水庫(kù)潰壩對(duì)南水北調(diào)總干渠防洪影響

1、水庫(kù)潰壩對(duì)南水北調(diào)總干渠防洪影響摘要：南水北調(diào)中線工程開工在即，工程建成后的風(fēng)險(xiǎn)問題不容無(wú)視?？偢汕髠?cè)上游水庫(kù)潰壩洪水是其中重要的影響因素之一，通過對(duì)總干渠河北省邯邢段以下簡(jiǎn)稱“南段范圍內(nèi)所有水庫(kù)根本資料、技術(shù)指標(biāo)、存在問題的系統(tǒng)分析，挑選排查以及潰壩洪水的分析，研究潰壩洪水對(duì)總干渠的影響，提出了總干渠防護(hù)措施建議。關(guān)鍵詞：南水北調(diào)水庫(kù)潰壩影響南水北調(diào)中線工程的初步設(shè)計(jì)已根本完成，開工在即。此項(xiàng)工程不僅僅是跨流域大規(guī)模調(diào)水的輸水工程，更重要的是一項(xiàng)宏偉的生態(tài)環(huán)境工程、經(jīng)濟(jì)工程和社會(huì)工程，是京、津及華北地區(qū)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)開展的重要保障，也是2022年奧運(yùn)會(huì)的綠色希望。具有宏大的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益

2、。對(duì)于如此重大的建立工程其風(fēng)險(xiǎn)問題是不容無(wú)視的，總干渠一旦出現(xiàn)問題，影響著下游京、津、冀地區(qū)的千家萬(wàn)戶?？偢汕颖笔《尉€路全長(zhǎng)461.14k，與237條大小河流穿插，穿插河流上游分布著眾多的中小型水庫(kù)?？偢汕髠?cè)太行山迎風(fēng)區(qū)為華北暴雨多發(fā)區(qū)，該區(qū)暴雨情勢(shì)復(fù)雜，洪水問題突出。著名的“638暴雨洪水發(fā)生時(shí)，在該區(qū)域曾有5座中型水庫(kù)和314座小型水庫(kù)潰壩，給下游造成了很大的損失。目前總干渠左側(cè)穿插河流上游有許多中小型水庫(kù)現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低或工程存在質(zhì)量問題，不能滿足總干渠100年一遇防洪的要求，一旦發(fā)生潰決，將對(duì)總干渠及穿插工程的平安運(yùn)行構(gòu)成一定的威脅。筆者對(duì)在詳細(xì)調(diào)查總干渠河北省南段左側(cè)區(qū)域中小型水

3、庫(kù)的根底上，研究了水庫(kù)可能潰壩的方式和標(biāo)準(zhǔn)，分析了水庫(kù)潰壩洪水對(duì)總干渠的影響，并提出有關(guān)預(yù)防措施和建議。1水庫(kù)挑選建國(guó)以來(lái)，隨著工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的不斷開展，在滏陽(yáng)河流域上游修建了眾多大、中、小型水利工程，在興利和防洪方面都起到了不可無(wú)視的作用。與南水北調(diào)中線總干渠河北省南段穿插的河流上游共有注冊(cè)水庫(kù)135座，其中大型水庫(kù)3座，中型水庫(kù)8座，小一型水庫(kù)23座，小二型水庫(kù)101座。根據(jù)水庫(kù)的根本資料，技術(shù)指標(biāo)，目前存在的問題以及距總干渠的間隔 等因素，對(duì)所有水庫(kù)進(jìn)展摸底。在粗略挑選的根底上，對(duì)選定的水庫(kù)進(jìn)展了現(xiàn)場(chǎng)查勘與調(diào)查，注重客觀實(shí)際，并與地方和管理單位進(jìn)展協(xié)調(diào)，綜合確定可能潰壩的水庫(kù)。分析主要遵循以

4、下原那么：1現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)小于或等于100年的水庫(kù)；2無(wú)現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)和校核防洪標(biāo)準(zhǔn)，且通過估算和分析認(rèn)為水庫(kù)現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)低于100年的水庫(kù)；3大壩有較嚴(yán)重質(zhì)量問題的水庫(kù)。4存在上游水庫(kù)潰壩洪水威脅的下游水庫(kù)。同時(shí)還要考慮距總干渠的間隔 ，一般情況小二型水庫(kù)在20k以內(nèi)，中型和小一型水庫(kù)在50k以內(nèi)。對(duì)于控制面積較小或庫(kù)容較小，并且處于100k2以上河流支流上的水庫(kù),雖然符合上述幾個(gè)條件，由于潰壩流量相對(duì)河道100年設(shè)計(jì)流量相對(duì)較小,不再進(jìn)展分析。根據(jù)水庫(kù)的現(xiàn)狀調(diào)查情況和上述原那么，對(duì)水庫(kù)的防洪標(biāo)準(zhǔn)和存在的問題進(jìn)展了細(xì)致的分析，確定了26座可能潰壩的水庫(kù)，涉及河流12條(表1)。2總體分析思路由于

