丹江口水利樞紐所獲榮譽

2021年1月，入選《第四批29家國家水情教育基地》名單。

2021年6月19日，被中央宣傳部命名為“全國愛國主義教育示范基地”。

丹江口水庫蓄水后，攔沙率達98%。據(jù)1968年4月至1986年1月的實測資料統(tǒng)計，庫內(nèi)共淤積泥沙11.29億立方米。水庫下游黃家港、襄陽、皇莊、沙洋和仙桃站的多年平均含沙量分別為0.031、0.191、0.565、0.603千克/立方米和0.754千克/立方米，分別占建庫前的0.96%、7.1%、22.6%、29.3%和39.5%。由于長期下泄清水，下游河道發(fā)生同流量下水位下降，水深增加。壩下游河道由堆積性轉(zhuǎn)變?yōu)榍治g性，沖槽淤灘，洲灘兼并，支汊淤塞、主汊發(fā)育以及切灘撇彎。每年4～8月水庫呈明顯分層現(xiàn)象，在水深5～30米之間出現(xiàn)急變的溫躍層，庫表與庫底溫差達16℃。9～10月，上下層溫差減少，分層現(xiàn)象減弱。11月～3月，水溫趨于均勻，壩下黃家港多年實測水溫資料表明，建壩后比建壩前3～8月水溫降低2.1～6.2℃，9月～1月水溫升高0.8～4.7℃，8月份最高水溫降低了約2℃，而1月份最低水溫升高了3.5℃。下泄水溫的變化，對丹江口壩下至襄樊江段沿程水溫及年內(nèi)變幅都有影響，水溫變化并不顯著。水溫的變化對壩下至襄樊江段的魚類繁殖帶來一定影響，滿足產(chǎn)卵最低溫度18℃的要求向后推遲約20d。蓄水后，水庫水質(zhì)良好，單項評價達到地面水Ⅱ類標準，綜合評價達到1類標準。水庫蓄水后，地震觀測未發(fā)現(xiàn)水庫誘發(fā)地震。建庫后，庫區(qū)魚類種群有所變化，但捕撈量逐年增加；對漢江中下游魚類的繁殖和生長帶來了某些不利影響，但對魚類的越冬和某些魚類的攝食是有利的。

丹江口水庫初期規(guī)模(正常蓄水位157米)共淹沒農(nóng)田28667公頃，有效遷移人口38.2萬人(不包括工程開工初期的有效移民3萬人)，絕大部分為農(nóng)民。這些移民從1958年至1975年歷時17年，先后分6批進行搬遷安置。約40%的人口外移，約60%就近安置在水庫周圍，移民已經(jīng)穩(wěn)定下來。

2008年11月25日，丹江口庫區(qū)移民試點工作動員大會在武漢召開，標志著南水北調(diào)中線水源地丹江口庫區(qū)移民試點工作全面啟動。在試點工作基礎(chǔ)上，南水北調(diào)丹江口庫區(qū)33萬移民的搬遷安置工作計劃到2013年底完成。

樞紐總工程量：土石方開挖519萬立方米，土石方填筑622萬立方米，混凝土及鋼筋混凝土321萬立方米，金屬結(jié)構(gòu)安裝1.4萬噸。其中主體工程土石方開挖432萬立方米，土石方填筑540萬立方米。于1958年9月1日開工，1959年3月主體工程開始施工。由于施工準備工作做得不夠，大壩混凝土質(zhì)量控制不嚴，混凝土出現(xiàn)較嚴重的澆筑質(zhì)量事故，1962年3月暫停施工。一方面進行壩體混凝土事故調(diào)查，分析和處理措施的科研設(shè)計工作，同時對施工附屬企業(yè)、附屬工程進行改造、擴建和興建，為機械化施工做好準備。1964年主體工程復工。

采用河床分期導流。第一期先圍河床右岸部分，將右岸壩段的混凝土澆筑至高程100米左右，并形成10個4米×8米、2個2米×4米的導流底孔。第二期圍左岸部分，江水從右岸壩體的已澆混凝土面及導流底孔下泄，進行左岸混凝土大壩施工。二期土石圍堰最大高度約46米，按1%洪水47000立方米/秒設(shè)計，0.5%洪水52000立方米/秒校核。截流設(shè)計流量選用12月中下旬20年一遇瞬時流量640立方米/秒作為標準。采用平堵與立堵相結(jié)合方式截流。12月22日和24日龍口束窄至22.5米寬。12月26日9時50分，最后合龍。83輛12～25噸自卸汽車從左岸向龍口傾卸混凝土塊體和大塊石，人工向龍口右側(cè)的裹頭前緣拋投竹籠和大塊石，雙拼自卸木船在龍口上游平拋竹籠，三面進攻，到11時55分龍口水深已小于2米，最大流速2.74米/秒。落差2.18米。13時龍口堆石堤全部拋出水面，截流成功，歷時3h10min。

