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国家大型水库|——王家厂水库水利文化透视(一)


王家厂大型水库水利文化采撷

文/图 胡宗军

王家厂水库象一个璀璨的明珠,镶嵌在湖南澧县西北部版图上。它不仅有如诗如画的美丽风景,更是一部水文化宝典,凝聚了千千万万建设者无私无畏的心血汗水,凝聚了一代代水利人不懈追求的智慧结晶,凝聚了各级党委政府治水兴县的爱民情怀。
              水库工程文化
《史记》云:五害之属,水患最大,善为国者,必先除其五害”。从古代水神共工“雍防百川”,到尧舜时期大禹“开掘九河”;从战国时期李冰修筑都江堰,到汉武帝刘彻的治水安邦;从明代潘季训用“束水冲沙法”治理黄、淮、运河,到近代李仪祉水利报国;从当代伟人毛泽东“水利是农业的命脉”,到现在把水利提升到“不仅关系到防洪安全、供水安全、粮食安全,而且关系到经济安全、生态安全、国家安全”的战略地位,治水历来被作为安邦定国、安民兴农的千秋大计。
一、王家厂水库是治水兴县的成功范例
涔,义为积水,雨水多。连续下雨,积水成涝,涔水因此而得名。涔水为九澧之一,上游有南、北两支,南支发源于石门县三圣乡燕子山黑天坑,经杨家坊、码头铺,至方石坪注入王家厂水库;北支发源于甘溪滩镇长冲村陈家沟,经太青探峪、甘溪滩、火连坡,至闸口注入王家厂水库。王家厂水库以上为上游,王家厂水库至雷公塔为中游,雷公塔至小渡口为下游,至小渡口注入西洞庭湖。涔水河长114公里,流域面积1188平方公里,其中王家厂水库拦截484平方公里。涔水自古以来就是水患之地,每年3月中旬到7月上旬为多雨季节,4个多月的降雨量占全年的七成,而五、六两个月的降雨量基本上占全年的一半。主汛期淫雨霏霏,河水暴涨,漫过堤岸,淹没农田,摧毁房舍,群众损失惨重。查历史资料,建国以前涔水三年两灾,洪涝灾害十分频繁。1909年上游南支莲花堰水文站最大洪峰流量达到1980m3/s1935年洪峰流量1290m3/s,当时洪水铺天盖地,农民辛劳几十年积攒的一点家当,被洪水席卷而去。建国以后,涔水也先后出现了1950年、1951年、1954年、1960年、1966年、1980年、1991年、1993年、1998年、2003年、2020年等10多次大洪水年,特别是1954年,全年降雨量达到2235.4毫米,是迄今澧县有气象记录以来降雨量最多的一年。当年出现五次洪水过程,58日至28日涔水暴涨2次,涔康下垸、北民湖、护城垸出险;68日至28日涔水高涨,北民湖等4个堤垸溃决;75日至31日长江淞滋水、澧水齐涨,涔康下垸、大围垸、中洲垸溃决;86日至8日,澧水、淞滋水再涨。由于当时小渡口未建闸,涔水与澧水同涨同落,涔水十垸九溃,受灾面积16.06万亩、受灾人口71274人,死亡44人。
涔水作为澧县的心腹之患,水患不除,永无宁日。解放初期的澧县百废待兴,要在涔水流域兴建一个解决水患的大型水利工程,当时还没有足够的财力和技术。1951年,县政府向常德地区行署、湖南省人民政府报告,要求开发涔水,根治水患。19522月,省农业厅水利工程局派出勘测队,开启了治理涔水、兴建王家厂水库规划设计之旅,至1953年形成《涔水流域查勘报告》。1954年,洞庭湖区爆发流域性洪水,澧县以涔水流域灾害最重、损失最大,加快涔水治理提上各级党委政府重要议事日程。19563月,省农业厅水利工程局再次派出勘测队对涔水进行补充勘察设计,编写了《涔水流域轮廓规划意见》。19583月,澧县县政府正式提出兴建王家厂水库规划报告,并安排农业局水利科负责前期工作;4月,省农业厅水利工程局第三次派出勘测队对涔水进行查勘,论证王家厂水库枢纽工程的可行性,提出《涔水流域开发意见书》;5月,省农业厅水利工程局编制了《澧县王家厂水库工程计划书》;7月,在全省大中型水利工程建设预备会上,省委批准王家厂水库工程上马。9月,王家厂水库动工兴建,参加水库建设的有梦溪、彭家厂、大坪、澧西、车溪、城关镇6个公社的民工共5000人。经过连续一个冬春的紧张施工,19593月大坝主体工程竣工,9月在下游大堰垱拦河新建引水枢纽工程;1960年元月关闸蓄水、2月引水灌溉,正式发挥效益。此后,经过了两次大坝加高、三轮除险加固以及无数次的完善配套。
王家厂水库的兴建,是当代水利文化除害兴利的成功范例。涔水防洪标准由原来的两至三年一遇提高到十年一遇,中下游发生洪水的频率显著降低。王家厂水库兴建后的60多年,涔水只出现过1980年、1991年、1998年、2003年、2020年等5次大的洪水,经过王家厂水库、涔澹蓄洪区联合调度,在严重洪涝灾害袭击下没有发生1个堤垸溃决。特别是200377日至9日,涔水流域三日内普降暴雨336.1毫米,王家厂水库上游平均降雨达到367.4毫米,码头铺镇三日暴雨量达到503毫米,王家厂水库三日最大入库洪量达到9621万立方米,而三日最大出库洪量只有5087万立方米,消减洪峰水量47.1%,如果没有王家厂水库有效拦截,水库下游将遭受灭顶之灾。

