水利文化

石 门 水 库
发布人: 喻东平   发布日期:2013/9/9 17:17:29   查看次数:596 次

石门水库位于陕西省汉中市汉台区境内的褒河流域上的褒谷口,南距汉中市城区18千米。这里有开凿于东汉永平九年(公元66年)的世界第一条人工开凿的通车隧洞——石门隧洞及汉代隶书楷模——石门摩崖石刻,水库因而得名。

1、流域概述

石门水库是一座以灌溉为主,结合发电、城市供水等综合利用的大(2)型水利工程。于1969年动工兴建,1973年开始蓄水。大坝为混凝土双曲拱坝,坝高88米,坝顶高程为620米,正常高水位618米,总库容1.098亿立方米,有效库容0.607亿立方米,水库控制流域面积3861平方千米,灌溉面积3.43万公顷。电站总装机容量4.05万千瓦,设计年发电量1.41亿度。

1.1  水库建设概述 

1968年12月至1969年2月期间,由水利部、陕西省革委会决定在石门建坝, 1969年10月开始动工兴建石门水库,1971年3月开始浇坝体混凝土,1973年3月开始低水位运行,并发挥灌溉效益。1976年9月河床电站机组试运行,1978年初反调节池及南干渠渠首建成,河床电站以及东、西干渠渠首工程于19781981年先后建成投产。1983年3月通过了由陕西省人民政府组织的正式验收后,交由石门水库管理局管理运行。

1.2  水库枢纽工程概况 

石门水利枢纽主体工程由混凝土拱坝、河床电站、河东渠首工程、河西渠首工程、橡胶坝反调节池、南干渠首工程及泄洪洞等组成。

1.2.1  混凝土拱坝  为变圆心变半径中厚拱坝,最大坝高88米,最大底宽27.26米,顶宽5米,坝顶弧线长254.42米。在550米高程坝体中央设有2×2米的放水底孔,设计泄量120立方米/秒。坝身中部设有6个7×8米(宽×高)的中孔泄洪孔口,设计洪水位下泄流量5040立方米/秒。

1.2.2  河床电站  位于大坝下游右岸,为岸边引水式电站,1978年5月投产。河床电站由压力引水道和厂房两部分组成。压力引水道是利用原施工导流洞改建而成,压力管道长311.87米,在主洞出口处分成3条支洞,支管末端与电站蝶阀相连,其中心高程为532.2米。厂房设于大坝下游约250米处,由于水轮机吸出高度为-9米,相应装机高度较低,基本属于水下厂房。电站安装3台高水头转浆式水轮发电机组,每台容量为12500千瓦,总容量为37500千瓦。

1.2.3  河东渠首工程  东干渠渠首工程位于拱坝左坝肩。主要建筑物有:灌溉和发电共用的进水塔和引水隧洞,灌溉系统的引水支洞、工作闸门室和消力池,发电系统的引水支洞、电站厂房和尾水渠。渠首电站安装有2台1250千瓦的水轮发电机组。

1.2.4  河西渠首工程  西干渠渠首工程位于拱坝右岸坝肩。主要建筑物有:进水口、压力引水钢管、灌溉放水管及渠首电站。渠首电站安装有1台500千瓦水轮发电机组。

1.2.5  反调节池  位于南干渠渠首,在拱坝下游2千米处,利用原褒惠渠渠首工程的砌石滚水坝及闸室改建而成。溢流堰顶安装有高2.5米,长132.5米的尼龙橡胶坝坝袋,可以充水鼓坝挡水,放空塌坝过洪,充坝形成可蓄水38万立方米的反调节库容。该工程按20年一遇洪水2990立方米/秒设计,按200年一遇洪水4450立方米/秒校核。

1.2.6  泄洪洞  位于石门水库大坝左侧山体中,于2003年1月开工建设, 2006年3月完工,项目总投资3870万元,主要建设内容包括进口交通桥、进口引水明渠、进水塔及闸室;泄洪洞开挖及洞身砼衬砌;出口明渠、放水塔及闸室;泄洪洞出口护坡挡墙;进口拦污栅栅槽、事故检修门及埋件、固定卷扬式启闭机安装;泄洪洞出口弧型工作门及埋件、液压启闭机、桥式起重机安装等。泄洪洞洞身长度432米,入口洞径6.8米,泄洪能力为每秒550立方米。

