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关于友谊水库防汛预案的分析

邱晓辉

（铜川市耀州区水务局        陕西      铜川   727100）

摘  要  依据友谊水库工程现状，通过调洪计算，确定汛期水位，落实险情监测、巡查和上报机制，科学制定不同量级洪水防御方案，为水库安全度汛提供借鉴。

关键词  友谊水库；汛限水位；防御方案。

1水库工程基本状况

友谊水库位于铜川市耀州区，距县城22km，坝址介于耀州区石柱镇京兆村与上龙村之间，是一座以灌溉为主，兼有人畜饮水、防洪等综合效益的小（2）型水库。

水库所在的流域为漆水河支流—小河沟上游流域，流域总面积为49 km2。友谊水库库区回水范围为黄土残塬沟壑区，水库坝址控制流域面积12.6km2，占全流域的25.7%，坝址以上主沟道长6.3km，河道比降36.5‰。

友谊水库建于1978年4月，2009年10月由陕西省水工程勘测规划研究院编制《友谊水库大坝安全论证报告》，铜川市水务局组织对友谊水库进行了安全鉴定，鉴定结论为“三类坝”。

友谊水库经2013年11月除险加固改造后，水库工程病害已全部得到加固处理，枢纽工程等级为Ⅴ等小型工程，主要建筑物等级为5级，次要建筑物为5级。防洪标准按20年一遇洪水标准设计，设计洪水位1002.29m，相应下泄流量60m3⁄s；200年一遇洪水标准校核，校核洪水位1003.18m，相应下泄流量118m3⁄s。总库容97.4万m3，正常挡水位1000.60m，兴利库容56.9万m3，滞洪库容26.9万m3。

水库枢纽工程由均质土坝、开敞式溢洪道、卧管放水涵洞三部分组成。大坝为碾压式均质土坝，坝高25.0m，坝顶高程1003.80m，坝顶设有防浪墙（墙高0.5m），坝顶宽3m，坝底宽135m，坝顶长137.25m；放水设施布置在坝左岸，采用分级放水卧管形式，包括卧管和涵洞两部分，设计最大放水量为0.3 m3/s；溢洪道位于大坝右岸，为开敞式宽顶堰，溢流段宽度20m，进口高程1000.60m。溢洪道按20年洪水标准设计，设计下泄流量为60m3/s，200年洪水标准校核，校核下泄流量为118m3/s，最大下泄流量118m3/s，最大单宽流量5.9m3/s。

水库控制流域内无水文和雨量站，属无水文资料地区。

2汛限水位的确定

2.1调洪计算

《铜川市耀州区友谊水库除险加固初步设计报告》中对水库的设计和校核洪水进行了调洪计算，调洪演算方法采用单辅助曲线半图解法列表试算。

调洪演算的边界条件：

⑴调洪计算只考虑溢洪道泄洪（无闸门控制），卧管及输水涵洞不参与调洪；

⑵起调水位为正常蓄水位1000.60m；

⑶水位库容曲线及溢洪道泄流曲线参见附表；

⑷调节计算的时段Δt为1h；

⑸调洪演算基本原理为水量平衡方程，即：

计算结果为：20年一遇设计洪水调洪演算，水库最高洪水位为1002.29m,最大下泄流量为60m3/s。200年一遇校核洪水调洪演算，水库最高洪水位为1003.18m,最大下泄流量为118m3/s。因此汛期限制水位原确定为1000.60m。

为切实做好水库洪水调度工作，今年我们重点对一般洪水（10年一遇）进行了调洪计算，计算时起调水位仍取1000.60m，按正时序列表试算法进行计算。其结果见下表。

不同频率洪水调洪计算成果表

上表可见，起调水位为1000.60m时，水库遭遇小洪水或设防标准洪水，其结果均未超过水库的最高限制水位1003.18m和溢洪道最大下泄流量118m3/s。

2.2.不同时段洪水机率分析

以桃曲坡水库所在沮水河流域为参考，发现超过100m3/s的洪水主要集中在7、8两个月，机率占到83.5%，其中8月份占到60%左右，洪水多由短历时暴雨形成，表现特征为峰高量小，突发性强，历时短，含沙量大，防御难度大。9、10月份发生较小洪水的机率居多，洪峰流量一般在50m3/s以下，超过100m3/s的较大洪水基本不发生在这两个月，主要形成原因为连阴雨，特征为峰小量大，可预见性强，历时长，含沙量低，防御难度小，有利于水库蓄水。洪水机率见下表。

