沙河集水庫

城市建設

沙河集水庫,位於安徽省滁州市沙河鎮西側1公里,大壩橫跨滁河支流清流河上游大沙河,下距津浦鐵路1公里,是以灌溉為主兼有防洪、水產養殖等綜合效益的大型水庫。校核洪水位44.12米,總庫容2.11億立方米。

自水庫建成蓄水以後,水庫攔蓄削減洪峰達75%。並為灌區提供了大量灌溉用水,累計實灌面積206萬畝。發電站利用廢水發電,至1988年底,共發電15萬千瓦時,已收回全部投資。

水庫特徵


沙河集水庫以上流域面積300平方公里,占清流河面積的四分之一。沙河集水庫多年平均降水量為976毫米,多年平均來水量0.78億立方米。水庫防洪標準按千年洪水設計,可能最大降水校核,大壩設計抗震烈度為7度。水庫死水位31.6米,相應庫容0.21億立方米;興利水位40.5米,相應庫容1.03億立方米;校核洪水位44.12米,總庫容2.11億立方米。壩頂高程44.4米,最大壩高27.4米,為均質土壩,防浪牆頂高程45.6米。水庫有灌溉放水涵洞3座,溢洪道和非常溢洪道各1座。溢洪道進口處建閘控制,最大泄洪流量1680立方米每秒,非常溢洪道最大泄洪流量3085立方米每秒。

建設維護


水庫於1958年9月開工興建,1962年9月基本建成,1973年續建加固,至1979年底完成加固工程。至1988年底止,水庫工程共完成投資811.8萬元,土、石方挖填(包括混凝土)337.9萬立方米。

攔河大壩

大壩是按1958年簡易規劃設計所定斷面施工的。壩頂高程45米,頂寬5米。上游坡37.5米高程以上為1:2.5,以下為1:3;37.5米和29.5米高程處設1.5米寬平台。下游坡在37.5米高程以上為1:2,以下為1:2.5,壩后渠底高程30.0~29.5米;河槽段壩基設粘土截水槽以防滲,上游設100米長、1~1.5米厚的粘土鋪蓋。大壩於1958年9月開工,在工地成立工程指揮部。土方挖填由民工承擔,先由常備民工填築施工圍堰,開挖導流溝截水槽和清理壩基。粘土鋪蓋未按設計要求施工,從壩腳開始漸向上游推進長50~60米,厚1米以上,未加碾壓。截水槽按設計斷面開挖到基岩面后,清掃乾淨,取選定料區的粘性壤土回填,分層夯實,填築至高出原地面為止。10月份,組織近百名民工開始在河槽及灘地段按設計斷面填築壩體。人工運土,分層夯實,能達到設計要求,於1959年春節前填築到24~25米高程。春節后,指揮部為求大壩及早合龍蓄水,全壩按小斷面填築到34~34.5米高程,頂寬1米;上游壩坡按設計標準做足,下游壩後期求快,採用的土料含砂很重,增加分層厚度,碾壓不認真,質量很差。導流溝合龍時適遇大雨,就近取夾有風化石的土料上壩,填築厚度1~2.5米,未加碾壓,為大壩留下隱患。是年5月填築至規定高程后,民工回鄉春耕,工程暫停。10月繼續施工,仍是小斷面加高至38~39米高程,頂寬1米。上游壩坡按設計坡度上升,下游壩坡28~29米高程以下河槽段用砂礫填築,坡度1:5,在29米高程留10米寬平台;平台以上用壤土填築,坡度1:1.5~1:2。初期施工質量尚可,後期差,河槽段築壩土料土質極不均勻,部分壤土含砂性很重,並摻有草根等雜物,碾壓不實,各施工隊間形成界溝。至1960年5月大壩填築到38米高程工程暫停。
1961年3月至6月,由安徽省水利工程總隊管教六支隊施工,按渡汛設計將大壩加高至高程40米,頂寬3米。1962年春,管教六支隊按修正設計繼續施工,至9月壩頂填築到設計高程41.5米,並用漿砌塊石砌築防浪牆,頂高42.5米,頂寬0.3~0.4米。是年按修正設計築排水體2處,一在壩后渠內側設貼坡反濾,一在下游壩坡上設排水體。
1973年,為加固大壩成立沙河集水庫工程領導小組。是年9月開工,大壩頂高程加到44.4米,頂寬4.6米,1974年5月完成。工程質量除各民工營之間的結合部不夠密實外,其他部分基本符合設計要求。在土壩加高培厚時,原有反濾不拆除,在原壩后渠底及抗震平台下每隔10米設橫向砂溝,將排水體的水排出壩體。在32.5米及37.0米高程下游壩坡平台上,各設一道縱向排水明溝,再由橫向明溝排到壩下。
1978~1979年,填築了10米寬的抗震平台。1978年4月至1979年,完成了粘土井柱防滲心牆。1980年下半年,按加固設計完成第二道防浪牆,牆頂高程45.4米,斷面與1962年建成的第一道防浪牆相同,牆體每隔15米留一沉陷縫。

