水庫除險加固設計中防洪覆核工作探討

無閘溢洪道可以改成有閘的嗎

【摘要】

隨著水庫執行時間的增加，水庫安全隱患也逐漸暴露出來，因此，為消除水庫安全隱患，必須進行除險加固，而防洪覆核則是除險加固設計中關鍵環節。本文就水庫除險加固中防洪覆核工作的開展進行論述，並指出了防洪覆核中的注意事項，以期指導實踐。

【關鍵詞】

水庫；防洪標準；複核；注意事項

廣東省是我國受洪水災害威脅嚴重的省份之一，防洪能力的高低直接關係到地區經濟和人民生產財產安全。但我省多數水庫大多建於上個世紀，受當時科技和施工條件的限制，存在著設計不夠完善、工程質量偏差等方面的問題，再加之多年的疲勞運用，諸多水庫程度不同地出現了險情，對防洪安全造成威脅。因此，必須對存在隱患的水庫進行除險加固。而除險工作之前要對水庫進行防洪覆核，防洪覆核結果是水庫除險加固的基本依據，因此，加固防洪覆核工作意義重大。

1 水庫設計洪水與防洪覆核的特點及基本方法

水庫設計洪水計算與防洪覆核的主要特點：①絕大多數水庫位於小流域，缺乏實測徑流資料，甚至降雨資料也沒有，一般為無資料情況下的計算；②小流域面積小，自然條件趨於單一，計算時可作適當概化的假定，如假定設計暴雨時空分佈均勻；③小型水庫分佈廣、數量多，在保證一定精度的前提下，應力求計算方法簡便；④小型水庫一般對洪水的調節能力較小，工程受洪峰流量影響明顯，設計洪峰流量計算比洪水過程線推求更為重要；⑤計算的目的主要是為水庫安全鑑定、除險加固與設計提供依據。

　2 小型水庫設計洪水與防洪覆核的主要內容

2。1水庫基本資料複核

水庫設計洪水和防洪覆核的可靠性，首先取決於水文水利計算中所依據的基本資料是否準確、齊全、可靠。因此，首先應對水庫基本資料進行復核，其主要內容包括以下幾方面。

（1）水庫工程技術指標。主要包括：①水庫各種特徵水位；②壩頂高程、心牆頂高程、最大壩高、防浪牆高、防浪牆高程；③溢洪道型別、堰頂高程、堰頂淨寬、閘門型別、閘門高、閘頂高程、閘孔淨寬、洩洪洞（渠）斷面尺寸；④風區長度、邊坡係數等其他指標。

（2）流域及水庫特徵引數。利用1∶10000或1：1000的地形圖進行復核，主要包括：①壩址以上集水面積F、主河道長L、主河道比降J；②水庫水位Z～面積F關係曲線、水位Z～庫容V關係曲線、水位Z～下洩流量q關係曲線。

在水庫基本資料複核過程中，基礎資料應到工程現場查核，誤差較大的，要認真查閱原設計中的有關資料進行核實，並說明原因，以保證基本資料的準確可靠。

2。2水庫防洪標準確定

防洪標準是水文水利計算的基本依據，它反映了水工建築物防洪的安全程度。水庫的等級不同，其水工建築物的級別不同，防洪標準也不相同。防洪標準的確定，一般要根據防洪保護物件在遭受洪災時造成的經濟損失和社會影響劃分若干等級，然後依據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252－2000）、《防洪標準》（GB50201－94）中的規定確定，其相應的洪水設計規範為《水利水電工程設計洪水計算規範》（SL44－2000）。

2。3水庫設計洪水推求

設計洪水是指符合一定設計標準的洪水，包括設計洪峰流量、一定時段的設計洪水總量和設計洪水過程線等3個要素。根據《水庫大壩安全評價導則》（SL 258－2000）（以下簡稱 《導則》）的規定，儘可能採用流量資料推求入庫洪水進行復核計算，而小型水庫大都屬於小流域或特小流域，大多缺乏實測洪水資料，所以該方法在使用上受到限制。因此，設計洪水只能由暴雨途徑進行推求。設計暴雨資料一般情況下可採用查《廣東省暴雨引數等值線圖》（2003年）的成果或採用實測資料與查《圖集》成果進行對比分析，然後合理選用。洪水計算有關引數透過查《廣東省暴雨徑流查算圖表使用手冊》（1991）確定。

2。4水庫防洪能力複核

2。4。1調洪計算

調洪計算主要包括起調水位的確定、水位庫容關係的複核、洩洪能力的複核和調洪演算，其目的是推求防洪高水位、設計洪水位和校核洪水位。

對於起調水位，一般取水庫的原汛限水位或正常高水位，即溢洪道無閘控制的取堰頂高程，有閘門控制的取正常高水位。若水庫執行過程中調整了汛限水位，且經過上級主管部門審批，則取新的汛限水位。

對於水位庫容關係複核，若庫區泥沙淤積較嚴重，水位庫容關係發生較大變化，必須重新複核水庫特性曲線；若淤積量很少，庫容變化不大，則不需要重新複核。

對洩洪能力的複核，若水庫經過加固改造，洩洪建築物的形式或尺寸發生了改變，或過流邊界條件發生了變化，必須根據現狀重新複核洩洪能力。

對於調洪演算，分有閘門和無閘門2種情況。有閘門情況，根據入庫流量調整閘門開度，來多少洩多少，直至閘門全開；無閘門情況，屬於自由溢流。根據水庫水量平衡方程和蓄洩方程，一般利用軟體進行調洪演算，推求防洪高水位、設計洪水位和校核洪水位。

