建設(shè)完善榆林市新橋水庫(kù)水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的重要性探討

樊 慶

(延安水文水資源勘測(cè)中心,陜西 延安 716000)

0 引言

榆林市新橋水庫(kù)是陜西省最早建成的一座中大型水庫(kù),總庫(kù)容2億 m3,1959年10月正式竣工運(yùn)行,由于水庫(kù)流域內(nèi)缺少水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng),無(wú)法精準(zhǔn)測(cè)報(bào)庫(kù)區(qū)降水量和上游來(lái)水量,2022年8月新橋水庫(kù)受上游連續(xù)強(qiáng)降水影響突發(fā)險(xiǎn)情,造成水庫(kù)2號(hào)泄洪洞沖毀和下游307國(guó)道垮塌及周邊數(shù)百畝農(nóng)田被淹,數(shù)間房屋形成危房,直接經(jīng)濟(jì)損失上千萬(wàn)元。

1 新橋水庫(kù)概況

2 新橋水庫(kù)歷年水災(zāi)害險(xiǎn)情概況

榆林市新橋水庫(kù)自1959年10月正式竣工運(yùn)行以來(lái)至今已發(fā)生了3次較大的險(xiǎn)情,分別是:1960年9月、1994年8月、2022年8月。

2.1 1960年險(xiǎn)情概況

1960年9月,受華西秋雨連續(xù)強(qiáng)降水影響,新橋水庫(kù)蓄水位達(dá)到1 361.5 m,大壩兩肩的壩體及岸坡發(fā)生滑塌,壩腳下游河床30 m范圍內(nèi)發(fā)生泉涌和沙沸現(xiàn)象20余處。10月,陜西省水利廳派工作組檢查,提出了上游截滲、下游加戧,增設(shè)排水措施并立即實(shí)施。1961年7月提出水庫(kù)加固方案,方案中提出攔河壩建筑物等級(jí)由4級(jí)提高到2級(jí),按設(shè)計(jì)要求,由上游坡培厚加高大壩3 m,水下采用水中倒土,水上部分分層夯實(shí),壩體褥墊式排水延長(zhǎng),下游壩坡河床部分蓋重加固,左岸臺(tái)地增筑副壩,右岸增開引洪渠1道,于1962年完成除險(xiǎn)加固工程。

2.2 1994年險(xiǎn)情概況

1994年8月4日晚到5日凌晨,新橋水庫(kù)流域突降大暴雨,平均面雨量95 mm,上游西灣、鮑家灣、楊樹澗、西郊四座水庫(kù)垮壩等共同影響,大壩左側(cè)出現(xiàn)明顯裂縫,新橋水庫(kù)再次出現(xiàn)重大險(xiǎn)情,此次險(xiǎn)情共造成1.7萬(wàn)畝農(nóng)田被淹,倒塌和形成危房近3 000間,直接經(jīng)濟(jì)損失千萬(wàn)元以上,新橋水庫(kù)抗洪搶險(xiǎn)歷時(shí)60多天,這次搶險(xiǎn)除動(dòng)員民工數(shù)百人外,還有中國(guó)人民解放軍指戰(zhàn)員千余人參加。新橋水庫(kù)實(shí)施了除險(xiǎn)加固工程,通過(guò)一系列工程項(xiàng)目建設(shè),增加了泄洪能力,壩坡坡面也進(jìn)一步得到整修,并布設(shè)位移、浸潤(rùn)線滲流觀測(cè)項(xiàng)目等,水庫(kù)基本排除了不安全隱患。