放水涵洞

放水涵洞共有3個,即老涵、南涵和小北涵。老涵在壩的北端,經壩后渠輸水。原設計中放水涵洞設在南壩頭與小孤山結合處岩基上,因河道深槽緊靠山腳,山坡較陡,石方開挖量大,工期較長,經研究改建在壩的北端。該涵為漿砌塊石結構,總長59米,進口涵底高程30米,洞身為馬蹄形,孔寬2米,拱座高1.423米;設計引水流量12立方米每秒。豎井設在上游壩肩處,設主、副鋼筋混凝土平板門,各用2台10噸螺桿啟閉機聯動啟閉。1958年開工,1959年建成。在續建加固時,老涵不再輸水灌溉,留作在特殊情況時輔助泄洪和放空庫水及建小型水力發電站用。南涵位於大壩南端,為鋼筋混凝土底板和蓋板、漿砌塊石夾混凝土邊牆的混合結構。洞身為矩形斷面,寬2.5米,高3.3米,底板進口高程29.1米;設計引水流量14.3立方米每秒,閘門和啟閉機情況同老涵。1973年9月開工興建南涵,先築上游圍堰,再切開大壩。時值嚴冬,施工條件差,挖到底部時滲水嚴重,邊坡常坍塌,用杉木條、毛竹支撐。待挖至設計高程時,立即澆築混凝土底板。在施工進口擋土牆時,滲水難以排盡,研究採取人工挖孔澆築混凝土井柱,高出水面后在上面澆築鋼筋混凝土蓋板,再用漿砌塊石砌築至設計高程,從而保證了工程進度。1974年4月工程建成。由於涵洞位於壩體填築夾石土層部位,結合不好,兩側邊牆砌築不密實,夾層混凝土有蜂窩,洞身滲漏嚴重,在加固工程中進行灌漿堵漏。加固工程於1978年施工,共鑽孔150孔,灌注水泥漿和粘土摻水泥混合漿,共用去水泥60噸,干土32噸。北涵位於大壩北端,系鋼筋混凝土圓涵,直徑0.6米,洞身埋設在溢洪道泄洪閘的翼牆內;進口處設鋼筋混凝土圓筒門,系單孔,與泄洪閘同時興建,1977年建成。

