论文部分内容阅读
【摘要】80年代建設的大济水库，由于原有技术设施差，工程老化，长年失修等问题，沦为病险水库，不能充分发挥其潜能，无法提高兴利效益，且严重威胁着下游群众生命财产安全。该库通过实施大坝加高和出水涵洞改扩建为引水隧洞技改和管理机制创新，实现了除险加固，提高了防汛与发电效能。
【关键词】技改；管理；创新；提高；防汛；发电；效能
基本情况：
大济水库位于福建省莆田市仙游县西苑乡拱桥村境内，水库库区属于木兰溪支流大济溪流域，大坝位于大济溪上游河段，坝址以上控制流域面积为29.1km2，占该流域面积的26%，库区山峦重叠、林木茂盛、植被覆盖良好，常年雨量充沛，多年平均降雨量为2015mm，多年平均径流量为1206mm，是一座年不完全调节库。
该水库是当地政府为了防御洪水灾害和保障国民经济建设需要，依靠群众开展江河整治的同时而兴建的。1981年动工建设，1987年完工。枢纽工程由栏河石砌双曲拱坝、压力管道、发电房和高压开关等组成。建库前，大济溪整个流域只有两级电站，装机容量3635KW，一到枯水期，下游的5270亩农田和当时福建省最大的制糖企业——仙游糖厂用水秒就非常紧张。该库建设后，整个流域梯级电站已逐增至四级五个厂房，总装机容量12400KW，发电时间由原来4000小时增至5000小时，发电量由原来1450万度，提高到6000万度。
由于建库时，社会经济环境和水利科技水平有限，虽然，该库的建成，基本上解决了枯水期下游各方面用水问题，使整个流域防洪能力有所提高。但随着时代的发展和水库周边自然环境的变迁，以及其他各种原因，原有存在的防洪标准偏底、达不到有关规范、规定要求，以及工程本身质量不高，工程老化失修等问题，日渐凸现，使该库沦为病险水库，严重威胁着下游群众生命财产安全，使该库不能充分发挥其潜能，无法提高兴利效益。为此，我们作出决策，依靠技改和管理创新，抓紧除险加固，提高该库的防汛与发电效能。
一、实施大坝加高工程
因该库是一座年不完全调节库，总库容量只有362万m3，而集雨面积为29、1㎡，造成每年溢洪天数在30-40天左右，使有限的水资源没有得到充分利用，于是，我们结合长期观察，经过可行性研究，决定对大坝溢洪道进行加高，以增加库容量，提高水资源利用率。大坝经加高后，每年溢洪时间减少15天左右，水资源利用率提高20%-30%，发电时间和发电量也都有了明显增加，整个流域防洪能力得到进一步提高（详见大坝加高前与加高后的工程特性和技术参数，详见附表1和附表2）。
二、将出水涵洞改扩建为引水隧洞
针对大坝原有涵洞出水口直径过小，限制其出水量，时常出现库容尚未腾空暴雨就来临，造成防汛和发电矛盾的问题，我们利用实施大坝除险加固项目的机会，对原来的“出水涵洞”改扩建为“引水隧洞”。即在大坝左岸新开挖一条长225m，隧洞底宽为2.8m，侧墙高3.0m，顶拱半径为1.59m，中心角为120度，进水口尺寸为1.5m×1.5m的引水隧洞。
该隧洞属于压力隧洞，根据Q=μA，μ—流量系数 ，A—过水面积，R—水力半径，Z—水位差，经计算，本隧洞过流能力为13.5m3/s（注：原有出水涵洞在坝体埋有φ800mm水泥管，其设计过流能力为3.7 m3/s）。
出水涵洞改扩建为引水隧洞后，引水隧洞过流能力是原有出水涵洞过流能力的4倍（详见表3），由于出水涵洞过流能力提高，我们将原有坝后电站2×200kW发电机组换成2×400kW发电机组，提高发电能力。
三、效果与效益
为了确保大坝加高和出水涵洞改扩建为引水隧洞技改项目取得更好的成效，促进防洪、防汛和发电有机统一。之后，我们根据每年主讯期来临既是发电的黄金时期，也是防汛的重要阶段实际情况，在此期间，密切注意中长期气象预报，在保证大坝安全度汛、整个流域防洪要求、以及三、四级电站满负荷运行的前提下，尽量使水库的水位保持在高水位，一旦有暴雨台风预警，立即腾空库容，充分发挥其调洪削峰的作用，既为下游防汛提供强有力的保障，又增加发电时间和发电量。
总之，通过以上技改，使该库又充满了生气和活力，有效地解决了防汛与发电关系，安全生产也得到了保障。原来腾空库容周期需要在20～25天左右，现在只需10～15天。尤其是由于原来出水量限制坝后电站，并成了整个流域梯级电站的瓶颈，使二级电站满负荷的发电量仅为设计的75%，根本无法达到设计要求，而现在随着坝后电站扩容，二级坑峰电站发电量已基本上达到设计要求，整个流域的发电量增加约10%左右。在取得明显的经济效益（详见技改后功能与效益对比附表4）的同时，不仅腾空库容量增大，调洪、削峰能力也大大提高，从而，为整个木兰溪流域抗洪减灾起着非常重要的作用。