1.2.7  大坝除险加固  1996年6月至1998年10月,陕西省水利厅组织了石门水库首次大坝安全鉴定工作,确定大坝的安全类别为三类坝(病险库),要求尽快进行除险加固。工程于2001年10月开工, 2006年3月基本完成,投资7638.39万元。共完成:坝后冲坑防护,泄洪中孔增设检修闸门,防洪达标左岸泄洪洞,坝踵裂缝处理,底孔环缝处理,河床坝段帷幕灌浆,大坝安全监测自动化系统,洪水调度系统,管理设施及坝区环境改造,水库排沙减淤等10个项目。除险加固后,解决了已列入项目的水库病险问题,尤其是水库的校核防洪标准从500年一遇提高到1000年一遇,达到了国家有关要求,提高了水库的安全度。

1.3 渠道 

渠道工程分为东、西、南三条干渠,总长87.1千米,渠首总引水量56立方米/秒。于1969年11月开工,1972年8月试水,1975年基本建成受益。

1.3.1  东干渠  为石门水库主渠道之一,干渠按五级建筑设计。渠首设计流量30立方米/秒,分段递减,尾端3.4立方米/秒。渠首段依山傍水,穿越明涵、石渠,跨沥水沟渡槽,沿秦岭南麓丘陵地带,蜿蜒向东,横跨汉台区进入城固县,经655厂区,越文川河,北折伏牛山,尾水退入城固桔园许家庙军民水库,全长40.59千米,设支渠9条、斗渠177条。设施灌溉面积1.8万公顷。

1.3.2  西干渠   灌溉勉县褒城、长林、老道寺等乡镇。渠首设计流量6立方米/秒,分两段递减为4 立方米/秒。渠首段沿褒河西岸穿过长2千米的石渠、隧洞,于馒头山折西,经红庙堡子沟、老虎沟等,跨华阳河渡槽入东风水库。全长14.35千米,设支渠2条、斗渠36条。设施灌溉面积0.33万公顷。

1.3.3  南干渠  即原褒惠渠。1942年建成,渠首位于石门水库大坝下游1.8千米的橡胶坝,渠道沿褒河左岸河边行经汉台区中部及城固县,到崔家山止,全长33.46千米,设计流量20立方米/秒。 19771978年对滚水坝进行改建,在原坝顶安装橡胶坝袋,灌溉渠系引水工程未变。设支渠4条、斗渠108条。设施灌溉面积1.3万公顷。

1.4  气候水文 

灌区属北亚热带季风气候区,雨量充沛,气候温和,多年平均降雨量858.6毫米,多年平均气温14.3℃,最高温度38℃,最低温度-9℃,多年平均日照时数1690小时,无霜期(3~10月)236天左右,年平均干旱天数20~40天,最大冻土深0.05米。

褒河流域石门坝址处19352004年多年平均流量39.1立方米/秒,相应的多年平均径流量为12.34亿立方米,多年平均径流深为319.4毫米。径流的年际变化较大,最大年平均流量是1981年为113立方米/秒;最小为11.5立方米/秒。径流的年内分配也很不均匀,汛期(510月)多年平均径流量占到了全年的79.84%,枯期(11月次年4月)仅占20.16%;实测最大流量6200立方米/秒(1981年8月21日),最小流量为1.76立方米/秒(1995年7月13日)。灌区地下水埋深变化很大,中南部一般小于5米,北部大于5米。水位年变幅13米,最大可达5米。地下水流向总体从西北向东南方向。

1.5  防洪减灾及经济效益  

石门水库在设计上不承担防汛任务,但在实际运用中对汉江干流滞洪、削峰、错峰发挥了积极作用,在一定程度上保护了褒河下游及汉江上游沿岸的人民生命财产安全。1981年8月,褒河发生300年一遇的特大洪水,经石门水库调节,大大减轻了洪水对汉江干流及下游地区的威胁。

1999年9月初,石门水库被国家防总列为全国第二批水库洪水调度系统试点项目,系统规模为雨量站11处、雨量水位遥测站三处、中继站二处、中心站二处。于2000年12月初全部建成完工并投入试运行,水雨情自动测报系统能够实时采集、传输、处理数据,为科学调度决策提供了可靠依据。该系统为石门水库的安全度汛,特别是为下游汉中市的防洪减灾发挥了重要作用。                           

