白盆珠水库从“8.16”特大暴雨后析大坝加固的紧迫性

白盆珠水库从“8.16”特大暴雨后析大坝加固的紧迫性

袁庆忠

惠州市白盆珠水库工程管理局

摘要：白盆珠水库位于广东省惠东县境内，2013年8月16日，受强台风“尤特”影响，导致白盆珠水库尾水河道两岸冲毁，水库的发电厂厂房进水，主副坝电源供电中断了数天，给大坝安全性和稳定性造成了严重的影响，在这一背景下，本文通过分析8.16特大暴雨以来白盆珠水库大坝的环境监测及大坝运行状态数据进行分析，验证了目前白盆珠水库大坝加固的紧迫性，对确保白盆珠水库（工程）安全具有非常重要的意义。

关键词：白盆珠水库；大坝加固；8.16特大暴雨；台风

引言

白盆珠水库位于广东省东江一级支流西枝江上游的惠东县境内，总库容12.2亿立方米，正常水位76.00米，其建成以来创造了巨大的社会效益[1]。坝顶高程88.2米，最大坝高66.2米，坝顶长240米。整个水库对保障下游惠州市、惠阳县、惠东县、惠城区、京九铁路和惠州机场等地区和重要基础设施安全具有非常重要的意义[2]。水库自2013年8.16特大暴雨事故以来，由于供电系统故障，导致底孔弧形工作闸门开启后无法关闭，对水库造成了重大的影响[3]。

在这一背景下，本文通过研究和分析8.16前后大坝环境参数和状态数据的变化，对大坝加固的必要性进行了研究和分析，得出了当前白盆珠大坝加固非常紧迫的结论，对保障白盆珠大坝安全稳定运行具有非常重要的意义。

1白盆珠大坝渗透压力水位分析

渗透压力水位分析可以有效的判断大坝当前的防渗透能力，对大坝防渗透设计破坏情况进行详细的了解，本文在分析过程中主要是通过当前大坝监测系统中的渗压计监测到的大坝左右坝肩的渗透压力数据，同时在渗透压力水位分析中，本文将考虑到大坝上游水位、降水、时间等因[4]子，采用回归模型对因子进行筛选，最后得到最优的渗透压力水位分析模型，利用该模型计算各个因子的相关系数和剩余标准差，然后根据回归效果就可以快速得出相关的定性分析结论，确定检测点渗透压力水位参数变化的规律性、合理性和可信度，并且根据因子的显著性，还可以确定主要的因子，根据主要因子和滞后时间的推算可以进行相关分析和验证，本文采用的统计模型如下[8]：

在该模型中，为模型的影响因子，为水深和降水量因子，其中到参数的具体含义如下：

为当日白盆珠大坝上游水深，单位为m；

为前一日到前10日白盆珠大坝上游平均水深，单位为m；

为前11日到前30日白盆珠大坝上游平均水深，单位为m；

为前31日到前60日白盆珠大坝上游平均水深，单位为m；

为当日降水量，单位为mm；

基于上述统计模型，在具体的分析中，势函数和流函数为一对共轭函数，在渗透比较稳定的时候[9]，其主要为空间的位置函数，空间位置固定，而这个过程中各个监测点的势函数和流函数是不会随着时间改变的，如果这个时候监测到的数据如果发生改变，那么表示大坝的渗透流场在改变，基于上述原理，我们可以来对监测点获得的观察数据进行分析，并且在分析过程中，势函数可以用位势来进行表示，其关系如下[5]：

位势=（）/（）X100%

为测压管的水位，单位为m，为水库上游水位，单位为m，为水库的下游水位，单位为m。基于上述模型和关系，本文对测量的数据进行了分析，得出了白盆珠水库位势过程线基本与渗压过程线保持一致的结论