5、水庫(kù)多及其情況各異，對(duì)其分析計(jì)算比較復(fù)雜，首先建立3個(gè)根底庫(kù)，即根本資料庫(kù)、分析計(jì)算模塊庫(kù)、成果庫(kù)，以便在計(jì)算中隨時(shí)調(diào)取資料和計(jì)算程序并存放中間或最終計(jì)算成果。整個(gè)分析過程包括：根底資料分析和水庫(kù)的挑選排查、分析計(jì)算、影響分析及預(yù)防措施建議。1)在眾多的水庫(kù)中，根據(jù)水庫(kù)的根本情況、技術(shù)指標(biāo)和存在問題，分析在總干渠防洪標(biāo)準(zhǔn)100年情況下有可能潰壩的水庫(kù)，確定潰壩形式；2)根據(jù)各水庫(kù)的詳細(xì)情況，分析是否進(jìn)展設(shè)計(jì)洪水計(jì)算和水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算確定潰壩指標(biāo)、水庫(kù)潰壩分析及洪水演進(jìn)分析、區(qū)間洪水分析及洪水組合分析；3)潰壩洪水對(duì)總干渠影響分析、提出防護(hù)措施建議。詳見圖1。由于河流大小不一，流域內(nèi)潰壩水庫(kù)的數(shù)量不

6、同，處理的方法也不同，對(duì)于僅有一座水庫(kù)潰壩的河流，影響總干渠的洪水由單庫(kù)潰壩洪水和區(qū)間洪水組成。由于所分析水庫(kù)均在中小型河流上，沒有大中型水利工程，對(duì)于小型水庫(kù)，100年洪水根本不考慮削峰才能，單庫(kù)潰壩時(shí)水庫(kù)控制面積以外的流域均作為區(qū)間處理。對(duì)于有多座水庫(kù)潰壩的河流，同時(shí)進(jìn)展單庫(kù)和不同組合的多庫(kù)串聯(lián)潰壩分析，分別于相應(yīng)的區(qū)間組合，綜合分析，按最有可能出現(xiàn)的較不利情況分析對(duì)總干渠的影響。鑒于各水庫(kù)的壩型、壩長(zhǎng)、壩質(zhì)及與下游河道的關(guān)系等要素不盡一樣，潰壩的形式與寬度也不一樣，分析時(shí)根據(jù)水庫(kù)的技術(shù)指標(biāo)及實(shí)地勘察，考慮對(duì)總干渠的不利因素，確定其潰壩形式和寬度。大壩瞬時(shí)全潰的有：地處山勢(shì)險(xiǎn)峻、壩體較高、

7、壩長(zhǎng)相對(duì)較短的土壩；壩長(zhǎng)適中、與下游河道等寬且河道比較順直的土壩；有嚴(yán)重質(zhì)量問題的土壩；混凝土溢流壩。根據(jù)壩體的形狀，考慮選擇矩形公式或拋物線型公式。對(duì)于壩體較長(zhǎng)的土壩及壩長(zhǎng)適中但下游河道較窄的土壩，按大壩瞬時(shí)橫向局部一潰到底處理。對(duì)于局部潰壩的寬度，根據(jù)計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)查勘綜合分析確定。對(duì)于串聯(lián)或并聯(lián)水庫(kù)群的潰壩分析，以最下游水庫(kù)為目的，按不同的潰壩組合進(jìn)展分析，潰壩與演進(jìn)的方法與單庫(kù)一樣，但各個(gè)要素視不同的組合分析確定。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.3結(jié)果分析通過對(duì)26座水庫(kù)不同條件下潰壩洪水、洪水演進(jìn)、與區(qū)間洪水組合以及洪水到達(dá)總干渠洪水位的系統(tǒng)分析，并結(jié)合總干渠有關(guān)指標(biāo)進(jìn)展了比照(表2)，在表2可以

8、看出以下情況。第一，流域面積大于100k2的河流。1)白馬河、沁河，流域內(nèi)發(fā)生水庫(kù)潰壩后產(chǎn)生的洪峰流量均小于穿插河流100年洪峰流量和建筑物設(shè)計(jì)最大泄量，對(duì)總干渠沒有影響；2)七里河、李陽(yáng)河，流域內(nèi)發(fā)生水庫(kù)潰壩后產(chǎn)生的洪峰流量大于穿插河流100年洪峰流量和建筑物設(shè)計(jì)最大泄量，但均小于穿插建筑物的校核流量，當(dāng)流域內(nèi)發(fā)生水庫(kù)潰壩時(shí)，根本不會(huì)加重校核標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)對(duì)總干渠的影響；3)牛河南支上游分兩個(gè)大支，單支串聯(lián)潰壩影響不大，兩支同時(shí)發(fā)生潰壩的可能性很小，因此，對(duì)總干渠的影響甚微。第二，河一支、午河，在流域面積20100k2之間，與總干渠穿插建筑物按100年一遇洪水設(shè)計(jì)，300年一遇洪水校核。潰壩洪峰