二、王家厂水库是与时俱进的一面镜子
随时代发展而发展,是当代水利文化发展的必由之路。王家厂水库因势利导,与时俱进,工程技术不断创新,丰富了水利文化内涵。
一是大坝防渗技术不断创新。由于历史条件限制,王家厂水库边勘测、边设计、边施工,是一个典型的“三边工程”。当时地质勘探不清,施工时坝基沙石层渗水量大,清基困难多,无法清至基岩,水库大坝只能建在涔水河槽的砂卵石层上。1959年蓄水后坝基渗水量加大,最大渗流量达0.23m3/s,汛期在下游河床出现严重管涌群,导致无法关闸蓄水。经过6个月勘探调查,最终发现基底有溶洞。1959年冬在坝前新建宽250米的粘土防渗铺盖,铺盖厚度2—4米,并对坝基溶洞实施钻孔灌浆,钻孔灌浆至1962年结束,共在河床钻47孔、坝身40孔、溶洞180孔,共灌水泥1100吨、黄土820立方米,本次除险加固基本上是采取上堵下截的办法,由于当时技术条件限制,投入大,耗时长,坝基渗漏问题基本解决。1994年汛期大坝出现跌窝,在不降低水库水位的情况下,采取“座标放样、木排定位、船排运送、漏斗进料、网格控制、铅锤测深、分层灌注、潜水检查”等施工方法,共修补大坝坝前面积12848m2,灌注砂、土20887m3。特别是南涵进水口前铺设土工布,采用“边框固布、浮标定位、索道牵引、压重下沉”的方法,将一整块1200m2的土工布按设计位置从水面铺设到库底,成功实施坝前铺盖修补水上施工作业工程,这在澧县是首创,在全市、全省属于除险技术创新。此后,1997年至1998年先后三次对大坝实施充填灌浆;2000年对大坝再次实施充填灌浆;2001年对坝基实施高喷灌浆;2020年完成大坝塑性砼防渗墙、坝基帷幕灌浆,由此坝体粘土含量增加,防渗能力增强,目前坝基、坝体无明显渗漏点。
二是灌溉隧洞技术不断创新。王家厂水库先有大坝右岸南涵灌溉隧洞,1958年随大坝一同建设;再有左岸副坝灌溉隧洞,1972年随涔北灌溉渠道一并建设,南、北灌溉隧洞均为铪圆管,南岸灌溉隧洞兼有发电输水功能。1960年关闸蓄水,727日水位达到78.29米,超过汛限水位3.29米,大坝老河槽出现管涌,由于当时没有建成溢洪道,只能加大隧洞放水流量。建库初期,闸门启闭不够规范,坝前闸门与坝后闸门操作失误,导致冲毁涵管预留的发电堵头,坝前钢闸门折断,泄流量陡增,冲毁坝脚,大坝严重滑坡,经3000人奋力抢护脱险,但水库涵管破裂。当年冬采取“安装平压阀、通气孔,靠弧形闸门控制流量”等办法,将原涵管加长至144.95米,新建24米高的启闭机台,安装2.7米×2.65米平板闸门,用卷扬机净水启闭,解决了涵管关闸时压力陡增的问题。