除水库枢纽所起的调洪作用外,还承担着汉台、城固、勉县三县区3.43万公顷农田的灌溉。主要种植水稻、小麦、玉米、油菜等作物,一年两熟,水旱轮作,复种指数190%,年粮食总产36万吨左右,约占汉中市粮食总产量的1/4,是陕西省最大的水稻灌区,也是该省重要的粮油生产基地之一。截止2005年累计发电量达19.3亿度。除枢纽外,灌区共有调蓄水库56座,一次调蓄库容0.38亿立方米,陂塘664口,陂塘容量546万立方米。有抽水机站171处,装机6070千瓦,打配机井599眼。整个灌区从建库以前的以引为主,发展为以蓄为主,蓄、引、提串联,灌溉、发电、城市供水等综合利用体系,2004年石门灌区粮食总产量33.14万吨,农业生产总产值6.93亿元。被汉中人民称之为“生命库”、“母亲库”。

石门水库的建成,对改善灌区农业生产条件,促进粮油高产稳产和农村经济的快速发展起到了重要作用。但因东、西干渠及其建筑物建于文革期间,属于边设计、边施工、边修改的工程,存在着施工质量不高,衬砌率低、病害多和不配套等问题。南干渠建于1942年,运行半个世纪,工程老化失修严重。1999年,石门水库灌区续建配套与节水改造项目被列入国家计划并开始实施。到2004年,已经完成6个年度的工程计划,国家共下达资金3400万元,灌区工程设施有了明显改善。但是灌区基础设施依然十分薄弱,继续实施石门灌区配套和改造仍然十分迫切。

2、流程纪实

2.1  自然状况

石门灌区西起勉县纪寨,东至氵胥水河,北依秦岭南麓,南讫汉江。东西长30千米,南北宽20千米。地势北高南低,地面从西北略向东南倾斜。东、西干渠灌区地形变化较大,地面坡度一般为1/50。南干渠灌区地势平坦。海拔高度约在500~625米之间。灌区内有褒河 、文川河、干河、华阳河等自北向南流入汉江。灌区北部起伏不平,按地貌单元属山前丘陵平原地带,东、西、南边缘多属汉江、文川、褒河河流阶地,较为平坦。山前丘陵按地形成因属剥蚀堆积地形。土壤以粘土、亚粘土类钙质结核为主。阶地一般属洪积、冲积、堆积地形。灌区土壤以重壤和轻壤居多,沙壤较少。

 2.2  水事工程和遗迹  主要有山河堰、褒惠渠和石门国家水利风景区。

2.2.1山河堰  相传为萧何堰,亦称萧曹堰。是与郑国渠、都江堰齐名的古代水利工程,也是古代汉中最重要水利工程。经历代修复管护,为汉中农业发展起了重要作用。渠首位于汉中市河东店褒河谷口。《宋·山河堰赋》碑记云:“山河堰盖汉相国赞阝侯、懿侯之所肇创”(注:赞阝侯即萧何,懿侯即曹参)。清嘉庆《汉中府志》亦称:“汉相国萧何所筑,曹参落成之”。南宋光宗绍熙四(1193)夏,大水。六堰尽决,兴元知府章森,常平使者范中艺等,主持修复。翌年,由南郑县令晏袤撰《山河堰落成记》,以纪其事,摩崖刻石。此石刻现移存于汉中市博物馆。

据清嘉庆《汉中府志》记述,山河堰共有3堰。“第一堰在褒城北三里,一名铁桩堰。相传以柏木为桩,在鸡头关下筑堰截水,东西分渠溉褒城田。今堰久废,其故址亦无可考”。“山河第二堰乃山河堰之正身也,亦称官堰,旧堰长三百六十步,其下植柳筑坎,名柳边堰,山水冲激,旋筑旋隳”。据1939年陕西省水利局出版的《陕西水利》载:该堰位于原褒城县东门外,堰长320米,底部贯以木桩,卵石砌垒。引水口位于褒河左岸河东店街后,输水干渠自引水口曲折东行,至汉中市十八里铺向南注入汉江。全长35千米,有支渠60多条,灌田0.36万公顷。第三堰在二堰南约1千米处,筑堰方法与二堰相同。左岸引水,渠长不足10千米。据清嘉庆年间志载,南郑、褒城两县登记入册的灌溉面积为533公顷。民国30年(1941)实灌1000公顷。

1942年之后褒惠渠初建通水,山河堰诸堰尽纳褒惠渠灌区。原山河堰遗址,包括二堰渠首残存木桩、溢流段石砌渠堤以及干渠分段遗存等,均为清代所筑,被列为汉中市重点文物保护单位。

