建設完善榆林市新橋水庫水文自動測報系統的重要性探討

樊 慶

(延安水文水資源勘測中心,陜西 延安 716000)

0 引言

榆林市新橋水庫是陜西省最早建成的一座中大型水庫,總庫容2億 m3,1959年10月正式竣工運行,由于水庫流域內缺少水文自動測報系統,無法精準測報庫區降水量和上游來水量,2022年8月新橋水庫受上游連續強降水影響突發險情,造成水庫2號泄洪洞沖毀和下游307國道垮塌及周邊數百畝農田被淹,數間房屋形成危房,直接經濟損失上千萬元。

1 新橋水庫概況

2 新橋水庫歷年水災害險情概況

榆林市新橋水庫自1959年10月正式竣工運行以來至今已發生了3次較大的險情,分別是:1960年9月、1994年8月、2022年8月。

2.1 1960年險情概況

1960年9月,受華西秋雨連續強降水影響,新橋水庫蓄水位達到1 361.5 m,大壩兩肩的壩體及岸坡發生滑塌,壩腳下游河床30 m范圍內發生泉涌和沙沸現象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,增設排水措施并立即實施。1961年7月提出水庫加固方案,方案中提出攔河壩建筑物等級由4級提高到2級,按設計要求,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,壩體褥墊式排水延長,下游壩坡河床部分蓋重加固,左岸臺地增筑副壩,右岸增開引洪渠1道,于1962年完成除險加固工程。

2.2 1994年險情概況

1994年8月4日晚到5日凌晨,新橋水庫流域突降大暴雨,平均面雨量95 mm,上游西灣、鮑家灣、楊樹澗、西郊四座水庫垮壩等共同影響,大壩左側出現明顯裂縫,新橋水庫再次出現重大險情,此次險情共造成1.7萬畝農田被淹,倒塌和形成危房近3 000間,直接經濟損失千萬元以上,新橋水庫抗洪搶險歷時60多天,這次搶險除動員民工數百人外,還有中國人民解放軍指戰員千余人參加。新橋水庫實施了除險加固工程,通過一系列工程項目建設,增加了泄洪能力,壩坡坡面也進一步得到整修,并布設位移、浸潤線滲流觀測項目等,水庫基本排除了不安全隱患。

2.3 2022年險情概況

2022年8月,新橋水庫上游發生連續強降雨,局地暴雨,期間8月9日夜晚至10日凌晨雨強最大,其中6 h累計雨量最大為靖邊中山澗雨量站達140.4 mm,由于強降雨和上游水庫泄洪,加之新橋水庫原有的蓄水量疊加共同影響,12日19時20分左右,新橋水庫值班人員通過人工觀測發現水庫2號泄洪排沙洞的臨時圍堰水位已超汛限水位1.2 m,水庫值班人員緊急開啟2號泄洪洞開始正常泄水,但由于臨時圍堰是黃土質圍堰,13日2時40分左右臨時圍堰發生塌陷,大量庫存蓄水沿著臨時圍堰在2號泄洪排沙洞旁邊掏開一道豁口,最終造成水庫2號泄洪洞沖毀,形成長約80～100 m,深約20～30 m左右的鴻溝和下游307國道垮塌及周邊數百畝農田被淹,數間房屋形成危房,直接經濟損失上千萬元。

2022年8月新橋水庫發生險情現場照片見圖2。

圖2 2022年8月新橋水庫險情現場照片

險情發生后榆林市水利局于14日發布了關于啟動新橋水庫應急搶險Ⅲ級應急響應的緊急通知,并同時成立了新橋水庫搶險工作領導小組,立即奔赴險情現場開展搶險救援工作,期間累計投入裝載機、吊車、自卸車等工程車輛100余輛,技術工人120人,縣鎮村三級搶險救援人員400余人,累計使用水泥預制品50余噸、編織袋75 000條、草袋子16 000個,最終于8月29日水庫險情基本得以控制。

