第九节　花凉亭水库

花凉亭水库位于大别山南麓皖河支流长河的岔路乡花凉亭，下距太湖县城5公里，是一座具有防洪、灌溉、发电综合性功能的大型水库。长河属长江流域皖河水系，水库控制面积1870平方公里，占长河流域面积的73%，占皖河山区面积的42%。水库以上支流众多，地貌多属陡峻高山形，地形西北高东南低，岩石风化严重。由于长期滥伐森林，陡坡开荒，造成大量水土流失，估算库区挟带的泥沙年平均量达170万立方米。流域内多年平均降水量1474.6毫米，多年平均来水量14.7亿立方米。皖河历史上洪、旱、涝频繁。水库于1958年兴建，1962年停工缓建，1970年复工续建，到1976年主体枢纽工程已按设计要求基本完成。水库最终规模按千年一遇洪水设计，万年一遇洪水校核。校核洪水位97.61米，总库容23.98亿立方米，其中防洪库容8.68亿立方米，兴利库容8.75亿立方米，死库容6.55亿立方米。花凉亭水库枢纽工程包括拦河坝、溢洪道、泄洪洞、发电洞和电站厂房。拦河坝为粘土心墙砂壳坝，坝顶高程99.0米，最大坝高57.5米，坝长570米。防浪墙顶高程100.0米。溢洪道为开敞式，共有8孔，总净宽96米，装有闸门控制，底槛高程82.8米，万年一遇下泄流量10320立方米每秒。泄洪洞系圆形压力隧洞，进口高程60.0米，最大泄量524立方米每秒。发电洞进口底高程43.0米，最大泄量473立方米每秒。电站装有4台1万千瓦的机组，1981～1987年陆续并网运行。花凉亭水库枢纽工程总投资9353万元，共完成砂、石方518万立方米，混凝土近4万立方米。水库自蓄水运用以来，在防洪、灌溉、发电、养殖方面发挥了很大效益。
一、勘测
50年代初，安徽省和专区水利部门就组织力量对皖河进行勘测，设立花凉亭水文站收集系列水文资料。1954年4月，安徽省水利厅编制《皖河全流域查勘报告》，提出建花凉亭水库。1956年为编制《巢滁皖流域规划》，治淮委员会巢滁皖流域规划组派勘测队实地选定花凉亭水库坝轴线。同时长江流域规划办公室和省水利厅负责人陪同苏联专家布可夫查勘花凉亭坝址。1957年7月至1958年8月，治淮委员会地质勘测队、南京大学生产实习队、安徽省水利电力厅地质勘探队先后对皖河流域及坝址地质等进行勘探和复测，最后选定了三条坝轴线，经过比较，以下坝轴线花凉亭为最佳。此坝轴线南起花凉亭山头，北接吉家屋山岗，山谷狭窄，全长570米。河道流向大致顺着岩层东流，地质构造由变质岩组成，岩性密实、坚硬，可满足坝基承载力要求。坝址区河床复盖层较厚，一般8～11米，多为中、粗砂夹少量卵石。河床左岸有淤泥层呈透镜体，易发生沉陷与滑动，且风化石层较厚，右岸风化石较薄，岩石新鲜，裂隙较不发育，单位吸水量小。坝址沿河两岸，土、砂、石料储量丰富，运输方便，选择心墙砂壳坝是最经济的坝型。花凉亭水库地表水和地下水水质属矿化度较低的淡水，是工业和饮用的水源。
二、规划设计
