闹德海水库防汛抢险应急预案.docx
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闹德海水库防汛抢险应急预案
闹德海水库防汛抢险应急预案（总29页）
闹德海水库
2013年防汛抢险应急预案
辽宁省闹德海水库管理局
2013年4月
1总则
编制目的
编制本《应急预案》是为了提高水库突发事件应对能力，切实做好水库遭遇突发事件时的防洪抢险调度和险情抢护工作，力保水库工程安全，最大程度保障人民群众生命安全，减少损失。
编制依据
《应急预案》的编制依据是《中华人民共和国防洪法》、《中华人民共和国防汛条例》、《水库大坝安全管理条例》等有关法律、法规、规章以及《水库防洪抢险应急预案编制大纲》等有关标准、规程和经批准的水库汛期调度运用计划。
工作原则
《应急预案》的编制应以确保人民群众生命安全为首要目标，体现行政首长负责制、统一指挥、统一调度、全力抢险、力保水库工程安全的原则。
适用范围
水库遭遇的突发事件是指水库工程因以下因素导致重大险情：
1、超标准洪水；2、工程隐患；3、地震灾害；4、地质灾害；5、上游水库溃堤；
6、上游大体积漂移物的撞击事件；7、战争或恐怖事件；8、其它。
2工程概况
流域概况
柳河是辽河中下游右侧的一条多泥沙河流，发源于内蒙古奈曼旗的双山子，流经内蒙古库伦旗和辽宁省阜蒙县、彰武县、新民市，在新民市城南注入辽河，河流全长297km，流域面积6879km2。
闹德海水库位于柳河上游，坝址以上河长155km，占柳河全长的52%，控制流域面积4051km2，占柳河流域面积的59%。
水库上游主要有扣河子河、乌根稿河及养畜牧河三条支流，分别设有石门子、白庙子、三家子水文站。
工程基本情况
工程基本情况
水库工程始建于1938年，建成于1942年，历经1965年加固、1970年改扩建、1994年和2010年除险加固，防洪标准达到了百年设计、千年校核，已由单一的“防洪滞沙工程”逐步成为了一座集防洪、灌溉、城市供水等综合利用的水利工程。
水库主体工程为混凝土重力坝，主要由挡水坝段、溢流坝段、排沙中孔、排沙底孔等建筑物组成。
大坝长167m，坝顶宽5m，最大坝高，坝顶高程194m；中间为开敞式溢流堰，堰顶高程m；坝体内高程设有检查廊道；163m高程设有2个排沙中孔、151m高程设有5个排沙底孔，各孔均安装了工作闸门（平板钢闸门），采用一门一机（固定卷扬机式启闭机）启闭，7孔共用一套检修闸门（平面滑动钢闸门）。
所有闸门均可在任何水位下启闭，闸门提升高度已超过校核洪水位。
正常高水位（）下最大泄量445m3/s；设计洪水位（）下最大泄量3055m3/s,校核洪水位（）下最大泄量4891m3/s。
大坝上游右岸50m处设有直径3m的输水洞，洞长450m，自1994年底，水库开始通过该输水洞向阜新市输水，并承担着阜新市生产、生活近三分之一的供水任务，是阜新市城市发展的重要水源地。
作为柳河上唯一已建的大（Ⅱ）型控制性水利工程，多年来对削减洪峰、减轻下游洪涝灾害发挥了重要作用。
据统计，自1942年建库以来，曾经抵御了20余次较大洪水，削减洪峰达70%以上，保障了下游彰武、新民两座县城、输油管路、铁路、公路、农田和人民生命安全。
水库工程技术特性见表—1
有关技术参数及泄流曲线、库容曲线等
详见图—2～8
历次重大改建、扩建、加固等基本情况
水库自建成以来共经过四次除险加固及改扩建，基本情况如下：
第一次为1965年除险加固：
水库原设计库容亿m3，挡水坝顶高程，1965年进行第一次加固将挡水坝顶加高的混凝土子埝，坝顶高程提高到，防洪标准达到百年一遇洪水。
第二次为1970年改建：
1970年前底孔、中孔均不设闸门，全年敞泄，仅在遭遇大洪水时滞洪壅水，保护下游的防洪安全，无兴利效益。