3 新橋水庫雨水情監測現狀

新橋水庫自1959年10月正式竣工運行以來至2022年8月前已發生過2次較大險情,經查閱歷史資料得知,新橋水庫1960年9月和1994年8月大壩2次發生較大險情主要原因均是受水庫上游連續強降水和局地大暴雨影響造成,且受當時科學技術發展限制,1960-1994年水庫雨水情信息的收集全部依靠人工觀測為主,且觀測的數據粗糙單一,時效性差,精度低,因此根本無法給水庫的防洪調度提供有利的決策依據,也無法保障水庫在汛期的安全運行。

2022年8月新橋水庫又一次受上游連續5天強降水和水路畔支流局地暴雨共同影響,再次發生第3次較大險情,造成水庫2號泄洪洞沖毀,下游307國道垮塌及周邊數百畝農田被淹,數間房屋形成危房,直接經濟損失上千萬元。經統計截至2022年新橋水庫控制的1 332 km2流域面積內僅有7處雨水情監測站,其中5處水庫監測站依然以人工測報為主,僅有2處雨量站實現了24 h自動監測,且水庫未建立本流域的水文自動測報系統,實時雨水情數據主要依靠共享其它防汛部門的信息獲取。新橋水庫流域現有雨水情監測站點信息見表1。

表1 新橋水庫流域現有雨水情監測站點信息表

4 建設完善水文自動測報系統的重要性分析

水文自動測報系統 (automatic system of hydrological data acquisition and transmission) 由收集、傳遞和處理水文實時數據的各種傳感器、通訊設備和計算機等裝置組合而成。主要分為:水雨情自動測報站、GPRS信息傳輸通道和中心遙測接收平臺系統三大部分。主要用于防汛測報和水利調度,在小流域范圍內只需幾分鐘時間即能完成數據收集和處理,及時提供重點河段、水庫的實時雨情和自動水位、流量、水情信息。

通過分析新橋水庫自1959年10月竣工運行以來已經發生過的3次較大險情,尤其是2022年8月又一次遭遇同樣的受上游連續強降水和支流局地暴雨共同影響,再次發生險情和從新橋水庫流域內現有的雨水情監測站點數量和測報方式得出:因水庫并未建立本流域的水文自動測報系統,實時雨水情數據主要依靠共享其它防汛部門的信息獲取,可供新橋水庫共享雨水情信息的站點數量少,無法實現水庫全流域監測;同時,共享實時數據時效性差,雨水情監測數據獲取不及時,無法給水庫的防洪調度提供及時有利的決策依據,也無法保障水庫在汛期的安全運行,因此,盡快建設完善新橋水庫流域的水文自動測報系統對水庫的防洪調度及保障水庫安全運行有著重要的作用和意義。

5 結論及建議

5.1 結論

榆林市新橋水庫3次發生較大險情,與水庫上游連續強降水和支流出現局地大暴雨有直接關系;同時由于與水庫一直未構建自己的水文自動測報系統,無法實現全流域全覆蓋的自動監測,無法給水庫的防洪調度提供及時有利的決策依據有因果關系,所以,建設完善新橋水庫本流域的水文自動測報系統對水庫的防洪調度,增長防洪決策的預見期,保障水庫安全運行有著重要的作用和意義。

5.2 建議

(1)將水庫本流域內原有的人工監測站升級改造為自動監測站。

(2)在流域內的各條支流上補充新建自動監測站,主要以降水量自動監測站、水庫水位流量自動監測站為主體,同時融入大壩安全監測中的滲流量、滲流壓力和變形位移監測站及視頻和圖像監測站等,達到水庫全流域內自動監測全覆蓋。

(3)在水庫管理中心建立自己的實時遙測數據接收平臺,將自動雨量、自動水位流量、自動滲流量、滲流壓力、變形位移、庫水情視頻圖像、工況信息等全部規范、統一的整合到一個綜合平臺上,集數據傳輸、信息共享、數據儲存于一體,構建完善的水庫水文自動測報系統,提升水庫信息化水平,消除安全隱患,保障水庫安全運行。