本文摘要：摘要：2019年廣東省多地區(qū)將進(jìn)行新一輪水庫(kù)的安全鑒定工作，雖然近年來(lái)分批次進(jìn)行了多輪的水庫(kù)加固工程，優(yōu)先消除了一部分問(wèn)題突出、重點(diǎn)水庫(kù)的安全隱患，保障了一批水庫(kù)的安全運(yùn)行，但是應(yīng)當(dāng)清醒認(rèn)識(shí)到當(dāng)前形勢(shì)依然嚴(yán)峻。防洪能力復(fù)核是安全鑒定的重要組成
摘要：2019年廣東省多地區(qū)將進(jìn)行新一輪水庫(kù)的安全鑒定工作，雖然近年來(lái)分批次進(jìn)行了多輪的水庫(kù)加固工程，優(yōu)先消除了一部分問(wèn)題突出、重點(diǎn)水庫(kù)的安全隱患，保障了一批水庫(kù)的安全運(yùn)行，但是應(yīng)當(dāng)清醒認(rèn)識(shí)到當(dāng)前形勢(shì)依然嚴(yán)峻。防洪能力復(fù)核是安全鑒定的重要組成部分，而水文分析計(jì)算則是防洪能力復(fù)核的基礎(chǔ)和必要先行條件，其成果的科學(xué)、合理、可靠性直接決定了防洪能力復(fù)核結(jié)論的準(zhǔn)確性、可靠性和可信性。只有對(duì)水庫(kù)進(jìn)行精準(zhǔn)的安全鑒定，才能對(duì)下來(lái)的除險(xiǎn)加固工作提供準(zhǔn)確指導(dǎo)。
關(guān)鍵詞：水文分析計(jì)算,水庫(kù),安全鑒定,防洪能力
水庫(kù)作為蓄水工程[1]，直接關(guān)系到當(dāng)?shù)貜V大居民的生活飲水、農(nóng)業(yè)灌溉、水力發(fā)電等切身利益，對(duì)水庫(kù)進(jìn)行安全鑒定，并進(jìn)一步進(jìn)行除險(xiǎn)加固工作，不僅是水庫(kù)安全穩(wěn)定運(yùn)行的保障，也是人民生命財(cái)產(chǎn)的保護(hù)。位于南方的廣東省，其水資源總量雖屬全國(guó)最豐富的省(區(qū))之一，全省多年平均水資源總量[2]1830億m3，其中地表水資源量1820億m3，地表水資源豐富，地表水也成為了廣東省水資源開發(fā)利用的主要水源。廣東省內(nèi)水庫(kù)眾多，且大多建庫(kù)較早，經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行，水庫(kù)或多或少會(huì)出現(xiàn)安全隱患，逐步推進(jìn)水庫(kù)安全鑒定、除險(xiǎn)加固消除安全隱患就顯得尤為重要和迫切。
廣東省近年來(lái)分批次進(jìn)行了多輪的水庫(kù)加固工程，但省內(nèi)水庫(kù)眾多，當(dāng)前形勢(shì)依然嚴(yán)峻。以山區(qū)惠州市龍門縣為例，全縣現(xiàn)有蓄水工程133宗，其中，大(2)型水庫(kù)1宗(天堂山)，中型水庫(kù)3宗(七星墩、梅州、白沙河)，小(1)型水庫(kù)23宗，小(2)型水庫(kù)42宗，山塘78宗。
全縣蓄水工程總庫(kù)容45149.6萬(wàn)m3，正常庫(kù)容31485.15萬(wàn)m3，控制集雨面積942km2，占全縣總面積的41%。而這些水庫(kù)大多建成于上世紀(jì)六七十年代。全縣近年來(lái)先后完成了4宗大中型水庫(kù)及8宗小(1)型水庫(kù)的安全鑒定，其中尚有2宗中型、一宗小(1)型水庫(kù)處于設(shè)計(jì)階段，完成安全鑒定的水庫(kù)僅占全縣蓄水工程的9.0%。
龍門縣計(jì)劃2019年完成對(duì)23宗水庫(kù)的安全鑒定，查找水庫(kù)存在問(wèn)題，并進(jìn)行針對(duì)性的除險(xiǎn)加固，時(shí)間緊迫、任務(wù)繁重。因此，對(duì)水庫(kù)進(jìn)行精準(zhǔn)把脈、甄別尤為重要。防洪能力復(fù)核是安全鑒定[3]的重要組成部分，而水文分析計(jì)算則是防洪能力復(fù)核的基礎(chǔ)和必要先行條件。防洪能力復(fù)核的目的是根據(jù)收集的水文資料進(jìn)行設(shè)計(jì)洪水復(fù)核和調(diào)洪計(jì)算，評(píng)價(jià)大壩現(xiàn)狀抗洪能力是否滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求。
以龍門縣內(nèi)典型水庫(kù)——七星墩水庫(kù)作為分析對(duì)象，七星墩水庫(kù)大壩為土石壩，最大壩高47.4m，為廣東省內(nèi)土石壩壩體最高的水庫(kù)。七星墩水庫(kù)位于龍門縣西南部，增江支流永漢河上游南昆河支流，為一座中型水庫(kù)，庫(kù)區(qū)集雨面積24.43km2，另有一條引水渠將南昆河干流的水引至庫(kù)區(qū)，引水集雨面積為52.95km2，引水渠區(qū)間集雨面積為0.96km2。水庫(kù)溢洪道為開敞式，無(wú)閘門控制。
