八境湖拦河坝水闸工程防洪能力复核分析.pdf

第11期2023年11月文章编号：16 7 3-9 0 0 0(2 0 2 3)11-0 0 8 3-0 3陕西水利Shaanxi WaterResourcesNo.11November,2023八境湖拦河坝水闸工程防洪能力复核分析袁鹏飞（赣州市河湖保护中心，江西赣州3410 0 0）【摘要水闸的防洪能力复核是其安全性评价中的重要一环，以八境湖拦河坝水闸工程为例，对工程等别和建筑物级别、防洪标准、调洪、抗洪能力进行复合，对得到的复核结果进行综合分析，给出结论和建议，为工程的安全运行提供保障。【关键词水闸；工程等别；防洪标准；抗洪能力；复核中图分类号TV66【文献标识码B水标准，消能防冲建筑物洪水标准采用30 年一遇（P=3.33%）1 工程概况洪水标准。章江八境湖坝库闸门项目，地处赣州市有名的旅游景根据防洪标准，本工程主要水工建筑物级别为2 级，点一八境台，距离章贡二江交汇处450 m处的章水河段。该对应设计洪水标准为30 年 50 年一遇，复核洪水标准为10 0 年工程的主要建筑沿坝轴线呈“二”字型分布，河道中间为砼200年一遇。本工程上游约2 0 km处章江水闸工程（最大过溢流坝，在原来的主河道右边为船闸，在河道左岸滩地处为闸流量为59 30 m/s，等同于本工程最大过闸流量）复核洪水厂房坝段，厂房坝段左侧布置砼非溢流坝，河床右岸接头处标准采用10 0 年一遇，考虑到与本工程为上下游阶梯级关系，布置一座土坝。左岸非溢流坝、安装间及主机间坝顶高程为故本工程新增校核洪水标准采用10 0 年一遇，防洪标准复核106.00m，厂坝导墙高程9 9.50 m，溢流坝堰顶高程9 4.2 0 m，右见表2。岸船闸坝顶高程10 5.0 0 m，右岸土坝坝顶高程10 3.40 m，堰顶表2 章江八境湖拦河坝水闸工程防洪标准复核上布置的翻板闸闸顶高程为9 7.2 4m，翻板闸门体高3.0 4m。挡水建筑物坝顶全长330.35m，其中：左岸非溢流坝段长2 2.53m，厂房阶段段长41.32 m，溢流坝坝段全长2 14m，船闸段长14.0 m，右岸初步设计土坝38.5m。本次复核2?工程等别和防洪标准复核3调洪复核2.1工程等别复核根据防洪标准（GB50201-2014)规定，工程等别I等，对应的主要建筑物级别为1级，次要建筑物为3级。考虑到遇洪水期闸门开启全部泄洪，上下游水位差为0.13，正常蓄水位9 7.0 0 m，上下游最大挡水高度为7 m，工程失事后造成的损失和影响较小，根据防洪标准，将本工程主要建筑物级别降低1级，即主要建筑物级别降为2 级，次要建筑物仍为3级，本工程建筑物级别复核见表1。表1章江八境湖拦河坝水闸工程建筑物级别复核左岸右岸阶段溢流坝厂房非溢流坝非溢流坝原设计4本次复核22.2阳防洪标准复核原设计橡胶坝等挡水建筑物采用50 年一遇（P=2%）洪单位：年消能防冲建筑物校核洪水标准设计洪水标准50100503.1基本概况章江八境湖拦河坝水闸工程采用溢流坝、船闸联合泄洪。溢流坝（翻板闸）溢流宽度2 10 m，分3孔布置，每孔7 0 m，船闸溢流宽度8 m。水闸特征水位9 7.0 0 m,本次复核的水位与下泄流量关系与原设计计算结果一致，见图1。70006000500040003000上下厂坝导墙游护岸4422设计洪水标准303020004523531000-09496图1水位与下泄流量关系曲线98100102104106Z/m收稿日期 2 0 2 3-0 7-0 4作者简介袁鹏飞（19 8 7-），男，江西赣州人，工程师，主要从事水利工程建设与管理工作。.83第11期2023 年11 月3.2调洪方式及结果分析章江八境湖拦河坝水闸工程无调节性能，故相应各频率的闸前最高水位根据其过闸流量查水位与下泄流量关系曲线可得，见表3。表3八境湖拦河坝水闸工程调洪结果设计项目P=1%P=2%P=3.33%P=5%P=10%P=20%时段过闸流量本次59305240474043603630 3000/(m/s)复核最高水位/m104.65103.87成果闸下水位/m104.52103.73过闸流量原初/(m/s)步设计成最高水位/m果闸下水位/m从表2 可见，本次复核的各设计频率闸前最高水位与原初步设计成果相差较大,50 年一遇洪水闸前最高水位低于原初步设计报告成果0.8 6 m,30年一遇洪水闸前最高水位低于原初步设计报告成果0.7 1m。造成这一现象的主要原因是原初步设计采用的设计洪水计算成果较本次复核成果偏大。