沮水河流域洪水时空分布机率表

漆水河流域与沮水河流域相邻，根据相邻流域具有相似性的特点，认为漆水河流域的洪水时空分布同上。

2.3综合分析

鉴于以上分析原因及调洪计算成果，为保证水库枢纽工程安全，我们计划今年友谊水库汛期限制水位采取分期控制。即：主汛期（七、八、九三个月）限制水位确定为1000.00米，次汛期（六月和十月）限制水位确定为1000.60米（即水库正常挡水位）。这样以来，既保证了枢纽工程，又增大了水库的调蓄能力，较为合理地解决了防洪与兴利之间的矛盾。

3水库险情预测（或突发事件危害性分析）及抢护方案

3.1重大工程险情分析

导致水库工程出现险情的主要因素:①水库工程设防有一定的标准，当遇到超标准洪水时，就有可能发生险情，危及大坝安全，产生灾害损失；②水库工程本身有病险和隐患，虽未发生超标准洪水，但已危及大坝安全，可能会发生险情；③地质灾害或地震灾害。

3.2分析可能出现重大险情的种类、发生部位和危害程度

3.2.1超标准洪水：当流域内发生超标准洪水（即入库流量大于148m3/s）时，认为流域发生超标准洪水，水库防汛进入非常状态，库水位急剧上涨，一旦达到1003.18m后仍呈上涨趋势，将超过坝顶，冲刷坝坡，发生漫顶垮坝。

3.2.2冲刷：易产生冲刷的部位有护岸、大坝迎水坡、泄水建筑物的消能设施。冲刷险情主要分为风浪冲刷、水流冲刷。风浪冲刷主要针对大坝迎水坡及护坡，迎水坡一般采取干砌石护坡，当护坡采取的石料质量不合要求、施工质量差、养护修理不及时等情况时，在风浪的冲击、冰层挤压等破坏因素影响下，会使护坡遭受不同程度的破坏，甚至威胁到大坝安全。水流冲刷会引起坝角土体崩岸及泄水建筑物消能破坏。它不但在汛期高水位发生，在中水位或落水阶段也常发生。

3.3险情监测与报告

3.3.1险情监测和巡查

（1）坝体检查与巡查

①检查坝体有无裂缝，尤其是坝体与岸坡的连接部位，异性材料的结合部位等。检查坝体和库区周围排水沟、截水沟、集水井等排水设备有无损坏、裂缝漏水或被土石块、杂草等阻塞；检查坝体有无洞穴或害虫害兽的活动迹象。

②检查坝坡有无滑坡，坍塌、塌陷和隆起现象，以及是否存在蚁穴、鼠洞等隐患。检查坝体背水坡有无散浸、集中渗流及裂缝、滑坡现象；草皮护坡有无冲沟或鼠洞现象；坝脚和坝肩渗流有无异常，有无管涌、流土现象；注意观察排水棱体护面有无裂缝、塌陷、滑坡等险情。迎水坡侧水面以下持探水杆沿水边探摸检查干砌石护坡是否松动、塌陷、垫层流失、石块架空、翻起等现象。