泄洪工程

沙河集水庫泄洪
沙河集水庫泄洪
溢洪道:1958年設計文件中,溢洪道位於大壩北端與山許河相距較近的山窪處。挖開山崗通山許河,因土石方量大,未採用。1961年3月,為保水庫安全,在大壩北端不遠處開挖了臨時溢洪道。進口底高程34.5米,底寬69米,中間有5米寬、2米深的深槽,下接老河道;至8月上旬開通,10月挖通引河,工程由省管教六支隊施工。1966年,為蓄水在溢洪道泄洪閘位置處建滾水壩,壩頂高程37米,長74.7米,中間偏左有兩個深孔,凈寬3米,底高程32.8米,設插板門控制,於1967年汛前完成。1974年在溢洪道進口處拆除滾水壩,建4孔40米寬的泄洪閘1座,閘底板高34.5米,1977年7月完工。
非常溢洪道:緊靠泄洪閘左岸,總寬200米,兩邊淺槽高程39.5米,中間100米深槽底高程37.5米。1977年年底開挖,1978年底完成。表層土方由民工挖運,石方由指揮部組織專業隊爆破,民工負責清渣。自潰壩因壩體設計未定而未填築。

除險加固

2002年除險加固后的沙河集水庫
2002年除險加固后的沙河集水庫
由於當初土壩施工質量差,致使壩身、壩基存在滲漏隱患和壩坡塌陷、壩頂開裂等險情,被確定為“三類壩”。1998年,長江水利委員會對《沙河集水庫除險加固工程可行性研究報告》進行了審查。安徽省計委核定樞紐加固工程總投資4195.42萬元,主要建設內容包括大壩灌漿防滲、溢洪道及放水涵洞加固等。2001年5月開工建設,2002年12月竣工驗收。

管理運用


1962年成立沙河集水庫管理所,1981年升格為管理處。1980年以前,管理工作著重在工程管理方面,以做好調度運用和工程的養護維修為主,並抽出人員兼管施工。1981年後,按照水利部提出的“確保工程安全,充分發揮效益,積極開展多種經營”開展了經營管理工作。

樞紐管理

沙河集水庫管理處
沙河集水庫管理處
1963~1972年,大壩雖已按設計標準建成,但尚有零星尾工。由於施工質量較差,壩后滲水嚴重,忙於進行補救處理,管理工作較粗。1973年開始進行加高培厚,至1982年,粘土井柱心牆的事故井處理完畢,才有條件加強管理工作。嗣後,大壩建立了專管小組,划段負責,責任到人,建立每月檢查評比制度,堅持執行年終總評,獎優罰劣。1986年用漿砌塊石護砌下游壩肩。1987年7月,因雨水較多,大壩背水坡出現淺層滑坡3處,經開挖檢查,裂縫深20~30厘米並無發展,即回填夯實。1982年經滁州市白蟻防治研究所檢查,大壩右端小弧山坡和壩腳下竹園發現有白蟻活動跡象,在壩下防洪堤發現有土樓白蟻。是年5月採用燈光、毒餌誘殺,1983年設置誘蟻樁等進行綜合防治,效果較好。
泄洪閘、放水涵洞均指定專人管理,每年汛期前後各進行一次檢查,並維修養護以確保設備完好,運轉靈活,並做好運行記錄。除正常工作外,1986年小北涵的圓筒式閘門因漏水改造為鑄鐵閘門,並更換啟閉機。1987年裝置了泄洪閘檢修插板門。是年冬,在非常溢洪道處建一座小土堰,堰頂高程39.8米,頂寬2米;又對泄洪閘下游泄洪渠道的防洪導流堤進行護砌。

水工觀測

1962年曾在大壩處埋設測壓管28根,用於河槽段及壩身浸潤觀測,因管理不善,到1968年能進行觀測的僅存10根。由於觀測資料不全,也未進行整編,隨著大壩續建加高,所有測壓管均被埋沒。1982年、1983年先後安裝測壓管49根。其中內壩基揚壓力管4根,繞滲管5根,壩身浸潤線管40根。在49根測壓管中,淤積的有15根,死水管或靈敏度很差的4根,受降雨影響的16根。測壓管觀測工作由專人負責,按規範要求進行,汛期5天、平時10天觀測一次,年終進行整編。根據已有觀測資料分析,證明粘土井樁心牆達到防滲設計要求,起到心牆的防滲作用。壩基揚壓力比較穩定,繞壩滲漏和壩基滲漏經粘土灌漿、涵洞水泥灌漿、粘土井柱心牆加固后,上游抗滲能力加強,下游排滲條件改善,繞壩滲漏和壩基滲漏有明顯改善。

