水库特征
沙河集水库,位于安徽省滁州市沙河镇西侧1公里,大坝横跨滁河支流清流河上游大沙河,下距津浦铁路1公里,是以灌溉为主兼有防洪、水产养殖等综合效益的大型水库。水库以上流域面积300平方公里,占清流河面积的四分之一。沙河集水库多年平均降水量为976毫米,多年平均来水量0.78亿立方米。水库防洪标准按千年洪水设计,可能最大降水校核,大坝设计抗震烈度为7度。水库死水位31.6米,相应库容0.21亿立方米;兴利水位40.5米,相应库容1.03亿立方米;校核洪水位44.12米,总库容2.11亿立方米。坝顶高程44.4米,最大坝高27.4米,为均质土坝,防浪墙顶高程45.6米。水库有灌溉放水涵洞3座,溢洪道和非常溢洪道各1座。溢洪道进口处建闸控制,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。
建设维护
水库于1958年9月开工兴建,1962年9月基本建成,1973年续建加固,至1979年底完成加固工程。至1988年底止,水库工程共完成投资811.8万元,土、石方挖填(包括混凝土)337.9万立方米。
拦河大坝
大坝是按1958年简易规划设计所定断面施工的。坝顶高程45米,顶宽5米。上游坡37.5米高程以上为1:2.5,以下为1:3;37.5米和29.5米高程处设1.5米宽平台。下游坡在37.5米高程以上为1:2,以下为1:2.5,坝后渠底高程30.0~29.5米;河槽段坝基设粘土截水槽以防渗,上游设100米长、1~1.5米厚的粘土铺盖。大坝于1958年9月开工,在工地成立工程指挥部。土方挖填由民工承担,先由常备民工填筑施工围堰,开挖导流沟截水槽和清理坝基。粘土铺盖未按设计要求施工,从坝脚开始渐向上游推进长50~60米,厚1米以上,未加碾压。截水槽按设计断面开挖到基岩面后,清扫干净,取选定料区的粘性壤土回填,分层夯实,填筑至高出原地面为止。10月份,组织近百名民工开始在河槽及滩地段按设计断面填筑坝体。人工运土,分层夯实,能达到设计要求,于1959年春节前填筑到24~25米高程。春节后,指挥部为求大坝及早合龙蓄水,全坝按小断面填筑到34~34.5米高程,顶宽1米;上游坝坡按设计标准做足,下游坝后期求快,采用的土料含砂很重,增加分层厚度,碾压不认真,质量很差。导流沟合龙时适遇大雨,就近取夹有风化石的土料上坝,填筑厚度1~2.5米,未加碾压,为大坝留下隐患。是年5月填筑至规定高程后,民工回乡春耕,工程暂停。10月继续施工,仍是小断面加高至38~39米高程,顶宽1米。上游坝坡按设计坡度上升,下游坝坡28~29米高程以下河槽段用砂砾填筑,坡度1:5,在29米高程留10米宽平台;平台以上用壤土填筑,坡度1:1.5~1:2。初期施工质量尚可,后期差,河槽段筑坝土料土质极不均匀,部分壤土含砂性很重,并掺有草根等杂物,碾压不实,各施工队间形成界沟。至1960年5月大坝填筑到38米高程工程暂停。
1961年3月至6月,由安徽省水利工程总队管教六支队施工,按渡汛设计将大坝加高至高程40米,顶宽3米。1962年春,管教六支队按修正设计继续施工,至9月坝顶填筑到设计高程41.5米,并用浆砌块石砌筑防浪墙,顶高42.5米,顶宽0.3~0.4米。是年按修正设计筑排水体2处,一在坝后渠内侧设贴坡反滤,一在下游坝坡上设排水体。
1973年,为加固大坝成立沙河集水库工程领导小组。是年9月开工,大坝顶高程加到44.4米,顶宽4.6米,1974年5月完成。工程质量除各民工营之间的结合部不够密实外,其他部分基本符合设计要求。在土坝加高培厚时,原有反滤不拆除,在原坝后渠底及抗震平台下每隔10米设横向砂沟,将排水体的水排出坝体。在32.5米及37.0米高程下游坝坡平台上,各设一道纵向排水明沟,再由横向明沟排到坝下。
1978~1979年,填筑了10米宽的抗震平台。1978年4月至1979年,完成了粘土井柱防渗心墙。1980年下半年,按加固设计完成第二道防浪墙,墙顶高程45.4米,断面与1962年建成的第一道防浪墙相同,墙体每隔15米留一沉陷缝。
放水涵洞