1958年，治淮委员会勘测设计院和安徽省水利厅，分别编制了花凉亭水电站工程设计文件和工程计划任务书。是年7月淮委撤销，省水电厅设计院继续编制。1959年8月，省水电厅设计院编制了《花凉亭水电站初步设计书》，1960年2月经省计划委员会批准。该设计书设计水库按百年一遇洪水设计，千年一遇洪水校核。水库以发电、防洪为主，结合灌溉、航运等综合效益。大坝顶高96.5米，正常高水位88米。设计洪水位为94.0米，校核洪水位95.3米，总库容21.7亿立方米。枢纽工程包括拦河坝、发电洞、溢洪道、发电厂房4个主体工程。建筑物位置均在大坝右岸。拦河坝最初考虑采用粘土斜墙坝，因复盖较深改为心墙砂壳坝。心墙底部及右岸进行防渗处理及帷幕灌浆，施工后又改为粘土心墙铺盖砂壳坝，坝顶高程96.5米，防浪墙顶高97.7米。溢洪道在右岸山凹处，系开敞自由溢流式，不设闸门控制，底高程88.0米，底宽120米，其中60米筑土坝临时挡水。1962年考虑下游防洪要求，曾修改为开敞式闸门控制，装闸门6扇，净宽72米，堰顶高84.0米。发电洞全长470米，主要作用为引水发电并兼作施工导流和放水底孔之用，由拦砂坝、进水口竖井、压力隧洞、调压井、引水发电支洞和出口闸门等部分工程组成。发电洞进口底高程43.0米，出口断面4.5米×4.5米，底高程42.15米。其出口的放水底孔采用固定封孔的方案。1962年曾提议改装闸门。发电厂房安装水轮发电机组4台，每台1万千瓦。
1970年复工续建时，编制了《花凉亭水电站修正设计》，水库是以发电、防洪、灌溉综合利用的水利枢纽。防洪标准定为千年一遇洪水设计，万年一遇洪水校核。拦河坝为一级水工建筑物，坝顶高程98.5米，心墙顶高96.5米，坝顶宽8米，最大底宽442.8米。上下游坝坡均设有两级平台，大坝左岸设宽约10米的上坝公路1条。防浪墙顶高程99.4米，死水位74.0米，汛期限制水位85.5米，正常高水位88.0米；兴利库容8.75亿立方米，设计洪水位95.58米，校核洪水位97.61米，总库容23.98亿立方米。溢洪道根据水工模拟试验采用实用堰，堰顶高程82.8米，以鼻坎挑流消能，系8孔，总净宽96.0米，设弧形闸门，万年一遇下泄流量10320立方米每秒。发电洞考虑在非常时期参加泄洪，出口改为高压弧形闸门控制。泄洪洞位于右岸，是1970年工程续建时，遵照当时“备战、备荒”的精神而增加的设计项目，按二级建筑物标准设计。隧洞全长480米，洞径8米，进口底槛高程60.0米，出口为挑流消能，有闸门控制。
1980年大坝加固初设方案汇报和1982年花凉亭水电站大坝加固工程初步设计，指出水库是以防洪、灌溉、发电等综合利用的大型水利水电枢纽。
三、施工
〔施工组织〕
1958年7月，中共安徽省委决定兴建花凉亭水库，8月批准施工方案，组建花凉亭工程局。施工力量由原治淮委员会第六建筑工程队和工程总队第三、五等支队合并而成，属安徽省建筑厅领导，1959年下半年改属安徽省水电厅领导。工地设有指挥所，有职工1000余人。施工总方案原为1年拦洪、2年发电。1970年9月花凉亭工程复工，由安徽省水电局建筑安装公司、安庆行署水电局工程队和太湖等5县民工共同承担施工。
〔大坝填筑〕
导流：按原设计利用发电隧洞作导流。1958年8月，发电洞开工后，由于岩石坚硬及施工机械设备不足，进度缓慢，决定在左岸台地开一条5年一遇洪水标准的引河，通过的流量为185立方米每秒，以代替发电洞在枯水期的导流任务。引河工程于1958年9月初开工，下旬完工。拦河坝于10月初开工，但中旬就遭洪水袭击，围堰破溢。1959年2月又遇意外洪水，打乱了整个施工部署，误工2个多月。发电洞导流计划因设备不足无法实施，经报上级同意筑引河保护工程，仍用引河进行导流。保护工程于3月下旬动工，5月基本完成。自4～6月，曾安全行洪10余次，使大坝填筑得以顺利进行。9月引河正式合龙。合龙方案以块石断流，上游抛土闭气，随即转入隧洞导流。
