受臺(tái)風(fēng)達(dá)維影響,遼寧地區(qū)普降暴雨,碧流河水庫也為此受到一些損失,我以水利工作者的身份提出一些看法。
這次暴雨上游地區(qū)平均降雨量大約是200多毫米,并不是歷年最大,但造成的損失卻是建庫以來最大的:下游左岸堤防被沖毀大約200多米;6萬6千伏跨河高壓鐵塔被沖倒一基,拽倒兩基;10千伏河底高壓電纜被沖壞;左岸堤防同時(shí)也是上壩公路的一部分,公路交通中斷。
這里不講什么時(shí)間該泄洪、泄流量是多少,以及雨量數(shù)據(jù)中斷造成的烏龍,而是閘門開啟方式的選擇以及以后的改進(jìn)措施是什么。
多年從事水利工作,耳聞目睹歷次泄洪,這次泄洪最大流量大概是3100立方米/秒。
而1981年的7.28洪水,洪峰流量是4800立方米/秒,當(dāng)時(shí)水庫還正在修建,沒有蓄洪功能,洪水來多少,走多少,當(dāng)時(shí)兩岸沒有堤防,卻沒有造成任何損失。因?yàn)楫?dāng)時(shí)的一期大圍堰位于混凝土壩段,約束洪水只能從現(xiàn)在的電廠和底孔閘門位置下泄,主流在河道中間,水對(duì)兩岸沒有沖擊力,盡管當(dāng)時(shí)河水已經(jīng)將后沙河口的菜地淹沒,但水退之后反而帶來豐厚的淤泥,有益于土壤肥力的提高。
1985年8.19的九號(hào)臺(tái)風(fēng),洪峰流量是5320立方米/秒,由于當(dāng)時(shí)沒有要求蓄水的壓力,最高蓄水位不大于68米。下泄流量不小于4000立方米/秒,當(dāng)時(shí)也沒有堤防,也沒有造成損失,原因是當(dāng)時(shí)的泄洪是將中間的三孔閘門全部提起,主流仍然在河道中間。
1994年的8.16洪水,洪峰流量是5750立方米/秒,當(dāng)時(shí)最高水位曾達(dá)到70.51米,壩下已經(jīng)有了堤防,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是二十年一遇,泄洪造成左岸靠近壩體左連接段的堤防塌陷,威脅土壩壩腳。后來采取的措施就是關(guān)閉臨近左岸的閘門,提高其他閘門開度的方式順利度過汛期。
1995年在左岸修建了混凝土導(dǎo)流墻以保護(hù)土壩壩腳不受沖擊。1999年又投資數(shù)百萬將兩岸從壩下至雙荷大橋的堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)從二十年一遇提高到五十年一遇。之后再?zèng)]有遇到較大洪水。
這次泄洪讓我困惑的是:最大放流時(shí),臨近左岸的閘門開啟高度最高(從激起的水流及浪花判斷),臨近右岸的1號(hào)閘門反而關(guān)閉,這樣泄洪洪水直沖左岸堤防,將靠近公路的拐角處最先沖開,然后就不可收拾,無法抵擋了。
8月5日早晨的庫水位是69米,在壩上看到前一天的最高水痕在水面90厘米處,就是說,一天時(shí)間泄洪不小于5千2百多萬方,最高庫水位是69.90。比1994年洪水的最高水位要低60厘米。
為什么前兩場(chǎng)較大洪水的泄洪都沒有發(fā)生問題,而在兩岸有了堤防之后,再泄洪反而出現(xiàn)問題呢?我認(rèn)為是沒有注意到水勢(shì)造成的破壞力。
水流是有水勢(shì)的,蓄水越高水勢(shì)越大,這就是前兩場(chǎng)較大洪水的泄洪,盡管壩下沒有堤防卻都沒有發(fā)生問題的原因。而泄洪的水勢(shì)也是可以人為控制的,最理想的狀態(tài)是讓急流在河道中間流過,能量不對(duì)堤壩造成沖擊。通過人為調(diào)節(jié)閘門可以做到這點(diǎn),你不讓它沖哪兒就可以不沖哪兒??蛇@次為什么偏要往薄弱環(huán)節(jié)沖呢?
這是碧流河水庫壩下8.3洪水之前的衛(wèi)星圖片,我們可以清楚的看出,如果我們七、八、九號(hào)閘門提的最高,在導(dǎo)流墻的約束下,勢(shì)能的沖擊點(diǎn)就是壩下堤防的凸出部分,即原冷庫的大井附近,大井的旁邊就是66千伏跨河鐵塔,我們即使沒到現(xiàn)場(chǎng),也可以知道薄弱點(diǎn)在哪里。壩下堤防設(shè)計(jì)是漫堤不要緊,但沖堤是絕對(duì)不行的。從水力學(xué)原理分析:喘急的水流首先將拐角處底部的沙土沖走,造成堤腳塌陷,堤防破潰。如果水勢(shì)不變(即閘門的開啟方式不變),潰堤只能愈來愈大,無法抵擋,直到主水流對(duì)越來越遠(yuǎn)的岸邊沖擊力力度減弱,達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定為止。就是說,潰堤的時(shí)候如果不改變主水流方向,你扔多大的石塊都無濟(jì)于事;在岸邊距主水流越來越遠(yuǎn),達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)候,你不扔石塊也就那樣了。
我建議如果再遇到大于1000m/秒的泄洪流量時(shí),開啟底孔閘門,輔以弧形閘門泄洪。這樣,即達(dá)到了泄洪的目的,又起到排沙減淤的作用,同時(shí)可以使主水流從河道中間通過,減少對(duì)壩下堤防的沖擊,提高安全系數(shù)。
為什么沒有人愿意提底孔閘門呢?估計(jì)主要是心里沒底,怕提起來落不下去。從理論上說是不存在這個(gè)問題的,當(dāng)然實(shí)際實(shí)行起來還是要謹(jǐn)慎些,首先必須征得水務(wù)局領(lǐng)導(dǎo)(或抗旱防汛指揮部)的同意,事先由潛水員探摸,閘門附近是否有障礙物(估計(jì)這項(xiàng)工作早已經(jīng)做過了),一般是施工期間的木模板或木方而已,只要提起來,水流的沖擊力會(huì)把其他沙石泥土全部沖光的。
這次洪水曾經(jīng)將壩下后沙河口及宋屯的居民疏散轉(zhuǎn)移到荷花山鎮(zhèn),據(jù)說已經(jīng)做了炸開三付壩的準(zhǔn)備。我認(rèn)為不到萬不得已就是兩個(gè)底孔全開也不能炸壩,因?yàn)槠胀ㄈ罕娛遣涣私馐裁唇蟹浅R绾榈?,如此?huì)造成人心恐慌,甚至社會(huì)動(dòng)亂,影響巨大。我去過大伙房水庫,他們?cè)诟脑旌蟮囊绾榈栏浇O(shè)置了一個(gè)自潰式土壩,遇到超限水位時(shí)自動(dòng)潰決,流量也是經(jīng)過計(jì)算的,安全系數(shù)很高。
既然水庫設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)將底孔閘門作為泄洪的手段之一,那么我們不能等到洪水千年一遇的時(shí)候再啟用它,才能防患于未然。
2012年8月8日