WES型实用堰，顶 高程1106.00m。输水洞、泄洪洞、增建泄洪洞均布

洪水位1125.94m。正常蓄水位1115.00m,防洪限制 水位1111.00m,死水位1095.00m。工程主要由大坝、

置在左岸山体内，输水洞设计引用流量35m3/s,断 面直径为2.0m；泄洪洞为有压短管进口明流洞，最

18大泄流量103m3/s,断面直径为4.0m；增建泄洪洞最 大泄流量514.5m3/s,为城门洞形，尺寸为5m ' 7.5m （宽 ' 高）。总库容5.4亿m3,工程等别为'

等，主要建筑物级别为2级。巴家嘴是一座集防洪、 供水、灌溉及发电于一体的大（2）型水库。1958年

9月动工修建，1962年7月基本建成，后经3次加高 达到现状规模。2库容测量与分析2. 1库容测量因巴家嘴水库为庆阳市城区供水主要水源地，为 确保城区供水安全，多年来未按照水利部批复的“主

汛期空库迎洪、敞泄排沙”的方式进行调度运用，导 致当前水库淤积十分严重& 2019年10月，庆阳市巴

家嘴水库管理所委托黄河水利委员会三门峡库区水文 水资源局，采用断面法对巴家嘴水库库容进行了全断

面测量，利用断面实测成果数据计算出最终各项 成果。根据1992年汛后施测的水库淤积断面情况，在 水库原有固定基本断面基础上，将所有施测的断面设

施全部恢复，在原断面线上每个断面两岸分别埋设1 个断面控制桩。断面测验岸上主要采用GPS. RTK法

定线定位测量，水下采用HAMAX测深导航软件和回 声测深仪或测深杆施测。两岸水面以上均测至 1127. 00m高程以上&共计施测断面51个，其中蒲河干流断面32个，

黑河断面15个，小黑河断面4个。各支流和干流河 道累计施测长度56.6km，其中蒲河30.4km，黑河 23.51km，小黑河 2.69km。2.2测量成果分析测量数据整理与分析主要工作包括外业数据传 输、水下测量数据录入、原始资料整理、大断面成果

计算、合理性分析、各项成果计算及资料校核等。资 料整理计算采用编写开发的水库计算软件完成。2019

年实测库容成果与2008年实测、2038年计算库容成

果与库容曲线分别见表1与图1。运行管理Operation Management表1巴家嘴水库历次水位一库容成果水位/m2008年实测2019 年实测2038 年计算库容/万m3库容/万m3库容/万m31110. 00576.4424001112.00833. 11058701114.001760.431415501116.003460.8108725101118.006188.72816

3800

1120.009105506854901122.0012181. 1775376601124.001682910697103901126.00206801382313780注2038年计算的预计库容，为2004年黄河勘测规划设计有 限公司编制的《甘肃省巴家嘴水库除险加固工程初步设计报告》

中调洪计算采用的水库运行34年后的计算库容。图1巴家嘴水库历次库容曲线由表1与图1可见，库水位1121.00m以下， 2019年实测库容小于2038年计算库容；库水位

1121. 00m以上，2019年实测库容略大于2038年计算

库容；2019年实测1104.30m以下库容为0，死库容 （死水位1095.00m）已全部被侵占；正常蓄水位 1115. 00m以下库容为539万m3，仅为2008年实测兴 利库容的20%。当前汛限水位1111.00m以下对应库容仅64 万m3，难以保证庆阳市城区供水需求；当前校核洪

水位1125.94m以下总库容为1.3728亿m3，约为 2008年实测总库容的67%，已十分接近2038年计算

库容，库容淤积速度快。2019年实测总库容已接近2038计算库容，主要因

水库为确保庆阳城区供水，多年来未按照设计的泥沙

调度方式运用，且影响库容淤积的边界条件、驱动因

子较复杂，库容淤积计算模拟与实际情况会存在偏差。19运行管理Operation Management3防洪安全复核3.1设计洪水复核在2004年加固设计报告设计洪水计算基础上, 延长水文序列重新进行了排频计算。自2004年以来, 巴家嘴水库以上流域未发生过特大洪水，延长洪水样