基础处理：拦河坝河床段覆盖深度有8～11米，沉积砂呈疏松状态。工程局采用爆炸震密法加固地基，并取得成功，当时在国内尚属首例。共炸1019个孔穴，加固面积9.2万平方米。经3次爆炸，累计地面沉降平均达33.7厘米，干容重由1.36吨每立方米提高到1.55吨每立方米。
坝身填筑：1958年10月，正式填筑拦河坝砂壳，心墙钢板桩截水墙打桩工作进展缓慢，难打到规定深度。采用粘土水平铺盖及心墙方案，小断面施工，上游坝按设计断面填筑，下游坡采用临时断面。至1959年2月，河槽段拦河坝已上升到53米高程，9月抢筑到72米高程时进行引河合龙。1960年4月，引河段坝体与河槽段相平后，全坝段均衡填筑，10月起拦河坝开始全面填筑。1962年拦河坝心墙筑到86.0米高程，上游坝体达91.0米，上游面块石护坡达85.0～88.0米高程，下游坡脚排水体已筑到46.0米高程，以后停工缓建。
1970年9月花凉亭工程复工，1971年开始拦河坝下游砂壳填筑。至1974年底下游砂壳全断面填筑到与心墙平齐，倒滤体堆石全断面到达53.3米高程，下游块石护坡砌至66.0米高程。1975年10月，心墙下游因碾压不实大面积返工，历时达2个月，其后拦河坝继续填筑。至1976年底，拦河坝主体工程全部结束。上、下游坡均采用块石护坡，上游采用竖砌法，下游采用平砌法护坡。
为了保证大坝施工质量，在设计阶段对料场进行调查和试验，施工前又进行碾压试验，根据压实功能指标，拟订出实施指标和措施。在施工过程中大搞技术革新，以运输、上坝、碾压三项目为攻关课题，自制木斗车、木轨、柴油机车等，并用采砂船采砂，使运输功效大大提高。修复和配备宽皮带机，以解决坝面升高和上坝运输困难的矛盾，又改进碾压工具和方法，保证了施工质量。从整体来说，拦河坝施工质量是好的，坝面检查取样共计24.9万个，合格率达96%。
〔发电洞施工〕
1958年8月发电洞进水明渠最先开工，1959年4月全断面扩大完成，配合引河导流。1960年6月，完成检修平台浇筑及闸门安装。1970年10月，发电洞下游出口弧形闸门施工，至1974年安装完成，1975年12月正式启闭使用。上游拦砂坝分两期用围堰施工。自1970年12月开工，到1971年元月全部完成，顶部高程51.5米。4条发电支洞石方于1959年12月开挖，到1960年7月，包括混凝土衬砌浇筑全部完成。1970年复工后，至1973年，清除完成分岔段石方并进行混凝土衬砌及钢管段衬砌。1960年完成调压井石方开挖任务。1970年复工后进行圆筒浇筑、井壁混凝土衬砌。1973年12月底，调压井工程全部完成。
〔溢洪道施工〕
溢洪道自1959年3月结合拦河坝代用料的需要进行开挖，时断时续，至1961年底，左半部约有30余米基本上开至88.0米高程。工程进入缓建阶段后，为了达到临时保坝要求，1963年正式大面积开挖，由宿县专区水利工程队施工。至1965年，已按保坝工程断面开至底高82.8米，底宽65.0米，左岸保留15米未开，并进行临时护坡。根据当时开挖规模，可防御300年一遇洪水。1971年8月继续开挖，由省水电局建筑安装公司施工。1974年溢洪道土建工程全部建成，1979年8扇闸门安装完成。
〔泄洪洞施工〕
泄洪洞为复工时增设的项目。1970年11月，上、下游洞口同时开工，1971年11月隧洞全断面打通，并进行建筑物浇筑工程。至1974年，完成进口平板事故闸门、出口高压弧形闸门及启闭设备的安装，1980年泄洪洞首次泄洪。