1970年对大坝进行改建，5个底孔和2个中孔安装了平板钢闸门，在溢流堰顶设6个闸墩，建5m宽工作桥，桥上安装4台启闭机，分别控制3#、5#底孔和6#、7#中孔，1#、2#、4#底孔由手动葫芦在空库情况下启闭。
水库改用“冬蓄春放，汛期敞排”运用方式：
每年春天5月份开闸放水，汛期敞泄排沙，10月初落闸蓄水。
1976年，阜新市彰武县为发展当地农田灌溉，在大坝右侧开凿一条直径为3m的灌溉引水隧洞，洞长450m，进口洞底高程，设计最大引水流量30m3/s。
第三次为1991年—1994年除险加固：
将挡水坝顶提高到高程，坝顶宽5m，满足交通要求，并将水库防洪校核标准提高到千年一遇。
溢流墩加高加长，坝顶设置工作桥及交通桥，并设启闭机室，完成一门一机配置，但1#、2#、4#没设通气孔，只能无水启闭。
第四次为2007年—2010年除险加固：
新增坝下消能设施，采用底流消能方式；增设排沙底孔、中孔检修闸门及配套工程；七孔闸门中的启闭机更新3台、改造2台，并增设了通气孔，提高了启闭能力；坝体缺陷、裂缝和右岸不稳定岸坡处理；修建码头；启闭机室改造；抬高工作桥，拆除原有转变斜桥取直；输水洞闸门、启闭机更新改造；水情自动化系统改造，增加7个雨量站、3个水位站，改造后系统由1个中心站、1个中继站、20个雨量站和4个水位站组成。
工程观测设施更新改造，实现观测自动化。
大坝安全鉴定情况
2003年1月辽宁省水利水电科学研究院对大坝进行现场检测和安全鉴定。
同年11月省水利厅组织有关专家对水库大坝进行安全鉴定，确定为三类坝。
建议尽早采取除险加固措施，及早消除安全隐患。
2005年5月中国水利水电科学研究院组织专家对闹德海水库大坝安全鉴定现场复核、审查，确定闹德海水库大坝安全类别为三类坝，定性为病险库。
同时，辽宁省水利水电科学研究院进行初步设计。
2006年1月，松辽委专家组对闹德海水库除险加固工程初步设计现场复核。
同年5月，水利部松辽委以《关于辽宁省闹德海水库除险加固工程初步设计报告复核意见的函》下发辽宁省水利厅，批复工程总投资万元，总工期为三年。
2007年6月辽宁省水利厅批准闹德海水库管理局为除险加固工程项目法人单位，2007年11月11日工程开工，2010年9月30日竣工，2012年12月27日至28日，由省水利厅、省供水局等单位代表及有关专家组成的验收委员会现场检查了工程建设情况，通过讨论评议形成竣工验收鉴定意见，工程总体评价如下：
1、工程防洪能力复核评价
（1）溢流坝、泄洪底孔、中孔泄流能力满足调洪保证要求。
（2）坝顶高程满足设计、校核工况下的挡水要求。
2、工程标准评价
根据《防洪标准》（GB50201-94）和《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的规定，闹德海水库除险加固工程采用的防洪标准符合现行国家和行业有关标准的规定。
3、挡水坝段评价
（1）大坝处理符合《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97）的规定，大坝在抗震上安全；
（2）大坝在各种工况下稳定。
4、溢流坝段评价
溢流坝段加固设计符合相应标准，满足了设计洪水及校核洪水的泄洪要求。
5、金属结构及电气评价
金属结构总体布置合理，结构设计基本符合现行设计规范，能满足安全蓄水、正常运行的要求。
6、安全监测评价
（1）本工程的外部安全监测、内部安全监测的设计、布置、安装埋设基本符合有关规范要求，内部仪器实现了自动化观测。
（2）外部监测设备完好，内部仪器工作正常，基本满足监测工作要求。
工程存在的主要防洪安全问题
1、大坝溢流堰179m高程到高程间存在渗水现象。
原因为179m高程到高程溢流堰迎水面处于水位动态变化区，水的侵蚀、撞击、冰冻对老混凝土造成破坏，混凝土表面风化、剥蚀，致使溢流坝面工作缝局部出现渗水现象，对大坝安全和防洪构成隐患。