2。4。2水庫防洪能力複核

水庫防洪能力複核包括大壩壩頂高程的複核、洩洪建築物的安全複核和消能防衝複核。

（1）大壩壩頂高程複核。根據《碾壓式土石壩設計規範》（SL274－2001）等規範的規定與要求，分別計算設計工況和校核工況下的大壩安全超高、風浪爬高、風壅水面高度及要求的壩頂高程。當水庫有副壩時，要單獨計算設計工況和校核工況下副壩要求的壩頂高程。當壩頂上游側設定了防浪牆時，則要確認其是否穩定、堅固、不透水且與壩體防滲體緊密接合。

（2）洩洪建築物的安全複核和消能防衝複核。根據《溢洪道設計規範》（SL253－2000）的規定與要求，對溢洪道控制段、洩槽段側牆高程及消能防衝設施進行復核。在宣洩校核洪水時溢洪道控制段頂高程應不低於校核洪水位加安全超高值；擋水時應不低於設計洪水位或正常蓄水位加波浪高與安全超高值。 （3）防洪能力複核結論。防洪能力複核計算的結果，根據水庫規模及所處地形特徵（山區、丘陵區或平原、濱海區），應滿足《防洪標準》（GB50201－94），水庫大壩現狀的抗洪能力應滿足《防洪標準》（GB50201－94）及《水利樞紐工程除險加固近期非常運用洪水標準的意見》（水規［1989］21號）的要求。當複核計算結果不滿足要求時，應進一步複核計算大壩可安全執行的洪水頻率。

防洪能力複核要對以下幾方面做出明確結論：①原設計的大壩防洪標準和設計洪水是否需要修改；②水庫大壩的實際抗洪能力是否滿足國家現行規範要求；③要求的最大洩洪流量能否安全下洩。最後，要根據《導則》的規定，確定水庫大壩防洪安全級別，並對防洪安全作出合理評價。

　3 小型水庫設計洪水與防洪覆核中需要注意的幾個問題

3。1 雨量引數的取值

水文資料及引數是水文分析計算的依據，尤其是雨量引數，其引用與審查直接關係著設計洪水計算的合理性。小型水庫所在流域一般缺乏水文資料，雨量統計引數大多采用地區綜合法根據最新《圖集》查算。對於雨量引數的取值，應考慮將歷史暴雨資料，特別是近期出現的特大暴雨加入進行頻率計算，並與原設計雨量、老《圖集》中引數取值、附近站實測雨量值進行對比分析，確保設計暴雨的可靠性、代表性和一致性。 關注微信公眾號：cyq4088401 從零開始學工程

3。2防洪標準的確定

水庫的等級不同，其水工建築物的級別不同，防洪標準也不相同。《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252－2000）對洪水標準有明確規定，規定中對下游有無影響是指壩下5。0Km範圍內有無人口集中的居民點、重要交通設施等，這為選取防洪標準上、下限提供了有力參考依據。當上下游水頭差低於10m，最大壩高也低於15m時，則應降低水庫防洪標準按平原區情況確定。另外，在防洪標準選擇時需充分考慮水庫下游保護的人口、耕地、交通和串聯水庫的影響。

3。3雨型和計算時段的選取

小型水庫一般對洪水的調節能力較小，工程受洪峰流量影響明顯，設計洪峰流量計算比洪水過程線推求更為重要。洪峰流量主要由造峰歷時內的暴雨所形成，計算中應選取對水庫最不利的暴雨雨型分佈。Δt應與單位線時段一致，選得太大往往雨量均化有漏峰現象，不能保證洪水的計算精度，選得太小會增加計算工作量，雨型選配也困難。通常集水面積在20Km2以下的按6h雨型，計算時段Δt＝0。5h；在5Km2以下的按3h雨型，計算時段Δt＝0。5h，這樣更符合實際洪水匯流快、峰值大的特點。

3。4設計洪水成果的合理性

為保證計算的設計洪水的精度，對設計洪水計算所依據的暴雨洪水資料和流域特徵資料應予以詳細檢查和分析，並對計算成果影響較大的或系統性問題應予分析改正。一般情況下，廣東省綜合單位線法與推理公式法的計算成果相差在20％以內的，採用廣東省綜合單位線法的計算成果。主要原因是推理公式法對降雨過程的變化沒有充分考慮，導致洪量過於集中，但廣東省綜合單位線法能較好地反映降雨過程的變化和流域匯流特性，經實測洪峰驗證，精度要比推理公式法高。當複核的設計洪水成果與原設計成果相比，偏小在10％以內或偏大在5％以內時，仍可認定原設計成果繼續作為工程設計依據，否則應修改原設計洪水成果。另外，要查詢並分析不同階段設計洪水差異的原因，並對不同階段設計洪水成果作出評價。

3。5關於計算的方法

在設計洪水推求的過程中，計算公式較多，資料之間關係密切，如果採用人工手算和查表計算，不僅繁瑣，而且會產生舍入誤差，影響計算結果。基於這種情況，可採用《水利水電工程設計計算程式集》進行計算。

4 結語

總而言之，防洪覆核是病險水庫除險加固的重要環節，防洪覆核的質量直接關係到水庫除險加固的有效性。因此，在複核中，要實事求是、科學對待，必須充分論證複核結果的可靠性，保證複核質量，只有才能為水庫除險加固提供可靠準確的依據。

　參考文獻

［1］ 範民民。淺談小型水庫防洪標準複核［J］。山西水利，2005年第03期

［2］ 孫正東；施俊躍；範波芹。小型水庫除險加固工程設計複核工作探討［J］。中國水利，2011年14期

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