4抗洪能力复核八境湖拦河坝水闸工程为大型水闸，工程等别为I等，根据防洪标准，本工程设计洪水标准采用50 年一遇，校核洪水标准采用10 0 年一遇。本工程拦河建筑有左岸非溢流坝、河床式电站厂房、砼溢流坝、船闸、右岸土坝。坝顶高程的确定分为两部分：（1)左岸砼非溢流坝、厂房坝段、船闸、称砼坝；（2)右岸土坝。4.1混凝土坝坝顶高程计算根据混凝土重力坝设计规范（SL319-2018），坝顶高程在库区内的最大静水水位以上，坝顶上游防浪墙顶高程要比波浪顶高程，按照公式（1）推算出防浪墙顶和正常蓄水位或校核水位之间的高度差，取两个高度中的高者为选定高程：式中：h为防浪墙顶至正常蓄水位或校核洪水位的高差,m；h1%为累计频率1%的波高，m；h，为波浪中心线至正常蓄水位或校核洪水位高差,m；h.为安全超高,m。根据规范规定正常运用为正常蓄水位、设计洪水位情况，非常运用为校核洪水位情况。大坝安全超高和坝顶高程计算结果见表4、表5。表4砼坝安全超高计算结果运用情况h1%正常蓄水位0.8设计洪水位0.81校核洪水位0.50表5砼坝坝顶高程计算结果防浪墙左岸非溢厂房坝船闸坝运用情况库水位h应有高流坝坝顶顶现状顶现状程现状高程高程高程正常蓄水位97.001.5798.57设计洪水位103.871.59105.46校核洪水位104.651.05105.70:84陕西水利Shaanxi WaterResources由表5可知：左岸非溢流坝、厂房坝顶现状高程106.00m，高于校核洪水坝顶计算高10 5.7 0 m,左岸非溢流坝、厂房坝顶现状高程满足抗洪能力要求；船闸坝顶现状高程105.10m，低于校核洪水坝顶计算高程0.6 m，船闸坝顶现状高程不满足抗洪能力要求。4.2土石坝坝顶高程计算根据碾压式土石坝设计规范（SL274-2020），坝顶在水库静水位以上超高Y按式（5）确定：103.24102.77101.82100.94103.11102.65101.71100.8359805310479039002990104.73103.95103.3102.18100.93104.6103.85103.2102.1100.85Ah=hi%+h,+h单位：mh,he0.270.50.280.50.150.4106.00106.00 105.10No.11November,2023Y=R+e+A式中：Y为坝顶超高,m；R为最大波浪在坝坡上的爬高,m；e为最大风雍水面高度，m；A 为安全加高,m。根据下列3种运用条件，计算坝顶高程并取其最大值：（1）设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高；（2）正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高；（3）校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高。坝顶超高计算成果见表6，坝顶高程计算成果见表7。表6 土坝坝顶超高计算结果计算工况R工况一0.642工况二0.678工况三0.413表7土坝坝顶高程计算结果计算工况静水位工况一103.87工况二97.00工况三104.65由表7 可知，现状土坝坝顶高程10 3.40 m，低于设计洪水计算坝顶高程2.12 m，低于校核洪水计算坝顶高程2.17 m,因此现状土坝坝顶高程不满足设计洪水、校核洪水抗洪能力要求。4.3厂区防洪墙抗洪能力复核厂区结构布置现状：电站左岸非溢流坝现状与河岸内侧公路相接，公路的现状高程为10 2.0 0 m，与左岸非溢流坝相接的厂区防洪墙墙顶高程为10 3.40 m，与尾水平台相接的防洪墙墙顶高程为10 5.0 0 m，与进厂大门相接的防洪墙墙顶高程为10 3.40 m，进厂大门地面高程10 1.8 0 m，厂区内设置一防洪门。本工程设计洪水标准采用50 年一遇，校核洪水标准采用100年一遇。厂房上游设计洪水位10 3.8 7 m，上游校核洪水位1.571.591.05单位：m单位：meA0.0041.00.0081.00.0020.5Y计算坝顶高程现状土坝顶高程1.646105.521.68698.690.915105.57104.65m，下游设计洪水位10 3.7 3m，上游校核洪水位10 4.52 m。由于现状厂区部分防洪墙墙顶高程10 3.40 m低于设计洪水高程0.47 m0.33m、低于校核洪水高程1.2 5m1.12m，因此现状部分防洪墙墙顶高程不满足设计洪水、校核洪水抗洪能力要求，整个厂区未能形成封闭的防洪区。