【关键词】技改；管理；创新；提高；防汛；发电；效能
基本情况：
大济水库位于福建省莆田市仙游县西苑乡拱桥村境内，水库库区属于木兰溪支流大济溪流域，大坝位于大济溪上游河段，坝址以上控制流域面积为29.1km2，占该流域面积的26%，库区山峦重叠、林木茂盛、植被覆盖良好，常年雨量充沛，多年平均降雨量为2015mm，多年平均径流量为1206mm，是一座年不完全调节库。
该水库是当地政府为了防御洪水灾害和保障国民经济建设需要，依靠群众开展江河整治的同时而兴建的。1981年动工建设，1987年完工。枢纽工程由栏河石砌双曲拱坝、压力管道、发电房和高压开关等组成。建库前，大济溪整个流域只有两级电站，装机容量3635KW，一到枯水期，下游的5270亩农田和当时福建省最大的制糖企业——仙游糖厂用水秒就非常紧张。该库建设后，整个流域梯级电站已逐增至四级五个厂房，总装机容量12400KW，发电时间由原来4000小时增至5000小时，发电量由原来1450万度，提高到6000万度。
由于建库时，社会经济环境和水利科技水平有限，虽然，该库的建成，基本上解决了枯水期下游各方面用水问题，使整个流域防洪能力有所提高。但随着时代的发展和水库周边自然环境的变迁，以及其他各种原因，原有存在的防洪标准偏底、达不到有关规范、规定要求，以及工程本身质量不高，工程老化失修等问题，日渐凸现，使该库沦为病险水库，严重威胁着下游群众生命财产安全，使该库不能充分发挥其潜能，无法提高兴利效益。为此，我们作出决策，依靠技改和管理创新，抓紧除险加固，提高该库的防汛与发电效能。
一、实施大坝加高工程
因该库是一座年不完全调节库，总库容量只有362万m3，而集雨面积为29、1㎡，造成每年溢洪天数在30-40天左右，使有限的水资源没有得到充分利用，于是，我们结合长期观察，经过可行性研究，决定对大坝溢洪道进行加高，以增加库容量，提高水资源利用率。大坝经加高后，每年溢洪时间减少15天左右，水资源利用率提高20%-30%，发电时间和发电量也都有了明显增加，整个流域防洪能力得到进一步提高（详见大坝加高前与加高后的工程特性和技术参数，详见附表1和附表2）。
二、将出水涵洞改扩建为引水隧洞
针对大坝原有涵洞出水口直径过小，限制其出水量，时常出现库容尚未腾空暴雨就来临，造成防汛和发电矛盾的问题，我们利用实施大坝除险加固项目的机会，对原来的“出水涵洞”改扩建为“引水隧洞”。即在大坝左岸新开挖一条长225m，隧洞底宽为2.8m，侧墙高3.0m，顶拱半径为1.59m，中心角为120度，进水口尺寸为1.5m×1.5m的引水隧洞。
该隧洞属于压力隧洞，根据Q=μA，μ—流量系数 ，A—过水面积，R—水力半径，Z—水位差，经计算，本隧洞过流能力为13.5m3/s（注：原有出水涵洞在坝体埋有φ800mm水泥管，其设计过流能力为3.7 m3/s）。
出水涵洞改扩建为引水隧洞后，引水隧洞过流能力是原有出水涵洞过流能力的4倍（详见表3），由于出水涵洞过流能力提高，我们将原有坝后电站2×200kW发电机组换成2×400kW发电机组，提高发电能力。
三、效果与效益
为了确保大坝加高和出水涵洞改扩建为引水隧洞技改项目取得更好的成效，促进防洪、防汛和发电有机统一。之后，我们根据每年主讯期来临既是发电的黄金时期，也是防汛的重要阶段实际情况，在此期间，密切注意中长期气象预报，在保证大坝安全度汛、整个流域防洪要求、以及三、四级电站满负荷运行的前提下，尽量使水库的水位保持在高水位，一旦有暴雨台风预警，立即腾空库容，充分发挥其调洪削峰的作用，既为下游防汛提供强有力的保障，又增加发电时间和发电量。
总之，通过以上技改，使该库又充满了生气和活力，有效地解决了防汛与发电关系，安全生产也得到了保障。原来腾空库容周期需要在20～25天左右，现在只需10～15天。尤其是由于原来出水量限制坝后电站，并成了整个流域梯级电站的瓶颈，使二级电站满负荷的发电量仅为设计的75%，根本无法达到设计要求，而现在随着坝后电站扩容，二级坑峰电站发电量已基本上达到设计要求，整个流域的发电量增加约10%左右。在取得明显的经济效益（详见技改后功能与效益对比附表4）的同时，不仅腾空库容量增大，调洪、削峰能力也大大提高，从而，为整个木兰溪流域抗洪减灾起着非常重要的作用。