1設(shè)計(jì)洪水復(fù)核
根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-2014)以及《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2017)規(guī)定，七星墩水庫(kù)屬中型水庫(kù)，工程等別為Ⅲ等，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇，與原設(shè)計(jì)一致。七星墩水庫(kù)為中型水庫(kù)，區(qū)域內(nèi)無(wú)實(shí)測(cè)洪水資料，洪水?dāng)M采用暴雨推求。
水庫(kù)壩址設(shè)有七星墩雨量站，保存完好的有1987年～2015年共29年逐日降雨資料，因此擬在分析七星墩雨量站資料的基礎(chǔ)上，與《廣東省暴雨參數(shù)等值線圖》(2003年版)查算暴雨進(jìn)行對(duì)比分析，采用偏安全的暴雨值。并采用廣東省綜合單位線法和推理公式法進(jìn)行洪水計(jì)算，結(jié)果采用其中對(duì)水庫(kù)防洪較為不利的洪水成果。
根據(jù)七星墩雨量站實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，最大24小時(shí)，P=2%雨量值為337.53mm，P=0.1%雨量值為477.03mm;最大72小時(shí)，P=2%雨量值為521.47mm，P=0.1%雨量值為742.83mm。通過(guò)對(duì)比暴雨參數(shù)值可知，查圖值均大于實(shí)測(cè)值，考慮七星墩所在南昆山為廣東省暴雨中心之一，且等值線圖暴雨經(jīng)過(guò)地區(qū)綜合，加入了歷史暴雨，結(jié)果更為安全可靠，因此暴雨參數(shù)采用等值線圖暴雨值。
由設(shè)計(jì)暴雨推求設(shè)計(jì)洪水，采用廣東省綜合單位線法與推理公式法進(jìn)行水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水計(jì)算，并作分析比較。通過(guò)計(jì)算結(jié)果與原設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果及歷次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)成果進(jìn)行對(duì)比，分析本次設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果的合理性。通過(guò)分析，計(jì)算采用的暴雨參數(shù)合理，計(jì)算方法科學(xué)，認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果合理。
由于七星墩水庫(kù)有跨流域引水情況，引水渠首設(shè)置有節(jié)制閘，洪水期間可只考慮引水區(qū)間設(shè)計(jì)洪水，同時(shí)還應(yīng)復(fù)核計(jì)算引水渠的過(guò)流能力，以引水渠最大引水流量作為洪水計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮引水渠的入庫(kù)流量。為安全起見，本次洪水疊加采用兩種疊加工況：引水工況1：洪水過(guò)程線中流量小于等于引水渠過(guò)流能力的，采用洪水過(guò)程線的洪水流量;洪水過(guò)程線中流量大于引水渠過(guò)流能力的，采用渠道過(guò)流能力的洪水流量，然后和水庫(kù)壩址以上洪水進(jìn)行疊加。
引水工況2：考慮引水渠首處的引水閘出現(xiàn)狀況，引水渠區(qū)間洪水按引水渠過(guò)流能力考慮，即將水庫(kù)壩址以上洪水與引水渠過(guò)流能力對(duì)應(yīng)的流量進(jìn)行疊加。最后以水庫(kù)壩址以上集雨面積的洪水和引水渠區(qū)間的洪水疊加后的成果作為設(shè)計(jì)洪水成果�？傻玫蒋B加后的洪峰流量成果和設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線。由計(jì)算成果可知，P=2%時(shí)洪峰流量為596.85m3/s，P=0.1%時(shí)洪峰流量為910.51m3/s。
2調(diào)洪計(jì)算