2.2.2褒惠渠  民国23年(1934年),我国近代著名水利专家李仪祉先生二次来汉,“察褒河旧有之山河堰,设施简陋,易被冲毁,乃手订整理方案,拟建褒惠渠工程”(刘钟瑞著:《汉江上游农田水利事业之概况》)。民国27、28年(1938、1939年),陕西省水利局先后派测量队,施测地形,规划设计。民国28年9月成立褒惠渠工程处,开始兴工。民国31年(1942年)5月,完成大部工程,同年6月15日举行放水典礼,当年灌田0.56万公顷。到1949年,水田面积发展到0.85万公顷,占设计灌溉面积0.93万公顷的90.1%。1957年发展到1.1万公顷,1958年猛增到1.36万公顷。

褒惠渠渠首在今汉中市汉台区河东店北1千米褒河谷口处。干渠沿褒河左岸,与山河堰(第二堰)引水口相交,经周寨折向东,越宝(鸡)汉(中)公路至武家沟,渠尾入诚固县境,止段家沟。干渠全长32.3千米,渠首设计引水流量15立方米/秒。自建国以来,经过不断整修加固、完善渠系、兴修蓄水提水设施,使灌区工程配套成龙。1975年石门水库建成,褒惠渠改称南干渠。

2.2.3 石门国家水利风景区  依托汉中市石门水库丰富的历史、人文和自然资源建设而成,始建于1996年。位于汉台区河东店镇,距汉中市18公里,2002年被命名为国家水利风景区,316国道从景区通过,交通便利。风景区主要由自然景观、工程景观和人文景观组成。划分为山河堰、鸡头关、石门三大景区,规划占地6875公顷。景区内有世界最早的人工开凿通车隧道——石门遗址,有与万里长城、大运河齐名的古代交通大动脉——褒斜栈道。是古代绝世美女褒姒的故乡,是以“石门十三品”为代表的汉隶书法瑰宝——石门摩崖石刻的诞生地。众多的历史人物在这里留下了大量史实和传说。汉王刘邦从这里出发,逐鹿中原,成就帝业;曹操在这里留下了潇洒的笔墨“衮雪”;“萧何月下追韩信”,终成就汉大将韩信“明修栈道、暗渡陈仓”战略大转移的壮丽诗篇。88米高的混凝土双曲拱坝横卧山间,两岸怪石嶙峋,奇峰连绵;谷口翠屏夕照、虎啸石风,泄洪瀑布如出海蛟龙,咆哮翻腾,蔚为壮观。这里空气清新,景色宜人。山上绿色点翠、湖中波光粼粼。双曲拱坝弯如弓弦,一湖碧波将青山环抱,绿树红花,交相辉映,微风习来,心旷神怡。

依托丰富的历史、人文和自然资源,风景区建设突飞猛进,现已投资1400余万元,修建了30余处景观景点,整修了道路、河堤、停车场、码头等基础设施。其中投资987万元修建的3千米仿古栈道,重现了褒斜栈道当年的风采,成为汉中旅游业的一大品牌。

2.3  社会事项

 石门灌区位于汉中盆地腹心,灌溉汉中市汉台、城固、勉县三县(区)24个乡(镇)办事处、280个行政村的农田3.43万公顷。灌区地处汉中市周边,农村经济较为发达,人口密集,交通便利,有汉白、宝汉、汉武等公路贯穿东西和南北。灌区总人口62.4万,其中农业人口44.6万人,灌区固定资产总值1.639亿元,2003年工农业生产总值44.57亿元。

2.4  水工程的运行管理  

1975年4月,汉中地区革命委员会撤消褒河工程渠道指挥部和褒河灌溉管理局,成立汉中地区石门水库管理局,1996年撤地设市后更名为汉中市石门水库管理局,负责管理石门水库。管理局属正县级自收自支事业单位,隶属汉中市水利局,2001年实行企业化管理,2009年水利体制改革后定性为财政差额拨款的事业单位。局机关内设10个职能科室,下属11个灌溉管理站、枢纽站、电站和3个经营实体。主要承担农田灌溉、水库防汛、大坝枢纽工程安全运行与维护、灌区干支渠以上工程建设与管理、库区保护、发电生产等任务。市编委核定人员编制为522人(其中管理局300人,电站222人),领导职数为5职。

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