2、大坝左岸存在安全隐患。
原因为左岸岸坡高度由高程176m至地面高程194m范围，山体陡立，岸坡为弱风化岩，裸露无植被，剥蚀严重，易产生滑坡，严重影响水库防洪安全。
3、泥沙淤积问题
闹德海水库历经七十余年的运行，尤其2000年以后常年蓄水运用以来，泥沙淤积量逐年呈递增趋势，减小了水库有效库容。
目前排沙减淤研究工作正在进行中。
水文及测报
水库所在流域暴雨洪水特性
闹德海水库地处中纬度，属温带大陆性季风气候，四季寒暖、干湿分明。
水库流域多年平均降水量419mm，多年平均径流量亿m3。
降雨径流均主要集中在6～9月，占全年的50%以上，7～8月更为集中，占全年40%以上。
流域内沙丘、沟壑、漫岗、坨甸等地形复杂多变，各地产汇流条件各异，暴雨洪水特点为暴雨比较集中、持续时间较短，洪水陡涨陡落、水少沙多，多年平均含沙量47kg/m3，多年平均输沙量1304万t，素有“小黄河”之称。
闹德海水库水文自动测报系统
闹德海水库水情自动化测报系统始建于1989年，历经1992年、2001年、2006年和2009年更新改造，目前采用的是南京水利水文自动化研究所研发的产品。
该系统包括1个中心站，1个中继站，20个雨量站和4个水位站（如下图所示）雨量站和水位站信息全部采用超短波为主通道、GPRS为备用通道的通信方式。
超短波信号需经阿其玛中继站转发至水库中心站。
测站分布情况详见附表—表2。
闹德海水库洪水预报方案
闹德海水库洪水预报方案最早编制于1976年，历经1993年、2001年的不断完善（2009年增加了7个雨量站），现方案由闹德海水库管理局与大连理工大学共同研制开发。
该方案结合闹德海水库的实际，将水库产、汇流预报分四个子单元进行，然后在水库断面错时段叠加。
根据各子单元的不同特点，石门子、白庙子、库区子单元的产流模型采用P-Pa-R降雨径流相关图，三家子子单元采用超渗产流模型。
四个子单元的汇流模型均采用经验单位线。
本预报方案更先进、快捷，在前期影响雨量、流域平均降雨及雨强较大时，预报精度达到80%以上；在前期影响雨量、流域平均降雨及雨强较小时，预报精度偏低，在40%—60%之间。
分析造成中、小洪水预报精度偏低的主要原因是1976后没有对闹德海水库以上流域做详实的水文调查，虽然知道近年来上游修建了大量的中、小型水库、塘坝、围堰等水利工程，但在预报方案中无法量化这些水利工程对洪水的拦蓄能力，致使部分预报洪水被拦蓄而无法入库，造成实际来水量小于预报洪水。
降雨径流洪水预见期为10—13小时左右（因降雨中心不同而异）。
水库报汛方式主要有无线移动电话、有线电话、计算机局域网等。
工程安全监测
工程安全监测项目
2007年—2010年水库除险加固工程改造了安全监测系统，在保持原有监测项目（垂直位移、水平位移、绕坝渗流、坝基扬压力、渗水量）前提下，实现了自动化。
大坝变形监测（垂直位移、水平位移）由原来的利用N3一等水准测量和视准线法改变为真空激光准直监测系统，11个测点分别布置在坝顶上游侧的挡水坝段5个和溢流坝段6个。
绕坝渗流、坝基扬压力监测由原来的人工测深钟观测改变为测压计自动观测，12个测点分别布置在大坝左、右岸各6个。
坝基扬压力测点布置在廊道内，分为纵、横向断面两个方向，共设有14个测点。
渗水量监测只有廊道渗水量，观测方法由原来的量水堰人工观测改为量水堰流量仪自动采集数据，2个测点布置在廊道内南、北支廊各1个。
观测频次：
位移观测为每月一次，绕坝渗流、坝基扬压力、渗水量观测为每半月一次。
目前所有工程观测设备，除绕坝渗流有一测点（R2-5）故障在修外，其他均完好。
作为省防汛重点工程项目，水库防汛调度管理系统（包括网络系统、视频会议系统、视频监控系统）于2012年3月底完成设备的安装、调试，并于汛期投入试运行。