壩體混凝土澆筑主要采用施工棧橋門(塔)機配輕軌柴油機牽引平板車3立方米混凝土罐供料運輸方案。廠房利用塔吊進行混凝土澆筑。102混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)由3座拌和樓組成。年最高生產(chǎn)能力達62.5萬立方米，月最高達8.2萬立方米。制冷系統(tǒng)容量為354×14kcal/h。

在右部河床9～11壩段形成壩踵寬20米，壩趾寬50米，約2000平方米的貫通上下游的交匯破碎帶。交匯帶內(nèi)裂隙密集，巖石很破碎，其中還有幾條寬度數(shù)厘米至40厘米的軟弱糜棱巖和構(gòu)造粘土帶，軟弱糜棱巖的濕抗壓強度為0，構(gòu)造粘土巖的濕抗壓強度為0～2.4MPa。處理措施是在斷層交匯帶內(nèi)澆筑10米厚的混凝土楔形梁塞，并在梁塞之下的防滲帷幕處增設(shè)10米深的混凝土防滲齒墻，其下再灌注一定深度的水泥漿帷幕。

1962年以前澆筑的近90萬立方米混凝土共發(fā)生架空、冷縫等質(zhì)量事故427次，各類裂縫2426條，需要進行補強灌漿和處理。在19～33壩段上游面增設(shè)防滲板處理。防滲板底部最大厚度10米左右，頂部厚度6～7米,板頂高程與已澆壩體混凝土齊平。底部設(shè)基礎(chǔ)灌漿廊道，高程102米設(shè)壩面排水廊道，橫縫止水為兩道紫銅片加瀝清井。防滲板與老壩面的結(jié)合，采用沿老壩面預留1.10米的寬槽，待防滲板及壩體混凝土冷卻至穩(wěn)定溫度后回填二期混凝土，使板、壩結(jié)合成整體。在寬槽頂部，分別在高程117.5米及108米設(shè)置并縫廊道，廊道底部加配鋼筋。對9～18號壩段的迎水面的防滲，采用鉆孔和細磨水泥灌漿，形成壩體防滲帷幕。對壩體內(nèi)的質(zhì)量事故，采用補強灌漿處理。對17條基礎(chǔ)貫穿裂縫中危害最嚴重的7條裂縫進行了專門處理。如9～11號壩段基礎(chǔ)楔形梁的基礎(chǔ)貫穿裂縫，在95米高程鋪設(shè)了一層防裂鋼筋網(wǎng)，在99.6～105米高程又澆設(shè)了一層厚5.4米的并倉板。又如18壩段2壩塊的基礎(chǔ)貫穿裂縫進行了抽槽回填并在壩段兩側(cè)寬縫面貼澆夾板混凝土處理。對表面貫穿壩塊裂縫(或稱通倉裂縫)，采取鋪設(shè)騎縫鋼筋，并提高上層混凝土標號處理。對大量的一般表面裂縫未作處理。

丹江口水庫具有防洪、發(fā)電、灌溉、航運、養(yǎng)殖等綜合利用任務(wù)，需要對水庫進行優(yōu)化調(diào)度，以滿足各用水部門的要求，正確處理各部門之間的矛盾。通過研究建立了以發(fā)電效益為最大目標的數(shù)學模型，得出水庫優(yōu)化調(diào)度圖。在研究過程中，應(yīng)用“懲罰”的辦法解決發(fā)電保證率問題，應(yīng)用“控制線”法解決灌溉保證率問題；把徑流作為隨機過程，考慮相鄰時段相關(guān)情況，應(yīng)用動態(tài)規(guī)劃與馬爾柯夫過程的理論，建立遞推計算方程組，用優(yōu)選計算方法求解水庫優(yōu)化調(diào)度圖。

丹江口水利樞紐大壩加高工程，是南水北調(diào)中線控制工程、施工技術(shù)最具挑戰(zhàn)性的工程。丹江口水庫大壩建成于1973年，要想讓丹江口水庫的巨大水流一路北上自然流淌，就必須把大壩在原有基礎(chǔ)上加高14.6米，達到176.6米。2005年9月26日，備受世人關(guān)注的南水北調(diào)中線水源工程——丹江口水利樞紐大壩加高工程正式開工建設(shè)。大壩加高完成后，蓄水水位將從原來的157米提高到170米，水庫庫容將增加116億立方米，達到290億立方米。水庫的主要任務(wù)以防洪、供水為主，兼有發(fā)電、航運等功能。此外，丹江口水庫大壩加高還可以提高漢江中下游防洪標準，保障江漢平原及武漢市安全，中下游防洪標準由20年一遇提高到100年。

