密云水库高水位运行工程性态分析与评价.pdf
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1、DOI:1016617/jcnki11-5543/TK20240109运行管理密云水库高水位运行工程性态分析与评价周上梯(北京市密云水库管理处,北京 101512)【摘 要】密云水库是首都北京重要的地表饮用水源地和水资源战略储备基地,自 2021 年以来持续处于高水位运行状态,且连续刷新水位新高纪录。文章结合近年水库高水位运行渗流、变形监测数据及历史监测资料,通过趋势性、相关性、对比性分析,得出结论:各建筑物渗流场、渗透、变形已趋于稳定,符合土石坝变形规律。在此基础上,结合历次安全鉴定和检查情况,对重点建筑物进行专项分析和复核计算,结果表明:白河主坝斜墙渗透稳定性符合安全运行要求,第二溢洪道闸
2、首抗滑稳定满足规范要求,密云水库工程安全状况总体良好。【关键词】密云水库;高水位运行;监测分析;工程安全中图分类号:TV697 文献标识码:B 文章编号:1673-8241(2024)01-044-05Analysis and Evaluation of the Engineering Performance of HighWater Level Operation at Miyun ReservoirZHOU Shangti(Beijing Miyun Reservoir Management Office,Beijing 101512,China)收稿日期:2023-10-11作者简介:周
3、上梯(1981),男,本科,高级工程师,从事水库运行管理工作。Abstract:Miyun Reservoir is a critical surface water source and strategic water reserve base for the capital city of Beijing.Since 2021,it has been consistently operating at high water levels,setting consecutive records for water levels.This paper,based on recent monit
4、oring data for seepage and deformation during high-water operation at the reservoir,along withhistorical monitoring data,conducts trend analysis,correlation analysis,and comparative analysis.The conclusion is thatseepage,permeation,and deformation in various structures have stabilized and are consis
5、tent with the deformation patternsof earth and rockfill dams.Building on this analysis,taking into account previous safety assessments and inspections,thearticle conducts a specialized analysis and reevaluation of key structures.The results indicate that the stability of seepage inthe Baihe Main Dam
6、s inclined wall meets the requirements for safe operation,and the anti-sliding stability at the head ofthe second flood discharge gate meets the regulatory standards.Overall,the safety status of the Miyun Reservoir project isgood.Key words:Miyun Reservoir;high water level operation;monitoring and an
7、alysis;project safety441 工程概况密云水库总库容 43 75 亿 m3,为华北地区最大的水库,是一座具有防洪、供水等多种功能、多年调节的大型水利枢纽1。工程于 1958 年 9 月动工兴建,1959 年汛期拦洪,1960 年 9 月基本建成。水库工程按千年一遇洪水设计,万年一遇洪水校核,设计水位157 50m,校 核 水 位 158 50m,汛 期 限 制 水 位152 00m,死水位 126 00m2。密云水库水工建筑物及附属设施众多,主要包括7 座主副坝、3 座溢洪道、7 条输泄水隧洞、1 座电站和 1 座调节池。监测设施包括 233 个测压管、12 个量水堰、18
8、0 个变形标点、14 个三向测缝仪等3。2 高水位运行情况2021 年,密云水库蓄水量、降水量、降雨场次均创历史之最。年初库水位 148 27m,因汛期连续降雨影响,库水位稳步抬升,7 月 20 日时隔 22 年后重回 150 00m 以上;8 月 23 日突破了 1994 年历史最高水位 153 98m,随后水位不断攀升,10 月 1 日库水位达到 155 30m,相应蓄水量 35 793 亿 m3,创造了密云水库库水位和蓄水量新纪录。自 2021 年以来,水库持续处于高水位运行状态,2023 年 10 月 8 日,库水位 151 69m,相应蓄水量 29 883 亿 m3 4。3 渗流和变
9、形监测分析3 1 渗流监测分析渗流监测分析基于 2021 年 9 月 30 日渗流监测数据进行,当日库水位 155 28m,接近历史最高水位155 30m,从绘制的白河主坝 0+433 横断面浸润线图(见图 1)可知,浸润线较低且位于覆盖层中,低于设计浸润线和历史实测最高浸润线,说明该坝防渗效果良好;从汇总的主副坝渗透比降统计(见表 1)数据可以看出,典型断面渗透坡降均低于规范允许值0 1,说明坝体不会发生渗透破坏。图 1 白河主坝 0+433 横断面浸润线(单位:m)表 1 密云水库大坝渗透比降统计建筑物名称横断面桩号断面比降白河主坝0+0800 0840+2500 0070+4330 03
10、30+6400 003走马庄副坝0+1650 0300+3450 005续表 建筑物名称横断面桩号断面比降西石骆驼副坝0+1450 0440+1650 001潮河主坝0+2480 0640+4500 0050+5100 0160+7100 07054运行管理Operation Management 同时结合过程线法、位势法、等水位线法等方法分析可知:各建筑物浸润线、渗透坡降、渗流出逸点高程、渗流量等均低于设计值;从绘制的测压管水位过程线可以看出,测压管水位总体趋势随库水位升降而升降;位势计算结果表明,各建筑物典型断面位势接近于常数,渗透稳定,渗流场变化趋势合理5。3 2 变形监测分析变形监测分
11、析以潮河主坝为例,从绘制的纵断面沉陷量分布图可知,该坝在运行初期沉陷速度较快,后随着时间推移而逐渐减缓,到 1994 年以后沉陷已趋稳定,大坝沉陷基本完成;沉陷总体呈现同一横断面坝顶大坝底小、同一纵断面坝中大坝端小的特点,说明沉陷量的大小与大坝填筑高度成正比;由沉陷率计算统计结果(见表 2)可以看出,各标点沉陷率在1 66 3 45之间,在设计允许范围内,累计最大沉陷量是下游第一排桩号下 0+400 处的沉陷量168mm,在潮河主坝的最大坝高处,与大坝沉陷规律相符;由潮河主坝 2022 年下游第一排水平位移量统计结果(见表 3)可以看出,位移标点年位移量均为0,最大累计位移量为 55mm(下
12、0+300)。在高水位运行工况下,大坝的沉陷量和水平位移并没有明显变化,说明大坝变形已经稳定。表 2 潮河主坝沉陷情况统计桩 号高程/m填土高度/m2021 年沉陷量/mm2021 年沉陷率/2022 年沉陷量/mm2022 年沉陷率/下 0+100157 83854 34901 66911 67下 0+200157 75253 251552 911552 91下 0+300157 68052 381552 961542 94下 0+400157 71252 211683 221683 22下 0+600157 74145 541563 431573 45下 0+700157 87642 38
13、1142 691132 67下 0+800158 00319 50412 10402 05上 0+100158 01354 50911 67911 67上 0+200158 01153 301442 701432 68上 0+400157 99352 501312 501302 48上 0+600158 00245 491132 481132 48上 0+700158 00142 511052 471052 47表 3 潮河主坝下游第一排标点位移量统计桩号原始高程/m2021 年累计位移量/mm2022 年 5 月累计位移量/mm2022 年 10 月累计位移量/mm年位移量/mm0+1001
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