其中视频监控系统共设8个监控点，分别布设于大坝上游3个、下游3个，南坝头2个，中控室和库区办公楼分别设有监控室，可实时监视工程运行状况，还可以通过网络访问指定IP地址调整摄像头角度、实时查看录像资料、查询近1个月内历史资料，重要的信息可实时存储，实现了安全监视自动化。
经过一个汛期试运行，管理系统总体运行良好。
工程安全监测情况
2010年大坝安全监测系统建成后，系统整体运行稳定，通过分析所有监测点数据没有发现异常，工程总体安全。
汛期调度运用计划
设计洪水
设计洪水采用辽宁省水利水电勘测设计研究院1983年编制的《柳河流域综合治理规划报告》中的成果，百年一遇洪水洪峰流量7560m3/s，一次洪量为237×106m3，千年一遇洪水洪峰流量12900m3/s，一次洪量为387×106m3。
闹德海水库设计洪水过程线
表2—1单位：
m3/s
T（h）
P（%）
T（h）
P（%）
1
1
0
120
39
164
100
2
149
40
414
254
4
227
139
545
334
5
322
198
41
1334
817
6
669
411
42
2112
1290
7
817
501
2488
1520
8
843
517
43
3372
2070
9
1167
716
44
8381
5135
10
1697
1041
45
11210
6870
11
2012
1234
46
12900
7560
12
2649
1625
48
10430
6390
13
4084
2505
9455
5850
14
4303
2640
49
8431
5165
15
3526
2163
50
6466
3960
16
2749
1686
51
5075
3110
17
2072
1271
52
4011
2460
18
1713
1051
53
3209
1970
19
1376
844
54
2505
1530
20
1076
660
56
1900
1200
21
797
489
58
1400
850
22
518
318
60
750
500
23
339
208
62
196
150
24
229
141
64
162
100
25
120
66
142
87
26
120
86
103
63
36
120
98
60
38
108
主汛期调度运用计划
1、防洪调度权限：
严格遵照省防批准的调度原则进行调度。
2、防洪调度目标：
闹德海水库防洪任务是遇到标准内洪水不发生垮坝事件，遇超准洪水有预案，把损失降低到最低限度，提高水库供水保障率。
3、调度方式：
6月上旬至9月中旬水位控制在。
当入库流量小于100m3/s时，泄流量等于入库流量；当入库流量大于100m3/s时，立即全开泄流设备泄洪。
下游防洪目标
表2—2柳河堤防允许泄流量表
河段区间
河段长（km）
堤防长（km）
允许泄量（m3/s）
左岸
右岸
左岸
右岸
河口-沈山铁路
1500-2400
1580-2400
沈山铁路-高新铁路
1750-2400
1720-2400
高新铁路-大汗屯
1400-2400
1400-2400
大汗屯-新屯子
650-2400
310-460
合计
防御超标准洪水度汛措施
主汛期水库发生超标准洪水，水库水位超过（设计水位）时，立即向省、市和水库地区防汛指挥部汇报，此时水库全部泄流设备已全开泄洪，并且根据流域上游逐时段降雨做出实时预报，进而预报出最高库水位结果。
如果预报库水位将超过（校核水位），则立即通知地方政府，及时做好下游群众的转移工作。
历史灾害及抢险情况
建库前受灾情况
1894年大水，冲毁新民附近的单家五台子，该村为当时繁荣的商镇，其规模相当于彰武、新民。
被水淤没后，白沙一片，庐舍全无。
1911年，新民县城进水。