2.3 2022年險(xiǎn)情概況

2022年8月,新橋水庫(kù)上游發(fā)生連續(xù)強(qiáng)降雨,局地暴雨,期間8月9日夜晚至10日凌晨雨強(qiáng)最大,其中6 h累計(jì)雨量最大為靖邊中山澗雨量站達(dá)140.4 mm,由于強(qiáng)降雨和上游水庫(kù)泄洪,加之新橋水庫(kù)原有的蓄水量疊加共同影響,12日19時(shí)20分左右,新橋水庫(kù)值班人員通過(guò)人工觀測(cè)發(fā)現(xiàn)水庫(kù)2號(hào)泄洪排沙洞的臨時(shí)圍堰水位已超汛限水位1.2 m,水庫(kù)值班人員緊急開啟2號(hào)泄洪洞開始正常泄水,但由于臨時(shí)圍堰是黃土質(zhì)圍堰,13日2時(shí)40分左右臨時(shí)圍堰發(fā)生塌陷,大量庫(kù)存蓄水沿著臨時(shí)圍堰在2號(hào)泄洪排沙洞旁邊掏開一道豁口,最終造成水庫(kù)2號(hào)泄洪洞沖毀,形成長(zhǎng)約80～100 m,深約20～30 m左右的鴻溝和下游307國(guó)道垮塌及周邊數(shù)百畝農(nóng)田被淹,數(shù)間房屋形成危房,直接經(jīng)濟(jì)損失上千萬(wàn)元。

2022年8月新橋水庫(kù)發(fā)生險(xiǎn)情現(xiàn)場(chǎng)照片見(jiàn)圖2。

圖2 2022年8月新橋水庫(kù)險(xiǎn)情現(xiàn)場(chǎng)照片

險(xiǎn)情發(fā)生后榆林市水利局于14日發(fā)布了關(guān)于啟動(dòng)新橋水庫(kù)應(yīng)急搶險(xiǎn)Ⅲ級(jí)應(yīng)急響應(yīng)的緊急通知,并同時(shí)成立了新橋水庫(kù)搶險(xiǎn)工作領(lǐng)導(dǎo)小組,立即奔赴險(xiǎn)情現(xiàn)場(chǎng)開展搶險(xiǎn)救援工作,期間累計(jì)投入裝載機(jī)、吊車、自卸車等工程車輛100余輛,技術(shù)工人120人,縣鎮(zhèn)村三級(jí)搶險(xiǎn)救援人員400余人,累計(jì)使用水泥預(yù)制品50余噸、編織袋75 000條、草袋子16 000個(gè),最終于8月29日水庫(kù)險(xiǎn)情基本得以控制。

3 新橋水庫(kù)雨水情監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀

新橋水庫(kù)自1959年10月正式竣工運(yùn)行以來(lái)至2022年8月前已發(fā)生過(guò)2次較大險(xiǎn)情,經(jīng)查閱歷史資料得知,新橋水庫(kù)1960年9月和1994年8月大壩2次發(fā)生較大險(xiǎn)情主要原因均是受水庫(kù)上游連續(xù)強(qiáng)降水和局地大暴雨影響造成,且受當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)發(fā)展限制,1960-1994年水庫(kù)雨水情信息的收集全部依靠人工觀測(cè)為主,且觀測(cè)的數(shù)據(jù)粗糙單一,時(shí)效性差,精度低,因此根本無(wú)法給水庫(kù)的防洪調(diào)度提供有利的決策依據(jù),也無(wú)法保障水庫(kù)在汛期的安全運(yùn)行。

2022年8月新橋水庫(kù)又一次受上游連續(xù)5天強(qiáng)降水和水路畔支流局地暴雨共同影響,再次發(fā)生第3次較大險(xiǎn)情,造成水庫(kù)2號(hào)泄洪洞沖毀,下游307國(guó)道垮塌及周邊數(shù)百畝農(nóng)田被淹,數(shù)間房屋形成危房,直接經(jīng)濟(jì)損失上千萬(wàn)元。經(jīng)統(tǒng)計(jì)截至2022年新橋水庫(kù)控制的1 332 km2流域面積內(nèi)僅有7處雨水情監(jiān)測(cè)站,其中5處水庫(kù)監(jiān)測(cè)站依然以人工測(cè)報(bào)為主,僅有2處雨量站實(shí)現(xiàn)了24 h自動(dòng)監(jiān)測(cè),且水庫(kù)未建立本流域的水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng),實(shí)時(shí)雨水情數(shù)據(jù)主要依靠共享其它防汛部門的信息獲取。新橋水庫(kù)流域現(xiàn)有雨水情監(jiān)測(cè)站點(diǎn)信息見(jiàn)表1。