9、流量均大于該河300年一遇洪峰流量。尤其是午河，流域內(nèi)形成了水庫(kù)群，距總干渠的間隔 較近，一旦發(fā)生串聯(lián)或并聯(lián)水庫(kù)潰壩，洪水總量和水流流速都比較大，洪水出槽嚴(yán)重，對(duì)總干渠和穿插建筑物將構(gòu)成較大的危害。第三，流域面積小于20k2的河流有5條，它們是劉莊溝、東窯頭溝、渚河北支、前五郭店溝和五郭店溝，與總干渠穿插建筑物按50年一遇洪水設(shè)計(jì)，100年一遇洪水校核。水庫(kù)潰壩后的洪峰流量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于該河流100年一遇校核流量，且洪水均已出槽。由于潰壩洪水流速較大，具有一定的沖擊力量，對(duì)總干渠和穿插建筑物都有一定的影響?？傮w看，有11座水庫(kù)潰壩將對(duì)總干渠局部產(chǎn)生不同程度的影響，涉及河流7條表3。潰壩洪水對(duì)總干渠

10、構(gòu)成危害詳細(xì)表如今兩個(gè)方面：1)分析說(shuō)明潰壩洪水的流速一般較大,大者可達(dá)10/s,小的也在4/s以上，對(duì)總干渠左堤將產(chǎn)生一定的沖擊力量。2)由于潰壩洪峰流量遠(yuǎn)大于河道和穿插建筑物的泄流才能，洪水出槽后受總干渠的阻擋，無(wú)法向下游宣泄，全部積于左堤前，對(duì)左堤外坡面造成水侵，削弱大堤的穩(wěn)定性。總干渠河北省南段受水庫(kù)潰壩洪水影響的渠段約11k，詳細(xì)位置在磁縣的7000至11000段、邯鄲縣的46000至48000段、內(nèi)丘縣的140000至142000段和臨城縣的165000至168000段共4段。劉莊溝、東窯頭溝、渚河北支、河一支、前五郭店溝、五郭店溝和午河的穿插建筑物將受到一定的影響。4結(jié)語(yǔ)(1)南

11、水北調(diào)中線工程是解決京、津、冀地區(qū)水資源短缺、優(yōu)化水資源配置的戰(zhàn)略性工程，是百年大計(jì)。確?？偢汕L(zhǎng)期、平安、有效的運(yùn)行具有非常重要的意義?？偢汕魏尉植砍霈F(xiàn)問題都會(huì)影響全線輸水，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，因此水庫(kù)潰壩問題不容無(wú)視，尤其是流域面積在20k2以下的河流，水庫(kù)位置距總干渠都比較近，水庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)較低或存在質(zhì)量問題，由于流域較小，易被人們所無(wú)視，所以對(duì)總干渠永遠(yuǎn)是潛在的危險(xiǎn)。(2)通過對(duì)南段水庫(kù)潰壩分析，潰壩洪水對(duì)總干渠有影響的水庫(kù)以小二型水庫(kù)居多，多處于小型河流之上，雖對(duì)總干渠局部有一定的影響，從全局分析影響不大。鑒于此，建議從兩個(gè)方面考慮采取預(yù)防措施：1對(duì)總干渠有關(guān)渠段左堤加強(qiáng)防護(hù)，對(duì)相關(guān)建筑

12、物應(yīng)進(jìn)步抗程度沖擊的才能。2與水庫(kù)管理部門協(xié)調(diào)，對(duì)相關(guān)水庫(kù)進(jìn)展加固除險(xiǎn)，進(jìn)步水庫(kù)的防洪才能，使水庫(kù)的防洪標(biāo)準(zhǔn)到達(dá)中華人們共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5020194?防洪標(biāo)準(zhǔn)?規(guī)定的水庫(kù)校核防洪標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)壩型不同，小一型水庫(kù)校核標(biāo)準(zhǔn)在2001000年；小二型水庫(kù)校核標(biāo)準(zhǔn)在100300年。最低標(biāo)準(zhǔn)要求要略高于總干渠100年防洪標(biāo)準(zhǔn)。綜合分析兩種預(yù)防措施的利弊，筆者認(rèn)為對(duì)總干渠和建筑物加強(qiáng)防護(hù)，雖然確保了渠道輸水的平安，但水庫(kù)潰壩將給國(guó)家和水庫(kù)下游的群眾帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)損失。假設(shè)采取對(duì)水庫(kù)加固的預(yù)防措施，可以一舉兩得，既保障了總干渠的輸程度安，又防止了水庫(kù)潰壩帶來(lái)的損失。詳細(xì)采用的工程措施還應(yīng)根據(jù)工程投資和水毀

13、損失的大小綜合確定。參考文獻(xiàn)：1武漢水利電力學(xué)院水利教研室.水利計(jì)算手冊(cè).北京：水利出版社，1980InfluenefDaBurstinReservirsnFldPreventininGeneralainhannelftheaterTransferPrjetAbstrat:TheaterTransferiddlelineisstartingatne,eustthinkuhftheventurethatilluraftertheprjetispleted.Thedaburstfldinupriverreservirsnleftbankfgeneralainhannelisaaineffetftheventure,afterthesysteianalysisfbasidate,tehniquetarget,urringprbleset.