据载“此次洪水涨发，冲决土堤，直灌府街”。
（见清奉天度支司档案580号）。
1915年，“柳河横溢，（新民）县署成墟”（见新民县志），并据调查，该年首次冲毁新民车站。
1917年，“民国六年七月十七日，柳河水涨发，黄旗堡西堤被冲开，全堡被淹，人民陷溺者，不计其数”（见民国六年七月二十二日盛京时报），据调查，该年是第二次冲毁新民车站，现车站即系1917年所建。
1923、1924年，根据当时的新民公署及有关文献记载，也有较大洪水。
1930年，连续降雨七天七夜，三家子等地庄稼被淹，几乎颗粒不收，全村外出逃荒，邻近流域亦发生大水。
建库后灾害情况
水库建库以后共经历了1939年、1949年、1957年、1960年、1962年、1963年、1967年、1968年、1969年、1977年、1984年、1986年、1989年、1990年、1994年总计15个年度21次较大洪水。
由于水库的滞洪削锋作用，减小了洪灾、涝灾，保障了下游沿岸人民生命安全。
其中1963年7月23日,闹德海水库发生自1820年以来特大洪水,入库洪峰流量8630m3/s，坝前水位（渤海基面），超过原挡水坝顶（188m），堰上水头，最大出库流量2470m3/s。
此次洪水导致柳河沈山铁路桥上游堤防决口、淹地53万亩、房屋倒塌3500间，受灾人口万人，沈山线、高新线铁路被冲断，分别停车7天、13天，直接损失3亿元。
洪水过后，大坝本身底孔进口段、左岸下游护岸、护坡工程两岸上游翼墙、刺墙等部位均受到破坏。
1965年——1966年进行水库除险加固，主要是将挡水坝段增高，修复1963年的水毁部位。
历史地震及地质灾害情况
该区历史上地震比较频繁，但烈度相对较小，1975年至1976年前后，本区北东向断裂曾经明显活动。
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），动峰值加速值加速度为，地震动反应谱特征周期为，相应的地震基本烈度为Ⅵ度。
本工程区属于区域相对稳定地区。
3突发事件危害性分析
重大工程险情分析
根据水库实际情况，分析可能导致水库工程出现重大险情的因素主要有超强降雨和上游水库溃坝，造成入库组合流量很大、时间短且急，可能出现的险情有：
水面漂移物个体较大,对泄洪设备安全构成威胁；大坝电力系统出现故障甚至破坏，影响水库泄洪；水库至坝上公路堵塞或冲断，影响水库工程抢险物资的运输；水库对外通讯中断，影响和下游的通讯联络，危及下游防洪安全。
如遭遇强地震或非自然因素，还有可能出现水库溃坝。
大坝溃决分析
溃坝洪水分析
1.溃坝坝址最大流量计算
大坝为混凝土重力坝，采用瞬时溃坝模式计算，假设从坝顶一垮到底，不留残体。
公式：
-坝址最大流量m3/s
B——大坝长度mb——溃口宽度m
H0——溃坝前上游水深mg——重力加速度s2
其中：
大坝长度B取167m，溃口宽b取坝段长度62m，H0为坝前相应水位减去河床高程，g为重力加速度（s2）。
计算成果见表3－1。
表3－1溃坝最大流量计算成果表
水位（m）
溃坝流量（m³/s）
17550
24870
28471
2.溃坝坝址洪水过程
瞬时溃坝泄流过程总历时T，采用公式：
计算，其中K为过程线形状系数，一般取；W为可蓄泄水量m³；
为溃坝最大流量m³/s。
借助无因次概化溃坝泄流过程线见图（表3-1），并忽略溃坝时入库流量，计算的溃坝洪水过程见（表3-2）。
图表3-1溃坝洪水过程线及无因次概化过程
α=t/T
β=q/Q
0
1
1
Q入/Q
表3－2溃坝洪水过程计算成果表
正常高水位（m）
设计洪水位（m）
校核洪水位（m）
T（分）
Q/（m³/s）
T（分）
Q/（m³/s）
T（分）
Q/（m³/s）
0
17550
0
24870
0
28471
40
14270