1988年检查发现南涵涵管漏水,为查明南涵管断面漏水、涵管与坝体接触部位及坝体土质等情况,由省设计院指定,在涵管顶部开挖竖井检查。当时主要靠人工完成,难度很大,虽对险情进行了处理,但涵管隐患对大坝安全构成直接威胁,也成为水库的“心腹之患”。为了彻底消除隐患,2004年决定对南涵进行除险改建,将南涵从大坝右侧移至右岸山体之中。在南涵隧洞挖掘过程中,虽然经历了45日、529日、717日三次严重塌方,其中最后一次塌方塌顶直径达到12米,形成了“朝天口”,一度被迫停工,但是经过三年艰苦卓绝的奋战,最终完成改建任务,并新建调压塔,改建扩容水电站,消除了水库重大隐患。南涵改建近二十年来,再没有出现过重大险情,为水库大坝戴上了“安全帽”。
三是大坝观测技术不断创新。水库自新建到第一次除险加固期间的40多年间,大坝安全观测主要靠人工进行,通过技术人员现场观测检查,发现是否有渗漏情况,是否有裂缝、滑坡、跌窝等大坝变形情况。第一轮水库除险加固阶段,聘请南京水库大坝研究所,开发了一套自动观测系统,在大坝埋设了若干观测仪器,通过埋设的电缆电线,将数据传输到管理处中控室,在电脑上可获取大坝渗流、位移等数据信息。由于系统电子元件老化快,技术维护更新不及时,加上不能避雷,运行三四年后就瘫痪了,大坝观测又回到人工观测的时代。2020年启动第三轮水库除险加固,水库构想建立信息化智慧平台,并聘请国际大坝委员会“21世纪水库大坝前景与挑战”专委会委员、中国大坝工程学会理事、中国水力发电工程学会大坝安全专业委员会委员、水利部大坝安全管理中心总工王士军,由他带领的团队开发水库大坝安全监测系统。监测项目包括大坝变形监测、渗流监测;监测范围包括主坝、溢洪道、副坝及右岸近坝岸坡,其中主坝监测项目包括表面水平及垂直位移、内部位移,渗流压力、渗流量。先后布置测压孔47个、测压管47套,埋设测压计47支;埋设测斜仪9套,每套布置15个观测点;埋设量水堰计1个、测缝计2个、MCU及保护箱12个、测量机器人1套;安装GNSS设备5套、气象传感器5套、高清摄像头及配套设备12套、位移观测墩18座、测量机器人基准点双层观测房1座、缆道房1座、雨量计1套、水位计3套、雷达流量计3套及大屏显示器1套、中心服务器1台、核心交换机4台、工作站5台等设备。通过高精度GNSS双频接收机,GNSS设备采用连续观测模式,进行全天候24小时测量,与监测点的GNSS设备同步观测,求解监测点相对于基准点的平面位移。其中GNSS天线与机器人棱镜同轴安装,并设置气象传感器收集温度、气压等气象数据用于测量改正。GNSS、测量机器人及气象观测数据均通过光纤实时传输至中控室数据解算系统及综合服务平台。目前该系统在全国居领先水位,也是王家厂水库与时俱进的生动例证。