南水北調(diào)中線工程從加壩擴容后的丹江口水庫陶岔渠首閘引水，沿線開挖渠道，經(jīng)唐白河流域西部過長江流域與淮河流域的分水嶺方城埡口，沿黃淮海平原西部邊緣，在鄭州以西孤柏咀處穿過黃河，沿京廣鐵路西側(cè)北上，全線自流到北京、天津。輸水干線全長1421公里，其中天津輸水干線約155公里。規(guī)劃分兩期實施。按照南水北調(diào)中線一期總體可研報告，丹江口水庫大壩加高工程將初期工程的正常蓄水位157米提高到170米一次加高，相應(yīng)的移民遷移水位為172米，水庫淹沒影響涉及河南、湖北兩省，規(guī)劃搬遷安置庫區(qū)移民約33萬人，其中23萬人需要出縣外遷至兩省境內(nèi)的50多個縣市進行安置。庫區(qū)移民搬遷安置計劃到2013年底完成，移民規(guī)模大，任務(wù)重，時間緊。加之丹江口初期工程遺留問題較多，新老移民交替，更增加了移民工作難度。

河床布置混凝土壩、泄洪建筑物及壩后式廠房，左右兩岸為土石壩，通航建筑物布置在右岸。壩頂高程162.0米，擋水建筑物總長2494米，其中混凝土壩長1141米，左岸土壩1223米，右岸土壩130米。泄洪建筑物包括泄洪深孔和溢流壩兩部分。泄洪深孔位于河床右部，設(shè)置12個寬5米、高6米的深孔，孔底高程113.0米，供泄放中、小流量兼作放空、排沙之用(其中1孔在1990年被備用電源電廠占用)。最大泄流量9680立方米/秒。溢流壩位于河床中部，總長264米,設(shè)有20個寬8.5米，堰頂高程138米的開敞式溢流孔，中間有一個壩段布置成隔墻(由施工時縱向圍堰改建而成)，將溢流壩分隔成兩部分，只有在洪水超過1935年的洪量時，才開始運用左部分(共12孔)，以保護電廠尾水少受泄洪干擾。最大泄量39900立方米/秒。

壩后式廠房位于河床左部，廠房壩段長174米，安裝6臺單機容量為15萬千瓦的豎軸混流式水輪發(fā)電機組。轉(zhuǎn)輪直徑5.5米，總重658.3～588噸，額定轉(zhuǎn)速100r/min,額定出力15.4萬千瓦，最高效率92.8%。初期單獨運轉(zhuǎn)時，最大水頭71.5米，最小水頭44米，設(shè)計水頭63.0米；后期運轉(zhuǎn)時最大水頭81.5米，最小水頭45.4米，設(shè)計水頭63.5米。機組最大過流量275立方米/秒和277立方米/秒。發(fā)電機為傘式空冷型，額定電壓15.75千伏，額定容量17.65萬千伏安，額定功率因數(shù)0.85，定子鐵心內(nèi)徑12.8米，轉(zhuǎn)子重572噸和490噸。引水壓力鋼管直徑7.5米，埋設(shè)在壩內(nèi)，進口高程115米。

左岸土石壩全長1223米，最大壩高56米，為粘土心墻及粘土斜墻、砂礫料壩殼土石混合壩。左岸土石壩與河床混凝土壩之間的左岸聯(lián)接段長220米，為實體重力壩。為避開片巖區(qū)，混凝土壩軸線向下游轉(zhuǎn)彎。左岸土石壩在聯(lián)接段混凝土壩上游面與其正交聯(lián)接。聯(lián)接處設(shè)有上、下游擋土墻。