(1)確定水庫(kù)的調(diào)洪原則，七星墩水庫(kù)泄洪建筑物為溢洪道，溢洪道承擔(dān)七星墩水庫(kù)的泄洪任務(wù);溢洪道為開敞式，無(wú)閘門控制，當(dāng)水位超過(guò)正常水位時(shí)，即溢洪道堰頂高程時(shí)，則自行排洪。(2)整理并復(fù)核水庫(kù)水位～庫(kù)容關(guān)系曲線。
(3)分析計(jì)算水庫(kù)溢洪道水位～泄流量關(guān)系，并于原設(shè)計(jì)成果及歷次加固設(shè)計(jì)成果進(jìn)行對(duì)比，分析其成果合理性。(4)調(diào)洪計(jì)算，根據(jù)擬定的調(diào)洪原則以及調(diào)洪基本資料，采用廣東省水利廳調(diào)洪演算程序TH-3GD(1993.8)進(jìn)行調(diào)洪演算。由設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果得到的綜合單位線法和推理公式法計(jì)算的設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線，分別進(jìn)行調(diào)洪演算，采用設(shè)計(jì)洪水位較高的成果。
由計(jì)算成果可知，P=2%時(shí)最高庫(kù)水位為274.17m，相應(yīng)庫(kù)容為2316萬(wàn)m3，最大泄量193.8m3/s;P=0.1%時(shí)最高庫(kù)水位為275.5m，相應(yīng)庫(kù)容為2477萬(wàn)m3，最大泄量323.3m3/s。水文分析計(jì)算作為防洪能力復(fù)核的基礎(chǔ)和必要先行條件，必須保障其參數(shù)選擇合理、計(jì)算方法科學(xué)及計(jì)算成果合理，否則接下來(lái)的工作將會(huì)充滿問(wèn)號(hào)。
有了科學(xué)、合理的水文分析計(jì)算成果后，則可在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析水庫(kù)大壩的抗洪能力：(1)在調(diào)洪計(jì)算確定的防洪設(shè)計(jì)水位基礎(chǔ)上，再計(jì)算壩頂超高，可得到滿足防洪標(biāo)準(zhǔn)要求的最低壩頂高程，與現(xiàn)狀實(shí)測(cè)壩頂高程對(duì)比，可復(fù)核大壩現(xiàn)狀抗洪能力是否滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，同時(shí)，對(duì)土石壩還應(yīng)復(fù)核防滲體頂高程是否滿足防洪標(biāo)準(zhǔn)。
(2)復(fù)核溢洪道控制段、泄槽段擋墻能否滿足規(guī)范要求。
(3)復(fù)核設(shè)計(jì)洪水狀況下下泄流量情況及對(duì)下游的影響。綜上分析，可知七星墩水庫(kù)原設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)滿足要求，水庫(kù)溢洪道可滿足安全泄流要求，水庫(kù)調(diào)度方式符合水庫(kù)特點(diǎn)，大壩現(xiàn)狀高程滿足規(guī)范要求，但溢洪道控制段擋墻頂高程不滿足校核洪水位水面的超高要求，溢洪道下泄最大流量時(shí)，存在安全隱患，影響溢洪道兩側(cè)邊坡的安全。七星墩水庫(kù)大壩防洪安全性可評(píng)為C級(jí)。
3結(jié)束語(yǔ)
水文分析計(jì)算作為防洪能力復(fù)核的基礎(chǔ)和必要前提條件，其成果的科學(xué)、合理、可靠性直接決定了防洪能力復(fù)核結(jié)論的準(zhǔn)確性、可靠性和可信性。在實(shí)際工作中應(yīng)當(dāng)充分重視水文分析計(jì)算，結(jié)合不同工況，合理采用相應(yīng)的計(jì)算方法，保證成果的客觀準(zhǔn)確性。
當(dāng)然，防洪能力復(fù)核只作為水庫(kù)大壩安全鑒定的其中一部分，要對(duì)水庫(kù)大壩安全狀況進(jìn)行準(zhǔn)確分類，還應(yīng)結(jié)合工程質(zhì)量安全、滲流安全、結(jié)構(gòu)安全、金屬結(jié)構(gòu)安全等評(píng)價(jià)情況，綜合分析評(píng)價(jià)水庫(kù)狀況，同時(shí)還要重視歷史資料的收集、整理及分析，尤其是運(yùn)行中歷次出現(xiàn)的險(xiǎn)情情況，要進(jìn)行重點(diǎn)針對(duì)性的分析，查找原因，分析其安全隱患�？傊�，只有對(duì)水庫(kù)進(jìn)行精準(zhǔn)的安全鑒定，才能對(duì)下來(lái)的除險(xiǎn)加固工作提供準(zhǔn)確指導(dǎo)。
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