③沿坝顶走，检查防浪墙有无裂缝、变形、沉陷和倾斜等。坝顶路面有无坑洼，排水是否畅通，坝面有无冲沟，观测设备是否完好。

④检查坝前区是否存在漏水点。

（2）卧管及放水涵洞检查

①卧管检查：卧管进水口有无裂缝、堵塞或其他损坏现象。

②洞身的检查：洞内有无变形、裂缝、渗水、剥落、气蚀等现象，输水期间洞内有无异常声响。特别洞壁接缝处有无损坏，洞内是否有水流出或异常情况。

③出口的检查：输水期间观察出口水流流态是否正常，洞口出流有无浑水。

④消能设施检查：有无冲刷、磨损、掏空现象。下游河床有无异常冲刷。

（3）溢洪道检查

①溢洪道两侧岸坡的稳定情况，堰前进口有无堵淤，挡墙有无裂缝、渗漏，周边砌体是否完整，有无破坏等现象。

②溢流堰是否平整，有无断裂或空蚀破坏；堰身有无裂缝情况。底板有无渗水现象。

③陡坡及消能设施：陡坡底板有无变形、裂缝或掀起现象，底板下反滤排水设施有无堵塞或破坏。边墙是否稳定、墙后渗漏情况等，下游岸坡有无坍塌、不稳定现象。

（4）其他设备的检查

①观测设施是否完好。②通讯和照明设施是否正常。③检查防汛物料的准备堆放情况。④防汛道路维护情况。

3.3.2险情上报和通报

 当检查人员发现险情后要立即向水库管理单位负责人报告。管理单位负责人要迅速组织技术人员进行现场勘查，查明所发生险情的位置、类别、程度、规模、发生时间、发展速度、进出库水情等，情况汇总后迅速上报水务局防汛办，防办在请示指挥部后，立即组织有关人员赶赴现场，进一步分析险情原因，确认险情性质，预测险情发展及危害程度，拟定处理方案，同时将险情情况处理方案一并采取书面形式上报局防汛办，在取得指挥部同意后组织实施。

4、不同量级洪水及防御方案

4.1不同量级洪水判断方法

由于友谊水库流域内无入库流量观测站，只能通过坝址处时段内库容增加量来反推入库流量的方法来判断汛情，通过库容增量来还原入库洪水与原设计各频率洪水相比较进行判断。当库区有降雨时，管理站加密对库水位的观测频次，推求出单位时段内水库的库容增加值，再反推入库流量，与原设计各频率洪水比较进行判断（见下表）。此方法判断时段洪量较为准确，但无法准确计算洪峰流量，预警时间短。

判断入库洪水量级时，也要参考水库枢纽处实时天气预报和区防汛办反馈的相邻流域洪水量级，进行综合分析，互为佐证，才能对洪水量级做出合理判断，以便提前做好预警准备工作。

不同频率洪水入库流量过程表

                                                                   单位：m3/s

4.2防御方案

（一）一般洪水的防御（10年一遇及以下洪水）

当水库遭遇10年一遇及以下洪水时，全开卧管及放水涵洞按最大0.3 m

3/s泄流。水库防汛进入警戒状态，防御重点是：确保下游安全，水库以滞洪、削峰为主。

（二）设防标准洪水的防御（20—200年一遇洪水）

当水库遭遇20—200年一遇设防标准洪水时，水库防汛进入紧急状态。防御重点是：确保水库大坝安全，以泄洪为主，溢洪道敞开泄流。

（三）超标准洪水防御

当水库遭遇200年一遇或以上超标准洪水时，水库防汛进入非常状态。防御重点：全力确保人民生命安全，紧急抢筑坝顶土袋子埝，增加坝高，溢洪道敞开泄流，淹没区全部撤离，以撤为主。

5结语

受降雨量限制，地形因素制约，我省各区县大多以小型水库为主，兼有灌溉、人畜饮水、防洪等综合效益。近年来随着全球气温普遍升高，降雨量逐年北移，每年七、八月份主汛期防汛[1]形势严峻，小型水库由于监测设施落后，科学制定防汛预案，加强汛期巡查，不仅关系到当地人民生命财产安全，还关系到民生与经济发展。本文通过友谊水库调洪计算，不同时段洪水机率分析，科学制定不同量级洪水防御方案，为小型水库安全度汛提供借鉴。

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[1]防汛形势？