右岸土石壩長130米，為粘土心墻風化石碴壩殼土石混合壩。右岸聯(lián)接段長339米，為實體重力壩。

通航建筑物布置在右岸，越過右岸混凝土連接壩段，采用垂直升船機與斜面升船機相結(jié)合的形式。全線由上游導航防護建筑物、垂直升船機、中間渠道、斜面升船機和下游引航道等5部分組成，中心線成一折線，總長1093米。垂直升船機為干式包括承重結(jié)構(gòu)、橋式提升機、提升架和直流電氣控制設(shè)備等部分。最大提升高度45米(遠景59米)，最大提升重量450噸,提升速度8米/min，平移速度30米/min。中間渠道長410米。斜面升船機用雙駝峰式兩面坡攔水，呈高低輪和高低軌相結(jié)合的布置形式。包括斜坡道、斜架車、提升絞車、摩擦驅(qū)動裝置和直流電氣控制系統(tǒng)等部分。斜坡道全長395.5米。斜面提升機最大牽引力為4×18.50=74噸，最大牽引重量365噸，最大牽引行程300米，牽引速度為30米/min。承船廂尺寸：干運為32米×10.7米×1.2米，濕運為24米×10.7米×0.9米。設(shè)計最大船舶尺寸：36.96米×7.94米×0.92米，重150噸；45.20米×10.0米×1.10米，重300噸(減載)。過船時間：垂直升船機單向運行時，干運24.2min，濕運26.2min；迎向運行時，干運33.8min，濕運37.8min；斜面升船機單向運行時，干運28.5min，濕運30.5min；迎向運行時，干運38.1min，濕運42.1min。設(shè)計的年單向通過能力：下水為82.38萬噸；上水為73.55萬噸。

在壩址上游左岸30公里處已建2座灌溉取水渠首。陶岔渠首，引水流量500立方米/秒。閘室為5孔涵洞式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，孔口尺寸6米×6.7米，閘底板高程140.米。清泉溝渠首，引水流量100立方米/秒，無壓隧洞，寬7米、高7米、長6775米，進口高程143米。

壩址河谷寬500～600米，河床中部和左部有一條深槽。河床覆蓋層一般厚度2～5米，最大厚度22米(深槽處)。壩址出露的地層主要為元古界片巖(左岸)和巖漿巖(河床和右岸)。斷裂構(gòu)造極為發(fā)育，較大斷裂帶多與壩軸線斜交，工程地質(zhì)條件復雜。各類完整新鮮的變質(zhì)巖漿巖平均極限濕抗壓強度為87～148MPa，彈性模量72400～74300MPa。地震烈度6度，大壩按8度地震設(shè)防。壩址控制流域面積95217平方公里，多年平均徑流量378億立方米，多年平均流量1200立方米/秒。按千年一遇設(shè)計，萬年一遇校核。設(shè)計洪水流量64900立方米/秒，初期規(guī)模時相應(yīng)的庫水位159.8米；校核洪水流量82300立方米/秒，相應(yīng)庫水位，161.4米，相應(yīng)總庫容209.7億立方米。1978年改為按萬年一遇洪水加20%洪量作為保壩標準，相應(yīng)庫水位164米，因此已將兩岸土石壩頂加高至165.2米，兩岸混凝土壩有19個壩段需結(jié)合后期加高要求進行加固。

多年平均可向華北調(diào)水145億立方米以上。

二期工程已近接近尾聲，大致于2013年8月份實行蓄水并進行后續(xù)的調(diào)整工作，為南水北調(diào)工程順利送水做準備。

水庫在初期工程建設(shè)時已考慮到后期大壩加高的要求，其中河床混凝土壩高程100米以下已按正常蓄水位170米方案進行建設(shè)，為大壩加高創(chuàng)造了有利條件。丹江口大壩加高工程是在丹江口水利樞紐初期工程的基礎(chǔ)上進行培厚、加高和改造。丹江口大壩加高工程于2005年1月5日開始進行前期準備工作，9月26日舉行了大壩加高工程開工儀式。2013年8月29日加高工程順利通過蓄水驗收。大壩加高工程主要包括：混凝土壩培厚加高；左岸土石壩培厚加高及延長；新建右岸土石壩及位于陶岔附近的董營副壩；改擴建升船機；金結(jié)及機電設(shè)備更新改造等。大壩加高工程完建后，壩頂高程由162米加高至176.6米，最大壩高117米,壩頂長由2494米加長到3442米，升船機規(guī)模由150噸級增加到300噸級，裝機規(guī)模仍為6×150MW不變。正常蓄水位由157米抬高至170米，相應(yīng)庫容由174.5億立方米增加至290.5億立方米,總庫容339億立方米，樞紐的功能轉(zhuǎn)變?yōu)橐苑篮椤⒐┧?、發(fā)電、航運為主。通過優(yōu)化調(diào)度，可使?jié)h江中下游的防洪能力由二十年一遇提高到近百年一遇，滿足近期向北方調(diào)水95億立方米的要求。