5结论根据防洪标准并结合原设计报告，对八境湖拦河坝水闸工程的工程等别、建筑物级别、调洪和防洪能力进行复Y1.6461.6860.915单位：m103.40第11期2023年11月核，结论如下：（1）与原设计相比，工程等别由等提高至I等，溢流坝、厂房、左右岸非溢流坝等主要建筑物级别由4级提高至2级，厂坝导墙和上下游护岸等次要建筑由5级提高至3级。除新增复核洪水标准为10 0 年一遇（P=1%）外，其余洪水标准维持原设计，挡水建筑物设计洪水标准为50 年一遇(P=2%消能防冲建筑物设计洪水标准为30 年一遇（P=3.33%）。（2)经调洪复核,50 年一遇洪水过闸流量为52 40 m/s，低于原设计的59 8 0 ms，闸前最高水位为10 3.8 7 m，低于原设计陕西水利Shaanxi Water Resources的10 4.7 3m。30 年一遇过闸流量为47 40 m/s，低于原设计的5310ms，闸前最高水位为10 3.2 4m，低于原设计的10 3.9 5m。新增10 0 年一遇洪闸前最高水位为10 4.6 5m，相应过闸流量为59 30 m/s。（3）经抗洪能力复核，左岸非溢流坝和厂房坝顶高程满足抗洪能力要求；船闸和土坝坝顶高程不满足抗洪要求；厂区部分防洪墙墙顶高程不满足抗洪要求。因此，巫需对船闸、土坝坝顶、厂区部分防洪墙墙顶高程作加高处理。No.11November,2023（上接第7 9 页）4结语参考文献13%17.00%34.00%低风险区较低风险区中风险区较高风险区高风险区图2 陕西北地区山洪灾害风险评价结果由图2 可知，陕北地区5个等级的风险区中，面积占比排序为：中风险区（34%）较低风险区（2 4%）较高风险区（17%）高风险区（13%）低风险区（12%）。中风险区面积约为2 6 6 50 km。从整体上来看，陕北地区发生山洪灾害风险程度呈现出由北往南依次增高的趋势，与整个陕西省山洪灾害风险程度的变化规律一致。其中，高风险区和较高风险区主要集中在延安市，其中洛川县、黄陵县、黄龙县的山洪灾害发生更为频繁，是需要重点加强防范的地区。12.00%24.00%本文以陕西省为例，选取了降水、高程、人口密度等9个山洪灾害风险评价指标，使用模糊层次分析法和ArcGIS软件对该省山洪灾害的危险性、易损性和风险程度展开了评价。以评价结果为参考，指导下一步山洪灾害的防治工作，有利于达到防洪减灾、保障人民群众生命财产安全的效果。1敬双怡，莘明亮，于玲红.基于模糊综合评价法的大同市山洪灾害风险评价J.水利水电技术,2 0 18（5）：12-13.2李琼，蔡佳明，周建中.基于梯形模糊数灰色聚类的山洪灾害风险区划研究J.环境保护前沿,2 0 18（3）：11-13.3张容焱，游立军，高建芸，等.统计方法与淹没模型结合的山洪灾害风险评估方法及其应用J.气象，2 0 2 3（0 2）：10 7-10 8.4徐庆云，基于调查数据的山洪灾害风险评价技术分析J.水利天地,2 0 2 1(6):9 0-9 2.5李文静，林凯荣，刘玥.基于GIS-AHP集成的无资料小流域山洪灾害风险评价J.中国农村水利水电，2 0 2 0（8）：52-52.（上接第8 2 页）参考文献雨季山洪重点防治对象。同时随着近些年的开发建设，在以上区域修建山体截洪沟，完善山区防洪排水系统，对于提高城市防洪显得尤为重要。6结论与建议深圳市龙华区地处广东省南部，受锋面雨、台风雨影响，暴雨频发，洪、涝、潮灾害时常发生。通过对龙华区山洪成灾进行调研，利用层次分析法对龙华区山洪成因进行分析，参照生态风险评价原理步骤，通过计算洪水灾害综合风险值对整个研究区进行洪水灾害风险评价。结果表明降雨是龙华区山洪发生的主导因素，其中短时强降雨是诱发山洪的最主要成因。除去降雨的影响，可以认为山区地势起伏较大处山洪更易发生；城区面积的扩大以及植被覆盖率的减少，也对山洪的发生造成一定程度的影响。黄竹园山区风险等级最高，是山洪防治的重点。完善城市基础设施建设，包括截洪沟、排洪管渠等在内的设施，划定防洪重点区域，可有效减少龙华区山洪内涝的发生。1】王凤雪.淄博市山洪灾害防治县级非工程措施建设情况J.农业与技术,2 0 17,37(2 4):8 1-9 2.2胡海静.青海省山洪灾害对生态环境影响及预防措施J.资源节约与环保,2 0 15（0 8):12 2-12 6.3】格宁.延安市山洪灾害防治县级非工程措施项目建设实践与思考J.水利科技与经济,2 0 15,2 1（0 5）：8 4-8 6.4陈建云，林春艳，陈伟.防治山洪灾害的雨量站布设研究J.农业与技术,2 0 15,35（0 2）：2 0 1-2 0 6.85