本系列后，相关统计值计算成果稍有变化，不同频率 设计也有所变化，整体设计成果与1981年巴家嘴水 库增建泄洪洞工程初步设计以及2004年加固设计成

果相当。为保持成果的一致性，本次防洪安全复核仍 采用2004年加固设计洪水成果，即: 100年一遇洪

水，设计洪峰流量10100m3/s，三日洪量1.36亿m3 ； 2000年一遇洪水，设计洪峰流量20300m3/s，三日洪

量 2. 55 亿 m3 &3. 2洪水调节方式与起调水位巴家嘴水库主汛期为7-8月，此期间当预报入 库洪水流量大于50m3/s时，提前泄空水库前期蓄水

量，空库迎洪，按死水位1095.00m开闸泄流，进行 敞泄滞洪排沙运用。起调水位为汛限水位，《水利部关于甘肃省巴家

嘴水库除险加固工程初步设计报告的批复》（水总 〔2005〕118号）确定的汛限水位为1111.00m。

3.3泄流能力复核对泄洪洞、增建泄洪洞、溢洪道泄流能力进行了 复核计算（见图2和表2）。根据2004年巴家嘴水库

除险加固工程设计报告，输水洞不再作为泄洪建筑物 使用，因此，输水洞不参与调洪计算。—本次复核总泄量 ■加固设计总泄量库水创m图2总泄流能力对比22表2 泄流能力复核成果库水位/本次复核成果/m3/s加固设计 m总泄量/

总泄量泄洪洞增建泄洪洞溢洪道* m3/s）1100.00409. 50062.300347. 2003391101.00419.50064.200355.3001102.00429. 20066.000363. 2001103.00438. 70067.700371. 0001104.00448. 00069.400378. 6001105.00457.10071.100386. 0004081106.00466. 00072.700393. 3000420

1107.00527. 56074.300400. 50052. 7601108.00632. 30075.800407. 500149. 0005941109.00765. 70077.300414. 400274. 0007421110.00922. 10078.800421. 300422. 0008901111.001098. 24080.300428. 000589.94010691112.001291. 80081.700434. 600775.50012661113.001501.44083.100441. 100977. 2401114.001725. 96084.500447. 5001193.96017061115.001964. 38085.900453. 8001424. 680

19471116.002215. 81087.200460. 001668.61022021117.002479. 76088.600466. 1001925. 060

1118.002755. 54089.900472. 2002193.4402747

1119.003042. 66091.200478. 2002473. 2601120.003340. 55592.400484. 1002764. 05533381121.003649. 03093.700489. 9003065. 4301122.003967. 62794.900495. 7003377. 02739701123.004296. 02096.100501.4003698. 5201124.004634. 01397.300507. 1004029. 61346421125.004981. 13598.500512. 6004370. 0351126.005337. 44099.700518. 2004719.54053501127.005702. 390100. 900

523. 6005077. 890由泄流能力复核成果可见， 本次复核总泄流能力 与除险加固设计总泄流能力几乎一致，大坝泄流能力 未发生较大变化。3.4调洪计算成果采用水量平衡方程式进行调洪计算 ， 调洪过程线 见图3和图4。3.5计算成果分析根据调洪计算成果，起调水位1111.00m对应的水入库流量 *下泄流量一库水位图3巴家嘴水库设计洪水（！二1%）调洪过程线图4巴家嘴水库校核洪水（P=0. 05%）调洪过程线库设计洪水位为1120.63m,校核洪水位为1125.97m,

与当前特征水位较接近，即2004年除险加固设计报 告确定的特征水位：设计洪水位1120.95m,校核洪 水位1125.94m （见表3）。表3 调洪计算成果对比阶

段洪水标准/特征水位/最大泄量/相应库容/%m（m3/s）万m32004年加固设计11120. 9536346500（1111.00m 起调）0. 051125.94532913700本次安全评价11120.6335335866（1111.00m 起调）0. 051125.97532813780由表3可见，在设计洪水、起调水位不变，库容 与泄流能力未发生较大变化的前提下，本次复核特征 水位与当前特征水位较接近，符合水量平衡一般规 律，因此，本次复核计算成果合理可信。3.6坝顶超高复核根据《碾压式土石坝设计规范》（SL 274—2001），

坝顶高程等于其各种运行工况下水库静水位加上相应

坝顶超高，取其最大值&运行管理Operation Manaeement各运行工况如下：设计洪水位加正常运用条件的

坝顶超高；正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高; 校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高；正常蓄水位 加非常运用条件的坝顶超高，再加地震安全超高。坝顶超高计算公式为y = Rd r D A式中 y----坝顶超高，m；R---计算最大波浪爬高，m；r-----最大风壅水面高度，m；A---安全加高，m。与现有特征水位相比，本次复核特征水位变化较

小，因此坝顶超高复核仍采用现有特征水位。坝址风 区长度、多年平均最大风速取值仍沿用设计阶段成 果&大坝为2级建筑物，在正常运用条件下，计算风

速取多年平均最大风速的1.5倍；非常运用条件下，

计算风速取多年平均最大风速。 安全加高 A 在设计工

况下取1. 0m，校核工况下取0. 5m。根据《碾压式土石坝设计规范》（SL 274—2001）， 计算各工况下最大波浪爬高、最大风壅水面高度及坝 顶高程 （ 见表 4） 。表4 坝顶高程复核成果洪