水文測報

水文測報工作由水庫水文站負責進行,屬滁縣地區水文分站領導,自1962年起有觀測資料。庫址處用人工觀測水位、雨量,用流速儀施測南涵灌溉流量和泄洪閘泄洪流量。在庫區內有曲亭等5處雨量站,均為委託站,汛期向省防汛指揮部、國家防汛總指揮部及有關省、縣(市),報送水庫水位、流量及雨量資料。

控制運用

自1970~1985年,各年的汛期限制水位定為36.0米。1986年為37.0米,1987年起汛后蓄水位為37.5米,汛期仍為37.0米。當水位超過汛期限制水位時,泄洪閘等根據預定計劃控制泄洪。自1970~1988年,實際的年最高水位僅有兩年低於36米,其他各年均在36米以上。以1987年為最高,達38.4米。是年入庫最大流量為1040立方米每秒,下泄流量為263立方米每秒。

遷移賠償

1958年水庫工程開工以前,沒有進行過庫區淹沒情況的調查;但在編製水庫技術設計草稿中,曾提到20年一遇洪水位41.15米時,受淹面積16平方公里。50年一遇洪水位41.65米時,受淹面積20.3平方公里,淹沒農田1.7萬畝,估算遷賠經費2萬元。自1963~1988年止,共作過4~5次淹沒區情況的調查。1958年秋至1967年底止,庫區共遷出群眾800戶,人口5000餘人。1961~1967年共賠償了4次。據不完全統計,共賠償經費7萬餘元;但38米高程以上至42米高程的淹沒區尚未進行安置賠償。

工程效益


自水庫建成蓄水以後,最大進庫流量大於500立方米每秒以上的計有6個豐水年,以1987年1040立方米每秒為最大,水庫攔蓄削減洪峰達75%。自1963年開始至1988年,除1966至1968年無統計數字外,23年水庫共提供灌溉用水量8.5億立方米,累計實灌面積206萬畝。近10年來平均每年實灌面積達11萬畝。據統計,1971年平均畝產稻穀163公斤,1985年提高到425公斤。水庫可養殖水面有1.3萬畝。1959年成立漁場,屬水產局領導,自主經營,每年只向水庫管理處交納水費,年約0.3萬元。建場以來漁場進行人工繁殖放養,共捕撈成魚172萬公斤。水庫管理處1979年開始整修9口養魚池,面積計57畝,由職工家屬飼養,改善職工生活后略有盈餘。1987年2月,水庫建成一座裝機容量40千瓦的發電站,投資2.5萬元,利用廢水發電。至1988年底,共發電15萬千瓦時,已收回全部投資。

庫區水系


沙河集水庫處在大沙河幹流上,入庫及排泄水道都是大沙河。大沙河為清流河的上源。清流河亦稱烏衣河,是長江一級支流滁河的左岸支流,大部分在滁州市境內。源出江淮分水嶺東南麓諸山,以大沙河(又名白茆河)為上源,東南流,至珠龍進入沙河集水庫區,折東北於沙河鎮出庫,穿過津浦鐵路橋,左納盈福河、百道河;以下為清流河本干,續東南流,至滁州市右納城西水庫來水(小沙河),經烏衣鎮至來安縣毛家渡;以下沿皖、蘇邊界至汊河集注入滁河,河道全長84公里。流域面積1252平方公里,其中山區佔69.0%,丘陵區佔27.4%,圩區佔3.6%。滁縣站歷史最大流量為1040立方米每秒(1969年7月12日,歷史最小流量為零,河道斷流(1967年、1968年均連續幾個月河枯);歷史最高水位為15.53米(1983年7月23日),最低水位時河枯(1967年、1968年曾長期出現)。