2白盆珠水库浸润线分析

浸润线分析可以观察水库的浸润情况，通常情况下可以根据渗透压力水位来绘制出实际的上游水位下的浸润线，如果在实际的分析过程中浸润线高于水库设计时候的浸润线，则此时大坝的状态不稳定，存在一定的安全隐患，如果偏离越大，隐患越大，对于大坝的稳定性越不利[6]，同时还可以计算在该水位下的理论浸润线，通过比较分析。本文在分析过程中，是采用了第一种方法，引用白盆珠水库大坝在2005年到2015年的大坝安全监测数据进行分析[7]，并且以坝体（5#坝腔，7#坝腔，8#坝腔）三个断面观测仪器采集的数据，对大坝各个检测点的数据进行了相关性分和位势值分析，其结果如下：

1）相关性分析

在本文读取的B1A到B13A的13个监测点的渗压计的数据，对数据进了消除滞后影响，然后套入前文所述的模型中，对其进行相关性分析，得出了除了B10A与白盆珠水库的水位的相关性较好，并且出现了较为明显的滞后现象，其余的检测点的相关性测试结果都比较差。

2）位势值分析

同时在分析过程中，本文还将B1A到B13A中的13个监测点的渗压计的位势值进行了计算，得到了如下表1所示的结果，通过该结果可以明显的看出，从大坝不同的断面中，B1A到B5A以及B6A到B13A中的位势值逐渐降低，从B1A、B6A、B10A监测点的渗压计的位势值是逐渐升高的，总体来讲在白盆珠水库的水位较高的时候，其位势值相对较低，在水库的水位较低的状态下，位势值相对较低。

3绕渗分析

绕坝渗流是影响大坝安全稳定的一大重要因素8]，通过绕渗分析可以对大坝的左右岸存在的不确定因素进行分析，结合测量的到的左右岸的渗压数据，得出了分析结果如下图4所示。可以看出，在白盆珠大坝的左岸渗压计（BL1~BL4），在消除了滞后和一些不确定的因素的影响后，BL1与白盆珠水库大坝的水位的性关系较大，BL2的相关性较小，而从计算得到的时间曲线来看，BL3和BL4与整个大坝的水位的相关性非常好，有着非常密切的水力联系。

综合大坝的环境和地理参数分析，在大坝的右岸主要是由于地质条件的影响，导致了右岸的饶渗规律非常复杂，在BR1中起测量得到的饶渗参数几乎与大坝的水位参数呈现全正向的关系，与水位几乎同涨同落，而BR5到BR10与大坝的水位几乎没有固定关系，BR3和BR4呈现较小的相关性。

4结论

本文利用白盆珠水库的坝体和环境监控系统的数据，从大坝渗透压力、浸润线、绕渗和渗流量四个方面进行了全面的数据分析，以2011年到2015年间的数据分析得出的结果，整个白盆珠大坝在2013年8.16特大暴雨后，大坝的反渗透系统受到了较为严重的破坏，主要是由于当时白盆珠水库出现连续三天强降雨，后又出现超强台风“天兔”影响，特别是2015年后，需要对大坝进行紧急加固，以确保整个白盆珠水库大坝的安全和稳定。

参考文献

[1]刘洪,王梓,程永东,王达剑.白盆珠水库“8.16”事故浅析及防洪应急电源设计[J].广东水利水电,2016,01:49-51.

[2]刘金凤.白盆珠水库设计洪水分析研究[D].河海大学,2003.

[3]王士军,王仁钟,金利国,翁维金.白盆珠水库土坝实时安全监测系统设计[J].珠江现代建设,1997,01:27-30.

[4].关于全国大型水库大坝安全责任人名单的通知[J].中华人民共和国水利部公报,2009,03:18-35.

[5].水利部关于公布全国大型水库大坝安全责任人名单的通告[J].中华人民共和国水利部公报,2013,02:63-91.

[6]沈雪娇.惠州市白盆珠水库“2013.08”特大暴雨洪水分析[J].广东水利水电,2014,09:26-31.

[7]曾朝晖.白盆珠水库土坝渗流及坝坡稳定分析[J].广东水利水电,2007,03:22-24.

[8]杜河清,郑江丽,龙晓飞,高龙华.东江建坝对生态的影响分析[J].人民珠江,2011,05:48-50+56.