放水涵洞共有3个,即老涵、南涵和小北涵。老涵在坝的北端,经坝后渠输水。原设计中放水涵洞设在南坝头与小孤山结合处岩基上,因河道深槽紧靠山脚,山坡较陡,石方开挖量大,工期较长,经研究改建在坝的北端。该涵为浆砌块石结构,总长59米,进口涵底高程30米,洞身为马蹄形,孔宽2米,拱座高1.423米;设计引水流量12立方米每秒。竖井设在上游坝肩处,设主、副钢筋混凝土平板门,各用2台10吨螺杆启闭机联动启闭。1958年开工,1959年建成。在续建加固时,老涵不再输水灌溉,留作在特殊情况时辅助泄洪和放空库水及建小型水力发电站用。南涵位于大坝南端,为钢筋混凝土底板和盖板、浆砌块石夹混凝土边墙的混合结构。洞身为矩形断面,宽2.5米,高3.3米,底板进口高程29.1米;设计引水流量14.3立方米每秒,闸门和启闭机情况同老涵。1973年9月开工兴建南涵,先筑上游围堰,再切开大坝。时值严冬,施工条件差,挖到底部时渗水严重,边坡常坍塌,用杉木条、毛竹支撑。待挖至设计高程时,立即浇筑混凝土底板。在施工进口挡土墙时,渗水难以排尽,研究采取人工挖孔浇筑混凝土井柱,高出水面后在上面浇筑钢筋混凝土盖板,再用浆砌块石砌筑至设计高程,从而保证了工程进度。1974年4月工程建成。由于涵洞位于坝体填筑夹石土层部位,结合不好,两侧边墙砌筑不密实,夹层混凝土有蜂窝,洞身渗漏严重,在加固工程中进行灌浆堵漏。加固工程于1978年施工,共钻孔150孔,灌注水泥浆和粘土掺水泥混合浆,共用去水泥60吨,干土32吨。北涵位于大坝北端,系钢筋混凝土圆涵,直径0.6米,洞身埋设在溢洪道泄洪闸的翼墙内;进口处设钢筋混凝土圆筒门,系单孔,与泄洪闸同时兴建,1977年建成。
泄洪工程
溢洪道:1958年设计文件中,溢洪道位于大坝北端与山许河相距较近的山洼处。挖开山岗通山许河,因土石方量大,未采用。1961年3月,为保水库安全,在大坝北端不远处开挖了临时溢洪道。进口底高程34.5米,底宽69米,中间有5米宽、2米深的深槽,下接老河道;至8月上旬开通,10月挖通引河,工程由省管教六支队施工。1966年,为蓄水在溢洪道泄洪闸位置处建滚水坝,坝顶高程37米,长74.7米,中间偏左有两个深孔,净宽3米,底高程32.8米,设插板门控制,于1967年汛前完成。1974年在溢洪道进口处拆除滚水坝,建4孔40米宽的泄洪闸1座,闸底板高34.5米,1977年7月完工。
非常溢洪道:紧靠泄洪闸左岸,总宽200米,两边浅槽高程39.5米,中间100米深槽底高程37.5米。1977年年底开挖,1978年底完成。表层土方由民工挖运,石方由指挥部组织专业队爆破,民工负责清渣。自溃坝因坝体设计未定而未填筑。
除险加固
由于当初土坝施工质量差,致使坝身、坝基存在渗漏隐患和坝坡塌陷、坝顶开裂等险情,被确定为“三类坝”。1998年,长江水利委员会对《沙河集水库除险加固工程可行性研究报告》进行了审查。安徽省计委核定枢纽加固工程总投资4195.42万元,主要建设内容包括大坝灌浆防渗、溢洪道及放水涵洞加固等。2001年5月开工建设,2002年12月竣工验收。
管理运用
1962年成立沙河集水库管理所,1981年升格为管理处。1980年以前,管理工作着重在工程管理方面,以做好调度运用和工程的养护维修为主,并抽出人员兼管施工。1981年后,按照水利部提出的“确保工程安全,充分发挥效益,积极开展多种经营”开展了经营管理工作。
枢纽管理
1963~1972年,大坝虽已按设计标准建成,但尚有零星尾工。由于施工质量较差,坝后渗水严重,忙于进行补救处理,管理工作较粗。1973年开始进行加高培厚,至1982年,粘土井柱心墙的事故井处理完毕,才有条件加强管理工作。嗣后,大坝建立了专管小组,划段负责,责任到人,建立每月检查评比制度,坚持执行年终总评,奖优罚劣。1986年用浆砌块石护砌下游坝肩。1987年7月,因雨水较多,大坝背水坡出现浅层滑坡3处,经开挖检查,裂缝深20~30厘米并无发展,即回填夯实。1982年经滁州市白蚁防治研究所检查,大坝右端小弧山坡和坝脚下竹园发现有白蚁活动迹象,在坝下防洪堤发现有土楼白蚁。是年5月采用灯光、毒饵诱杀,1983年设置诱蚁桩等进行综合防治,效果较好。
泄洪闸、放水涵洞均指定专人管理,每年汛期前后各进行一次检查,并维修养护以确保设备完好,运转灵活,并做好运行记录。除正常工作外,1986年小北涵的圆筒式闸门因漏水改造为铸铁闸门,并更换启闭机。1987年装置了泄洪闸检修插板门。是年冬,在非常溢洪道处建一座小土堰,堰顶高程39.8米,顶宽2米;又对泄洪闸下游泄洪渠道的防洪导流堤进行护砌。