三、王家厂水库是绿色发展的生动实践
2002年以前,王家厂水库的水体一直保持天然状态,水质基本处于Ⅱ类。但由于历史和体制原因,2002年水库水面养殖权被大湖水殖兼并,大量投肥养鱼导致水质受到严重污染,20083月检测结果为劣Ⅴ类水质;水库上游建有19家工矿企业,水泥厂、石煤场、石膏厂林立,工业废水直排水库,年入库量达到74.85万立方米;农业面源污染、生活污水污染逐年加剧,仅每年生活排污量就达到114.27万立方米;库区河口滩涂无序采砂,3条挖沙船昼夜作业;部分农户在水库红线保护区内围堤养殖,划块造林,导致滩涂分割,河岸损坏,水环境遭到严重破坏,一库碧水成为一库黑臭水。有水不能饮,有水不能用,群众望水兴叹。2014年澧县选址兴建30万人的农村大型自来水厂,王家厂水库因水质差不能作为饮水水源而落选。
如何守护好一库碧水,走绿色发展之路,是王家厂水库人不可回避的重大课题。主要采取三步走的办法:
一是开展环保行动,整治黑臭水体。在县委、县政府的坚强领导和水库库区乡镇的大力支持下,与环保、公安等部门通力协作,强力执法,经过连续三年奋战,关停采砂场3家,关闭库区及水库上游污染矿山企业19家,关停搬迁禽畜养殖场949.7万平方米,全面禁止大湖水殖投肥养鱼,水环境恶化局面得到有效遏制,水质逐步回升到Ⅲ类以上。
二是完善体制机制,回归蓝天碧水。保护水资源,改善水环境,需要持续发力,久久为功。⑴制定管理办法。水库管理处聘请湖南林业科技大学水资源专家,制定了《王家厂水库水资源管理办法》,经县政府研究通过并发布《通告》,界定了县直有关单位、水库辖区乡镇保护、管理责任,明确工作考核办法,把王家厂水库水资源环境保护工作纳入到法治轨道。⑵加强宣传引导。建成了以环境保护为主题的宣传专栏、宣传长廊,还建成了鱼类、鸟类、水资源、湿地4个生态主题科普馆,创建“湖南省环境教育基地”、“国家环境科普教育基地”。每年还利用“世界水日”、“中国水周”,出动宣传车,张贴宣传告示,深入水库周边乡镇、工矿企业开展“无死角”宣传,提高广大干部群众水资源保护意识。⑶强化监督检查。以河(湖)长制工作为抓手,建立了严格的巡库、会商、整改制度,一月一巡库,发现问题迅速整改。县委、县政府主要领导多次到王家厂水库巡库,召开现场办公会议。水库管理处在乡镇水利站、周边群众中聘请10名水质监督信息员,建立了覆盖全境的监督网络。2011年以来,先后发现水库上游一化工厂直排污水、一老煤矿抽排尾矿水、一修路施工方在库区乱倒水泥渣等问题,水政监察人员及时下达整改通知书,限期整改到位。还成立了水上漂浮物打捞队,常年对水库水面进行清理保洁,现在一库碧水波光粼粼,秀美诱人。
三是修复生态环境,永续绿水长流。非工程措施与工程措施双管齐下,才能保护环境,修复生态,绿水长流。⑴精心编制规划。水库管理处聘请专家,经过大量调查研究,摸清水污染情况,制定治理措施,编制了《王家厂水库水资源保护与利用规划》,2012年通过省水利厅评审,项目总投资8.95亿元。201312月县人大常委会通过了《实施王家厂水库水资源保护与利用规划的决议》。2014年全国“两会”期间,把这一议题通过在湘全国人大代表递交建议案,得到环保部、水利部的联合回复,生态修复治理提上议事日程。⑵实施工程治理。在上级环保部门的大力支持下,2016年争取到“王家厂水库生态环境保护项目”,总投资7.228亿元,其中中央投资3.05亿元。五年来,实施流域污染防治、生态保护修复等5大项、72个子项目,库区周边及上游种植了大片生态涵养林,修复保护湿地、河口滩地968.3公顷;在库区周边集中居民区建设19处集中生活污水处理设施,配套垃圾转运站和垃圾处理设施;防渗加固太青至山门、山门至王家厂水库引水渠30公里,将2座中型水库的源源活水引入库区,不仅开辟了水资源,还新增战略储备水源5000万立方米以上。五年艰辛付出,绿水青山环绕,库区居民生活环境极大改善。⑶借势景区创建。近年来,水库管理处开展了“湖南文明旅游风景区”、“湖南园林式单位”、“全国水利风景区”等创建活动,实现一步一景,一物一景,步步有景,以景区创建促进环境改善、促进水资源保护利用,生态环境得到极大改善。2022年投资1亿元的王家厂水库国家水利风景区项目落地,项目实施后,将把王家厂水库打造成AAAA级国家水利风景区,水环境将进一步改善,王家厂水库将以天更蓝、山更青、水更绿、景更美的秀丽画卷展现在我们面前。

(未完待续)

主编/易宗明| 编辑/黄 静

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