〔发电厂房施工、设备安装〕
1959年6月，发电厂房土建工程开工，1960年完成基础混凝土及行车柱浇筑任务后即行停建。1970年复工后，续建厂房土建工程、行车安装定位、升压站、开关站施工，到1975年厂房土建工程基本完成。
1976年，在“大战一百天完成倒送电”的口号下，开始安装所需的机电设备。1978年完成了1号、2号1万千瓦水轮发电组埋设部分的安装和混凝土浇筑，其后由于抗震安全问题尚需探讨和论证，机组安装工程暂停。1980年底，安徽省计划委员会下达花凉亭水电站维护性装机发电的文件后，于1981年10月、11月先后完成1号、2号机组的并网发电。1984年5月开始筹备3号、4号水轮发电机组的扩建配套工程，至1987年元月，3号、4号水轮发电机组正式并网投产。
四、管理
〔管理机构〕
1976年枢纽工程基本完成，当时的管理机构是花凉亭水电站工程指挥部。1977年5月，撤销安庆地区花凉亭水电站工程指挥部，成立安庆地区花凉亭水库管理局。是年9月，中共安庆地委通知，暂不撤销花凉亭水电站工程指挥部，指挥部与管理局合为一个机构，两块牌子。1984年5月，安徽省花凉亭水电站与安庆地区花凉亭水库管理局合并，命名为安庆地区花凉亭水电站，属安庆行署领导，行政级别属正县级单位。
〔控制运用〕
花凉亭水库防洪调度权属安徽省防汛指挥部。1960～1970年，汛期限制水位控制在60米以下。1970～1980年，汛期限制水位为65米，以后几年逐步提高。1986～1988年稳定在75米。根据控制运用办法，当水位超过汛期限制水位时开启泄洪洞，水位超过82.8米，溢洪道自由溢洪。1969年7月，水库遭遇50年一遇的洪水，库水位达到80.23米，最大进库流量5475立方米每秒，最大泄量624立方米每秒，削峰89%。从多年渗流位势和沉陷观测资料看，尚未发现异常现象；加之粘土心墙多次进行灌浆处理，效果也较好。
〔水工观测、水文测报〕
对大坝曾进行沉陷、位移和渗漏量的观测。1959年和1960年，两次在上游坝面埋设的16个沉陷测点，由于施工碰撞、埋压和“文化大革命”期间停测等原因已废弃。1975年4月，当心墙筑到90米高程时，用钢板埋置了9个沉陷点，观测心墙在90米以上加负荷时的沉陷情况。1976年10月，在大坝上、下游的戗台和坝顶点又埋设了36个沉陷测点。从观测数据分析，均符合大坝运行正常规律，今大坝年沉陷率已趋稳定。
位移观测始于1978年。根据观测资料，在水库运行水位较低时，其上、下游坝面的位移值极小，而几次水位陡升时就有比较显著的位移，其规律是上游坝面向上游位移。
测压管观测始于1960年6月。首次在7个断面埋设了19根测压管，测得心墙中心线的位势大都在35%左右，与原设计计算值相一致。1977年又埋设了44根测压管和2个心墙浸润管。心墙的位势较设计值和前期观测值降低了50%以上，这说明防渗效果逐渐提高，单宽渗漏量为原设计值和前期相同水头的50%。
1953年设花凉亭水文站，在库址处观测水位、流量和雨量。其后在库区流域内设马嘶铺、弥陀寺等雨量站及周家河进库流量站，并向中央防汛总指挥部和省、地等防汛指挥部报汛。在较大洪峰时，还作预报以指挥防汛和水库调度之用。
〔维修养护〕