60
21177
80
24489
80
10989
120
17483
160
20507
120
7709
180
13789
240
16525
160
4429
240
10096
320
12543
200
1148
300
6402
400
8561
214
0
404
0
572
0
溃坝对下游的危害
闹德海水库一旦溃决彰武基本全部被淹没；新民部分地区被淹没；道路、桥梁将被冲毁；沈山、大郑、高新等铁路，沈承、沈阜公路，八三输油管路、沿岸通信设施将基本处于瘫痪，将给对下游人民的生命安全造成极大的威胁，给社会造成经济造成极大的损失。
4险情监测与报告
4.１险情监测和巡查
与闹德海水库开展的大坝安全监测项目及观测频次，严格按照《混凝土坝安全监测技术规范》（DJ/T5178—2003）规定进行，所设置的观测项目详见工程安全监测。
工程巡视检查部位及内容参照《混凝土坝安全监测技术规范》（DJ/T5178—2003）及《混凝土养护修理规程》（SL230—98），检查的部位主要包括坝体、坝基和坝肩、泄（输）水洞、泄水建筑物、闸门及金属结构、近坝区岸坡、监测设施等。
检查种类分为日常检查、定期检查和特别检查。
日常检查由指定的专职人员对建筑物各部位、闸门及启闭设备、动力设备、通讯设施、库区岸坡等进行经常性的检查观测，做到每月2次工程巡视检查；汛期增加检查次数；库水位达到设计洪水位前后。
每天做到至少检查1次。
定期检查是在每年的汛前、汛后、冰冻期、高水位低气温时，对水库工程及各项设施进行较为全面的检查，同时审阅大坝运行、维护记录和监测数据等资料档案。
定期检查做到每年不少于2次。
特别检查是在发生特大洪水、库水位暴涨暴落、暴雨、暴风、强烈地震、工程非常运行及发生重大事故等情况时进行的检查。
工程险情监测与巡查主要由工程管理及相关技术人员组建检查小组，人员做到相对固定，针对不同部位进行检查，监测、巡查要做到“四随”，即随时监测、随时记录（标准的记录表）、随时校核、随时整理，发现异常情况时组织力量进行复查，并由小组负责人整理资料，提交报告书，对可能出现的险情上报上级主管部门及时做出处理决定。
特别检查由水库防汛联防指挥部组织，必要时报请上级主管部门及有关单位会同检查。
险情上报与通报
对突发险情报告应按上级有关规定的内容和程序上报。
险情报告的内容主要有3个方面，一是介绍水库基本情况，重点说明水库名称、所在位置、所在河流、建设时间、是否病险、主管单位、集雨面积、总库容、大坝类型、坝高、坝顶高程、泄洪设施、泄流能力、汛限水位、校核水位、设计水位以及溃坝可能影响的范围、人口及重要基础设施情况等；二是目前水库险情态势，说明险情发生的时间、出险位置、险情类型、当前库水位、蓄水量、出入库流量、下游河道安全泄量、雨水情、险情现状及发展趋势等；三是汇报水库抢险情况，如现场指挥、抢险救灾人员、抢险物料、抢险措施及方案等。
突发险情报告分为首次报告和续报，原则上应以书面形式逐级上报。
汇报程序如下：
巡检或监测人员（组长）——水库防汛办公室——水库防汛联防指挥部——辽宁省防汛抗旱指挥部，最后由水库防汛联防指挥部签发并向省防汛指挥部汇报。
当发生重大突发险情和紧急情况下，可以越级报告，先采用电话或其他方式报告，再以书面形式及时补报；续报内容应分类上报，并附险情图片，续报应延续至险情排除或结束。
在突发险情排除或结束后，由闹德海水库防汛联防指挥部根据突发险情严重程度及时组织有关部门调查核实，并书面报告辽宁省防汛抗旱指挥部，由辽宁省防汛抗旱指挥部进行通报。
5险情抢护
抢险调度
水库实施抢险调度方案前须向省防汛抗旱指挥部请示，经批准后方可执行抢险调度。
当与省调通讯失去联系时，
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