水工观测
1962年曾在大坝处埋设测压管28根,用于河槽段及坝身浸润观测,因管理不善,到1968年能进行观测的仅存10根。由于观测资料不全,也未进行整编,随着大坝续建加高,所有测压管均被埋没。1982年、1983年先后安装测压管49根。其中内坝基扬压力管4根,绕渗管5根,坝身浸润线管40根。在49根测压管中,淤积的有15根,死水管或灵敏度很差的4根,受降雨影响的16根。测压管观测工作由专人负责,按规范要求进行,汛期5天、平时10天观测一次,年终进行整编。根据已有观测资料分析,证明粘土井桩心墙达到防渗设计要求,起到心墙的防渗作用。坝基扬压力比较稳定,绕坝渗漏和坝基渗漏经粘土灌浆、涵洞水泥灌浆、粘土井柱心墙加固后,上游抗渗能力加强,下游排渗条件改善,绕坝渗漏和坝基渗漏有明显改善。
水文测报
水文测报工作由水库水文站负责进行,属滁县地区水文分站领导,自1962年起有观测资料。库址处用人工观测水位、雨量,用流速仪施测南涵灌溉流量和泄洪闸泄洪流量。在库区内有曲亭等5处雨量站,均为委托站,汛期向省防汛指挥部、国家防汛总指挥部及有关省、县(市),报送水库水位、流量及雨量资料。
控制运用
自1970~1985年,各年的汛期限制水位定为36.0米。1986年为37.0米,1987年起汛后蓄水位为37.5米,汛期仍为37.0米。当水位超过汛期限制水位时,泄洪闸等根据预定计划控制泄洪。自1970~1988年,实际的年最高水位仅有两年低于36米,其他各年均在36米以上。以1987年为最高,达38.4米。是年入库最大流量为1040立方米每秒,下泄流量为263立方米每秒。
迁移赔偿
1958年水库工程开工以前,没有进行过库区淹没情况的调查;但在编制水库技术设计草稿中,曾提到20年一遇洪水位41.15米时,受淹面积16平方公里。50年一遇洪水位41.65米时,受淹面积20.3平方公里,淹没农田1.7万亩,估算迁赔经费2万元。自1963~1988年止,共作过4~5次淹没区情况的调查。1958年秋至1967年底止,库区共迁出群众800户,人口5000余人。1961~1967年共赔偿了4次。据不完全统计,共赔偿经费7万余元;但38米高程以上至42米高程的淹没区尚未进行安置赔偿。
工程效益
自水库建成蓄水以后,最大进库流量大于500立方米每秒以上的计有6个丰水年,以1987年1040立方米每秒为最大,水库拦蓄削减洪峰达75%。自1963年开始至1988年,除1966至1968年无统计数字外,23年水库共提供灌溉用水量8.5亿立方米,累计实灌面积206万亩。近10年来平均每年实灌面积达11万亩。据统计,1971年平均亩产稻谷163公斤,1985年提高到425公斤。水库可养殖水面有1.3万亩。1959年成立渔场,属水产局领导,自主经营,每年只向水库管理处交纳水费,年约0.3万元。建场以来渔场进行人工繁殖放养,共捕捞成鱼172万公斤。水库管理处1979年开始整修9口养鱼池,面积计57亩,由职工家属饲养,改善职工生活后略有盈余。1987年2月,水库建成一座装机容量40千瓦的发电站,投资2.5万元,利用废水发电。至1988年底,共发电15万千瓦时,已收回全部投资。
库区水系
沙河集水库处在大沙河干流上,入库及排泄水道都是大沙河。大沙河为清流河的上源。清流河亦称乌衣河,是长江一级支流滁河的左岸支流,大部分在滁州市境内。源出江淮分水岭东南麓诸山,以大沙河(又名白茆河)为上源,东南流,至珠龙进入沙河集水库区,折东北于沙河镇出库,穿过津浦铁路桥,左纳盈福河、百道河;以下为清流河本干,续东南流,至滁州市右纳城西水库来水(小沙河),经乌衣镇至来安县毛家渡;以下沿皖、苏边界至汊河集注入滁河,河道全长84公里。流域面积1252平方公里,其中山区占69.0%,丘陵区占27.4%,圩区占3.6%。滁县站历史最大流量为1040立方米每秒(1969年7月12日,历史最小流量为零,河道断流(1967年、1968年均连续几个月河枯);历史最高水位为15.53米(1983年7月23日),最低水位时河枯(1967年、1968年曾长期出现)