1966年8月后，发现心墙在55～70米范围内明显纵向裂缝，最大缝宽达20毫米，并可见水平裂缝，决定采用粘土灌浆措施。第一期灌浆是在1966～1968年，采用湿解法制浆。共灌孔48个，总灌入粘土浆1572立方米，平均单孔吸浆为39立方米。第二期粘土灌浆在1972～1974年，共计74孔，采用1次成浆法，共灌入浆液1640立方米。1980～1981年进行第三期灌浆，是采用干钻造孔法，共灌孔50个(最后回填了几孔)。从已灌入的浆体，由探井中直观鉴定和室内物理力学试验，其强度和防渗均能满足要求。1975年春，在原设计基础上对发电洞进水口事故检修闸门和进水口两闸孔的护衬钢板进行增补、锚固加强并以压浆混凝土灌实。1984年对进口闸门漏水进行检查并大修。
五、迁移安置
花凉亭水库淹没区所辖范围均在太湖县境内，含4个区，计划需移民11508户共46329人，拆除房屋49662间，淹没耕地43713亩。安置工作由太湖县人民政府负责，本着先低后高、统一安排与自愿结合的原则。分三个去向：不愿离开山区，由低处移到高处，从事林、茶、牧、副、渔生产；不愿离开山区，就地插入邻乡从事农业生产；愿离开山区，可自行投奔亲友，或由政府统一安排到下游农村参加生产。到1962年底，已迁移8261户计30115人，折迁房屋30203间。后由于水库缓建，陆续返回11631人，搭盖临时房屋，就近耕种，但农业生产无法保证，且回迁现象有增无减。截至1988年止，虽已蓄水发电，但只能低水头运行，影响经济效益发挥。1959～1988年，共计拨移民安置费2319.4万元。
六、效益
花凉亭水库建成后，可使百年一遇洪峰由10920立方米每秒削减77%至2500立方米每秒；使千年一遇洪峰17270立方米每秒削减47%。自1960～1988年，入库流量大于2000立方米每秒的洪峰有21次，其中超过下游太湖县城防洪能力4000立方米每秒的洪峰计有6次，一般削峰能力在89%～94%。1983年的洪水削峰达94%。是年最大进库流量7784立方米每秒，而最大下泄流量为464立方米每秒，使下游长河两岸17万亩农田和17.8万人的生命财产免遭洪水威胁。据估算，截至1983年止，防洪效益达6.8亿元。1981～1988年，累计发电3.83亿千瓦时，主要供应安庆、铜陵两工业城市和太湖、贵池等5县县城工业及农村排灌用电。利用花凉亭灌区渠首枢纽和干渠水位差发展小水电，装机4台共960千瓦，平均年收入16万元。
花凉亭灌区设计面积103.3万亩，灌溉设计流量70立方米每秒，在干旱年份水库能向灌区供水6.6亿立方米。灌区自1964年开始受益，1971年扩建，至1988年实灌面积已达63.5万亩。1978年灌区遭遇30年来未遇的旱灾，从6月15日到10月13日，130天未下透雨，全年从水库引水4.1亿立方米，实灌面积达50万亩，使大旱之年夺得了农业丰收。据1984年对灌区4县的典型调查，每年每亩因灌溉净增粮食平均为90公斤。从1966～1988年，灌区从水库累计引进水量87.6亿立方米，累计灌溉农田999.7万亩。
水库蓄水以后，正常蓄水面积约为78.2平方公里，最大水面宽约4公里。坝址到寺前、黄镇、牛镇各区均可通航。花凉亭到岳西店前55公里可通排。1978年后，水上运输业有很大发展，共有大小船只130艘，780吨位，年货运量19万吨。在正常水位下，可养殖水面约11.7万亩。1974～1987年，共捕鱼650余万公斤，折合人民币1000余万元。