一期工程年均可向河南、河北、天津、北京等四省市調(diào)水95億立方米，將有效緩解中國北方水資源嚴重短缺局面。2014年12月12日下午14時32分，南水北調(diào)中線工程正式通水。選擇14時32分開，寓意著南水北調(diào)中線工程總干渠長度1432公里。

大壩監(jiān)測工作始于20世紀60年代初期，監(jiān)測人員埋設(shè)了2000多臺內(nèi)部觀測儀器，設(shè)計布置了外部變形監(jiān)測系統(tǒng)，積累了豐富的經(jīng)驗。多年來，共采集大壩、庫區(qū)原始觀測數(shù)據(jù)150多萬組，整理完成了1960～1987年、1987～1997年觀測資料編制工作，為大壩安全運用提供了可靠依據(jù)。遵循大約每10年進行一次監(jiān)測資料整編的工作原則，漢江集團對1998～2007年的混凝土壩監(jiān)測資料進行了整編，編入8萬多個數(shù)據(jù)和圖表。

監(jiān)測技術(shù)在不斷提升，監(jiān)測設(shè)備也在不斷更新。引張線自動化監(jiān)測系統(tǒng)、DJ垂線自動監(jiān)測系統(tǒng)、GPS、全站儀、電子水準儀等先進監(jiān)測技術(shù)和儀器都運用進了大壩監(jiān)測中。大壩安全監(jiān)測工作取得較好的成績，多項技術(shù)達到同行業(yè)領(lǐng)先水平，為工程安全加固和防汛提供了數(shù)據(jù)，為大壩二期工程加高設(shè)計提供了依據(jù)。1994年，《大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)分析》科研成果榮獲湖北省科學技術(shù)進步一等獎。從2003年到加高工程建設(shè)末期，針對整個大壩加高監(jiān)測設(shè)計不同階段，漢江集團提供了大量的監(jiān)測現(xiàn)狀資料，結(jié)合現(xiàn)狀提出了很多有益的建議并被設(shè)計單位采納，對監(jiān)測設(shè)計的合理性，科學性提供了有力的保障。

根據(jù)防汛調(diào)度需要，1975年，水庫管理處（現(xiàn)水庫調(diào)度中心）應(yīng)運而生，開展氣象預報、水情預報、水庫調(diào)度、無線通訊、水質(zhì)監(jiān)測、水庫地震監(jiān)測等工作。1982年，丹管局引進意大利的雨量、水位自動測報系統(tǒng)，并于1983年與意大利合作建立了水庫周區(qū)遙測系統(tǒng)，使周圍9000平方公里的水雨情況即使在惡劣天氣時也能迅速掌握。1984年，丹管局委托南京自動化研究所作了水情測報系統(tǒng)規(guī)劃。1989年與中央氣象臺協(xié)作，研制了丹江口水庫流域秋季降雨預報專家系統(tǒng)。1990年建成了水庫調(diào)度歷史數(shù)據(jù)庫。1991年，歷經(jīng)10年的努力，完成了丹江口水利樞紐水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)，該系統(tǒng)大量采用遙感技術(shù)，提高了水情氣象預報精度，使預報時間大大提前，為水庫優(yōu)化調(diào)度提供了前提。1994年，丹江口水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)獲水利部科技進步獎二等獎，并向全國水利系統(tǒng)推廣。

自1982年以來，水庫管理人員在水雨情數(shù)據(jù)采集自動化、數(shù)據(jù)整理、洪水預報方案等方面積累了豐富的經(jīng)驗。近年來，漢江集團進一步完善丹江口水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)。2005年，汛期首次實行自動化報汛，提高了報汛質(zhì)量，為全程洪水預報調(diào)度提供了及時準確的信息保證。2006年，全面實現(xiàn)流域內(nèi)南陽地區(qū)和安康、黃龍灘水庫等地水文信息的計算機網(wǎng)絡(luò)傳輸，為樞紐調(diào)度乃至長江防汛調(diào)度提供更可靠及時的依據(jù)。

伴隨著2005年大壩加高工程的全面開工，漢江集團積極調(diào)整水庫調(diào)度方式以配合項目建設(shè)。在來水正常年份，為了配合壩體裂縫檢查及處理工作對水位的要求，采取適度多發(fā)或均衡發(fā)電的運行方式削落庫水位。2014年，為實現(xiàn)南水北調(diào)中線工程汛后通水的目標，面對水庫年初水位較低，年內(nèi)來水偏少的實際情況，水庫在實時調(diào)度時嚴格控制發(fā)電流量，盡量抬高水庫水位，特別是9月，在連續(xù)發(fā)生兩場洪水的情況下，依然做出犧牲，控制發(fā)電下泄，為通水預留充足水量。