水频 率项

目1%0. 05%水库静水位/m1120. 951125.94风浪爬高R/m1.420. 92风浪壅高r/m0.210. 18安全加高 Asm1.000. 50防浪墙顶高程/m1123.581127.54由表4可见，经复核大坝防浪墙顶计算高程为 1127.54m，当前防浪墙顶高程为1127.50m,基本可

满足规范要求。4结论与展望在库容测量与泄流能力复核基础上，对巴家嘴水

库大坝防洪能力进行了复核计算&当前大坝防洪能力 经复核计算虽满足规范要求，但随着（下转第17页）21建设管理Construction Management效的情况之下，需要快速作出“重新评价”反馈, 设两个内部维度， 为全过程安全管理创设良好的条件 基础 ， 形成高效的安全管理机制 。确保危险源辨识之后，危险源评价工作的有效开展。4结语综上所述，危险源辨识为工程管理提供了精准的 安全管控措施，也是对传统安全管理工作的创新构 建。 水利工程危险源种类多、 数目多， 构建全过程安 全管理机制，应注重危险源的有效辨识，在精准管

图2水利工程危险源评价流程控、科学实施中，全面提升水利工程安全管理效能。

3.3加快危险源信息库建设，推进安全管理人

水利工程安全管理的创新实施，应立足“危险源”

才建设面对信息技术的快速发展， 强化水利工程安全管 理信息化建设成为提高安全管理水平的重要途径。针

的精准指导， 通过强化危险源精准辨识、 构建危险源

动态管理机制 、 优化危险源评价工作、 加快危险源信 息库建设等措施，实现安全管理科学实施。#对水利工程危险源的“两多”情况，加快危险源信 息库建设， 能够更好地优化危险源安全管理， 保障安 全管理有效实施。首先，依托信息化建设，加快危险 源信息库建设， 并且基于工程建设， 不断完善危险源

参考文献[1 /刘铭甲.BIM技术在建筑施工安全管理中的应用研究[J] •建

筑与装饰(旬刊)，2019 (8) ：201-202.[2 /赵尤蕾•高层住宅建筑施工过程危险源分析及安全管理探讨[J] •四川建筑，2019(11 )：302-304.信息库，以更好地服务安全管理工作实施；其次，要 在人才培养建设方面，推进安全管理人才队伍建设,

[3/王姝癑.探讨风险预控管理体系在煤矿安全管理中的作用[J] •中外企业家，2019(28 )：31-32.提高安全管理人员的综合素质， 特别是在信息化管理

方面， 要具备良好的信息技术能力 ， 以更好地满足当 前的安全管理需求；再次，要加快信息化管理平台建

[4/张彬彬.BIM技术在建筑施工现场危险源管理中的应用研究[J] •施工技术，2019(6) ：6-10.[5/庞永青•建筑工程现场安全管理分析与控制研究[J] •工程技

术研究，2019(22) ： 173-174.设，依托危险源信息库导入，不断完善管理平台功 能，以保障全过程安全管理实施。因此，要从内外部 环境条件的优化出发，立足信息化建设、人才培养建(上接第21页)水库运行时间推移，库容将会进一步

[6/沈立•论重大危险源理论与实践之结合[J] •中国安全科学学

报，2018(2) ： 166-170，179.[2/高圣益，李成国•水库库容测量技术研究[J] •人民长江,2007

(10) ：98-99.淤积，当前库容已十分接近加固设计调洪计算采用的 库容，因此，水库防洪风险依然较大。建议巴家嘴水

[3 /赵传舟，刘培旺•巴家嘴水库水位库容曲线测量项目技术报告

报告[R] •三门峡:黄河水利委员会三门峡库区水文水资源 局，2004.库应按照水利部批复的泥沙调度方式运用，7-8月 主汛期开闸敞泄排沙，同时应开展水库清淤对策研

[4 /郭选英，应敬浩,韩秋茸，等•甘肃省巴家嘴水库除险加固工程

初步设计报告[R] •郑州：黄河勘测规划设计有限公司，2004.究，适时开展机械清淤，缓解水库淤积问题，延长使 用寿命，充分发挥其工程效益。#参考文献[1 ]吕敏•水库泥沙淤积分析及库容测量[J] •水利技术监督，2016，24 (1 )：84-86.[5/顾圣平，田富强,徐得潜•水资源规划及利用[M] •北京：中国

水利水电出版社,2009.[6 / SL 274-2001碾压式土石坝设计规范[S / •北京：中国水利水

电出版社,2001.[7/王学俭•关于提高庆阳市城区供水保障能力的思考[J] •水利发展研究,2015,15 (6 )：60-63.17