表1 新橋水庫(kù)流域現(xiàn)有雨水情監(jiān)測(cè)站點(diǎn)信息表

4 建設(shè)完善水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的重要性分析

水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng) (automatic system of hydrological data acquisition and transmission) 由收集、傳遞和處理水文實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的各種傳感器、通訊設(shè)備和計(jì)算機(jī)等裝置組合而成。主要分為:水雨情自動(dòng)測(cè)報(bào)站、GPRS信息傳輸通道和中心遙測(cè)接收平臺(tái)系統(tǒng)三大部分。主要用于防汛測(cè)報(bào)和水利調(diào)度,在小流域范圍內(nèi)只需幾分鐘時(shí)間即能完成數(shù)據(jù)收集和處理,及時(shí)提供重點(diǎn)河段、水庫(kù)的實(shí)時(shí)雨情和自動(dòng)水位、流量、水情信息。

通過(guò)分析新橋水庫(kù)自1959年10月竣工運(yùn)行以來(lái)已經(jīng)發(fā)生過(guò)的3次較大險(xiǎn)情,尤其是2022年8月又一次遭遇同樣的受上游連續(xù)強(qiáng)降水和支流局地暴雨共同影響,再次發(fā)生險(xiǎn)情和從新橋水庫(kù)流域內(nèi)現(xiàn)有的雨水情監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)量和測(cè)報(bào)方式得出:因水庫(kù)并未建立本流域的水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng),實(shí)時(shí)雨水情數(shù)據(jù)主要依靠共享其它防汛部門的信息獲取,可供新橋水庫(kù)共享雨水情信息的站點(diǎn)數(shù)量少,無(wú)法實(shí)現(xiàn)水庫(kù)全流域監(jiān)測(cè);同時(shí),共享實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)效性差,雨水情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)獲取不及時(shí),無(wú)法給水庫(kù)的防洪調(diào)度提供及時(shí)有利的決策依據(jù),也無(wú)法保障水庫(kù)在汛期的安全運(yùn)行,因此,盡快建設(shè)完善新橋水庫(kù)流域的水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)對(duì)水庫(kù)的防洪調(diào)度及保障水庫(kù)安全運(yùn)行有著重要的作用和意義。

5 結(jié)論及建議

5.1 結(jié)論

榆林市新橋水庫(kù)3次發(fā)生較大險(xiǎn)情,與水庫(kù)上游連續(xù)強(qiáng)降水和支流出現(xiàn)局地大暴雨有直接關(guān)系;同時(shí)由于與水庫(kù)一直未構(gòu)建自己的水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng),無(wú)法實(shí)現(xiàn)全流域全覆蓋的自動(dòng)監(jiān)測(cè),無(wú)法給水庫(kù)的防洪調(diào)度提供及時(shí)有利的決策依據(jù)有因果關(guān)系,所以,建設(shè)完善新橋水庫(kù)本流域的水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)對(duì)水庫(kù)的防洪調(diào)度,增長(zhǎng)防洪決策的預(yù)見(jiàn)期,保障水庫(kù)安全運(yùn)行有著重要的作用和意義。

5.2 建議

(1)將水庫(kù)本流域內(nèi)原有的人工監(jiān)測(cè)站升級(jí)改造為自動(dòng)監(jiān)測(cè)站。

(2)在流域內(nèi)的各條支流上補(bǔ)充新建自動(dòng)監(jiān)測(cè)站,主要以降水量自動(dòng)監(jiān)測(cè)站、水庫(kù)水位流量自動(dòng)監(jiān)測(cè)站為主體,同時(shí)融入大壩安全監(jiān)測(cè)中的滲流量、滲流壓力和變形位移監(jiān)測(cè)站及視頻和圖像監(jiān)測(cè)站等,達(dá)到水庫(kù)全流域內(nèi)自動(dòng)監(jiān)測(cè)全覆蓋。

(3)在水庫(kù)管理中心建立自己的實(shí)時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)接收平臺(tái),將自動(dòng)雨量、自動(dòng)水位流量、自動(dòng)滲流量、滲流壓力、變形位移、庫(kù)水情視頻圖像、工況信息等全部規(guī)范、統(tǒng)一的整合到一個(gè)綜合平臺(tái)上,集數(shù)據(jù)傳輸、信息共享、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于一體,構(gòu)建完善的水庫(kù)水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng),提升水庫(kù)信息化水平,消除安全隱患,保障水庫(kù)安全運(yùn)行。