水利工程論文-水庫潰壩對南水北調(diào)總干渠防洪影響.doc

水利工程論文-水庫潰壩對南水北調(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)險問題不容忽視?？偢汕髠?cè)上游水庫潰壩洪水是其中重要的影響因素之一，通過對總干渠河北省邯邢段（以下簡稱“南段”）范圍內(nèi)所有水庫基本資料、技術(shù)指標、存在問題的系統(tǒng)分析，篩選排查以及潰壩洪水的分析，研究潰壩洪水對總干渠的影響，提出了總干渠防護措施建議。關(guān)鍵詞：南水北調(diào)水庫潰壩影響南水北調(diào)中線工程的初步設(shè)計已基本完成，開工在即。此項工程不僅僅是跨流域大規(guī)模調(diào)水的輸水工程，更重要的是一項宏偉的生態(tài)環(huán)境工程、經(jīng)濟工程和社會工程，是京、津及華北地區(qū)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要保障，也是2008年奧運會的綠色希望。具有巨大的生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益。對于如此重大的建設(shè)工程其風(fēng)險問題是不容忽視的，總干渠一旦出現(xiàn)問題，影響著下游京、津、冀地區(qū)的千家萬戶?？偢汕颖笔《尉€路全長461.14km，與237條大小河流交叉，交叉河流上游分布著眾多的中小型水庫。總干渠左側(cè)太行山迎風(fēng)區(qū)為華北暴雨多發(fā)區(qū)，該區(qū)暴雨情勢復(fù)雜，洪水問題突出。著名的“638”暴雨洪水發(fā)生時，在該區(qū)域曾有5座中型水庫和314座小型水庫潰壩，給下游造成了很大的損失。目前總干渠左側(cè)交叉河流上游有許多中小型水庫現(xiàn)狀防洪標準偏低或工程存在質(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，將對總干渠及交叉工程的安全運行構(gòu)成一定的威脅。筆者對在詳細調(diào)查總干渠河北省南段左側(cè)區(qū)域中小型水庫的基礎(chǔ)上，研究了水庫可能潰壩的方式和標準，分析了水庫潰壩洪水對總干渠的影響，并提出有關(guān)預(yù)防措施和建議。1水庫篩選建國以來，隨著工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的不斷發(fā)展，在滏陽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忽視的作用。與南水北調(diào)中線總干渠河北省南段交叉的河流上游共有注冊水庫135座，其中大型水庫3座，中型水庫8座，?。ㄒ唬┬退畮?3座，?。ǘ┬退畮?01座。根據(jù)水庫的基本資料，技術(shù)指標，目前存在的問題以及距總干渠的距離等因素，對所有水庫進行摸底。在粗略篩選的基礎(chǔ)上，對選定的水庫進行了現(xiàn)場查勘與調(diào)查，注重客觀實際，并與地方和管理單位進行協(xié)調(diào)，綜合確定可能潰壩的水庫。分析主要遵循以下原則：1）現(xiàn)狀防洪標準小于或等于100年的水庫；2）無現(xiàn)狀防洪標準和校核防洪標準，且通過估算和分析認為水庫現(xiàn)狀防洪標準低于100年的水庫；3）大壩有較嚴重質(zhì)量問題的水庫。4）存在上游水庫潰壩洪水威脅的下游水庫。同時還要考慮距總干渠的距離，一般情況?。ǘ┬退畮煸?0km以內(nèi)，中型和小（一）型水庫在50km以內(nèi)。對于控制面積較小或庫容較小，并且處于100km2以上河流支流上的水庫,雖然符合上述幾個條件，由于潰壩流量相對河道100年設(shè)計流量相對較小,不再進行分析。根據(jù)水庫的現(xiàn)狀調(diào)查情況和上述原則，對水庫的防洪標準和存在的問題進行了細致的分析，確定了26座可能潰壩的水庫，涉及河流12條(表1)。2總體分析思路由于水庫多及其情況各異，對其分析計算比較復(fù)雜，首先建立3個基礎(chǔ)庫，即基本資料庫、分析計算模塊庫、成果庫，以便在計算中隨時調(diào)取資料和計算程序并存放中間或最終計算成果。整個分析過程包括：基礎(chǔ)資料分析和水庫的篩選排查、分析計算、影響分析及預(yù)防措施建議。1)在眾多的水庫中，根據(jù)水庫的基本情況、技術(shù)指標和存在問題，分析在總干渠防洪標準（100年）情況下有可能潰壩的水庫，確定潰壩形式；2)根據(jù)各水庫的具體情況，分析是否進行設(shè)計洪水計算和水庫調(diào)洪計算確定潰壩指標、水庫潰壩分析及洪水演進分析、區(qū)間洪水分析及洪水組合分析；3)潰壩洪水對總干渠影響分析、提出防護措施建議。詳見圖1。由于河流大小不一，流域內(nèi)潰壩水庫的數(shù)量不同，處理的方法也不同，對于僅有一座水庫潰壩的河流，影響總干渠的洪水由單庫潰壩洪水和區(qū)間洪水組成。由于所分析水庫均在中小型河流上，沒有大中型水利工程，對于小型水庫，100年洪水基本不考慮削峰能力，單庫潰壩時水庫控制面積以外的流域均作為區(qū)間處理。對于有多座水庫潰壩的河流，同時進行單庫和不同組合的多庫串聯(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總干渠的影響。鑒于各水庫的壩型、壩長、壩質(zhì)及與下游河道的關(guān)系等要素不盡相同，潰壩的形式與寬度也不一樣，分析時根據(jù)水庫的技術(shù)指標及實地勘察，考慮對總干渠的不利因素，確定其潰壩形式和寬度。大壩瞬時全潰的有：地處山勢險峻、壩體較高、壩長相對較短的土壩；壩長適中、與下游河道等寬且河道比較順直的土壩；有嚴重質(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。對于壩體較長的土壩及壩長適中但下游河道較窄的土壩，按大壩瞬時橫向局部一潰到底處理。對于局部潰壩的寬度，根據(jù)計算和現(xiàn)場查勘綜合分析確定。對于串聯(lián)或并聯(lián)水庫群的潰壩分析，以最下游水庫為目標，按不同的潰壩組合進行分析，潰壩與演進的方法與單庫相同，但各個要素視不同的組合分析確定。3結(jié)果分析通過對26座水庫不同條件下潰壩洪水、洪水演進、與區(qū)間洪水組合以及洪水到達總干渠洪水位的系統(tǒng)分析，并結(jié)合總干渠有關(guān)指標進行了對比(表2)，在表2可以看出下列情況。第一，流域面積大于100km2的河流。1)白馬河、沁河，流域內(nèi)