文章編號：407-7799（2228）08-010-09
毛灘河水庫潰壩洪水分析及對策研究
王維東
（湖北省利川市水利水電工程質量監督站，湖北利川445490）
摘要：分析了水庫潰壩洪水特點、分析內容；其后圍繞毛灘河水庫詳細論述了突發性洪水潰壩影響因素、形式，并開展潰壩洪水及其演進計算，明確了水庫潰壩洪水的危害；最后探討了毛灘河水庫潰壩調度應急管理工作，以期可供類型項目參考。
關鍵詞：毛灘河水庫；潰壩洪水特點；潰壩洪水分析；調度應急管理
中圖分類號:TV120+.0文獻標識碼:B
0引言
潰壩洪水分析是潰壩應急管理中的一項重要工作,5艮據大量壩體潰決實踐經驗分析發現，不同壩型的壩體潰決方式有較大差異，如：拱壩、混凝土重力壩等剛性壩，往往是瞬時潰決，并伴有局部潰決情
況；土壩、堆石壩等散粒體壩，耐沖蝕能力差，一旦洪水漫過壩頂會出現沖坑，隨著洪水作用時間的延長，沖坑規模擴大、壩體穩定性變差，最終導致局部潰決，并且在短時間內迅速擴大。對此，必須科學開展水庫潰壩洪水分析，并做好相關調度應急管理工作。
）水庫潰壩洪水特點
1.1潰壩洪水特點
潰壩洪水破壞力巨大，根據大量的教訓總結分析顯示，潰壩洪水特點包括如下幾點：
1）潰壩洪水是一種非恒定流不連續波運動；
2）潰壩洪水突發性強，較難準確預測，潰壩的發生、潰壩洪水的形成往往是在幾分鐘至幾個小時內；
3）潰壩洪水峰高量大、變化急劇，最高可達暴雨洪水數倍乃至數十倍；
4）潰壩洪水在初始階段常以立波形式向下游急速推進，水流破壞性強。
8.0潰壩洪水分析內容
潰壩洪水分析是潰壩應急管理工作的基礎，具體分析內容如下：
8）潰壩機理研究：采取物理試驗、大壩安全鑒定、現場核查等方法，分析大壩潰決的發生、發展。
2）潰口洪水數值模擬：計算潰口形狀演變、潰壩壩址流量、水位過程線，潰口包括瞬時潰決、逐漸潰決種。
3）潰壩洪水演進數值模擬：計算洪水向下游演進各時刻水深、流速、淹沒歷時，對洪水演進問題，一、二維潰壩問題分別采用圣維南方程、淺水方程
。
4）潰壩洪水演進可視化技術：將潰壩數值模擬結果利用計算機直觀展現，如可利用GIS技術動態仿真演示洪水淹沒過程。
0毛灘河水庫潰壩洪水分析
2.1水庫概況
毛灘河水利水電樞紐工程屬?。?）型水庫，大壩為混凝土拱壩，壩址控制流域面積253.5km#，多年平均流量023m5/s。水庫正常蓄水位505m，校核洪水位506.83m，設計洪水位505.04m，死水位為500m，總庫容170.6萬m5，調節庫容48.4萬m5。
2.2突發性洪水潰壩分析
本工程可能導致水庫潰壩因素為超標準洪水,
［收稿日期］2020-10-18
［作者簡介］王維東（465-），男，湖北利川人，高級工程師，從事水旱災害預防、水利工程建設與管理工作。
具體分析如下。
2.2.1水庫潰壩形式
該工程壩體為混凝土拱壩，為剛性壩，穩定性較好。從潰壩時間上來看，剛性壩發生潰壩的時間很短，幾乎為瞬間完成，因此，該工程壩體潰壩形式為瞬間潰壩。根據壩型的特點分析，及剛性壩失事經驗，潰壩時以整個大壩潰到壩基為主。因此，經過分析，本工程潰壩形式為瞬間全部潰壩。
2.2.2潰壩洪水及其演進計算
根據圣維南公式計算如下：
1）壩址處潰壩最大流量計算：
全部潰壩：
0”=尋槡（；）寧曲?79昭5/2（1）局部潰壩：
0”=2.2(0^)146J ff25/2或
Q”=2.9P1壞"仏5/2
2）潰壩最大流量向下游演算：
Q力”V~~T
Q”+瓦
式中：Q”為壩址處潰壩最大流量,m5/s;P為潰壩時沿壩前水面寬度或壩頂長度,m;b為局部潰決口寬度,m;h為潰決后剩余壩高，若未剩余h=2；仏為水頭，潰壩前上下游水位差,m;H為壩高,m;Q””為演進至下游某處潰壩最大流量,m5/s；礦為水庫潰壩時的庫容,m5;Z為下游某處距壩址的距離,m；卩為河道洪水期斷面平均流速，取4.0m/s;K為經驗系數，取0/
3）潰壩洪水傳播時間計算
采用黃河水利委員會水利科學研究所實驗求得的潰壩洪水傳播時間計算公式，最大流量到達時間計算如下：
盯￡07/77
"6=“0帀5瓦°%嚴8（）式中：念為系數，等于0.8-02，本工程IJ取02;
h M為下庫河道水深,m；仏為下游斷面水深,m；礦為潰壩庫容,m5;65為最大流量到達時間,s。
4）潰壩洪水水位計算計算：
Q”=-AR23/12⑸
n
式中：Q?為演進至下游某處的潰壩最大流量,m5/s; A為過水面積,m2;R為水力半徑,m;/為河床比降;“為河道糙率。
毛灘河水庫總庫容為12萬m5。本次演進流量計算斷面布置在集中居民點附近，毛灘河水庫壩下潰壩洪
峰流量見表O經計算得潰壩壩址Q n；= 38805m7/s；下游影響范圍斷面演進流量、潰壩計算
2、3。
表1毛灘河水庫潰壩洪水計算表
(2)
(3)
決后壩址處潰電站漬壩決口寬度壩高壩長
剩余壩咼壩（水庫）形式/m/m/m
/m/m9-s-河站瞬間全部92.7255092.7235825
表2毛灘河水庫潰壩流量m5/s;m 斷面具體位置潰壩流量QLM疊加天然洪峰流量L/m
1壩址35825403360
2河壩子655155791200
5河站462505421700
4江河279547143361
備注：毛灘河電站天壩潰壩洪水演進至郁江匯合口時，流量為2795m9/3，疊加天然洪峰流量后洪峰流量為721m9/;
表9毛灘河水庫大壩潰壩洪水計算成果表
（壩頂高程瞬時全潰）
斷面距離壩址L沿程H淹
沒高程/m
最大流量
到達時間/s 位置
/m
潰壩流量QLM
1壩址038805506.550.00 2河壩子12006551(水14m)55
5河站15004028
(水深1.41m)144 4江河33612795
(水深2.47m)205
備注：本次演算共分為7個斷面，其中鐘臺村斷面—邊存在天量居民和耕b，因此在風險轉移圖上主要，對鐘臺村等進行重點分析和論證。
9.4水庫潰壩洪水的危害分析
9.9.1對下游防洪工程、重要保護目標的影響
水庫下游有長順電站水庫，為中型水庫，總庫容6833萬m5，毛灘河水庫總庫容為12萬m5，毛灘河水庫潰壩洪水對長順電站水庫大壩的影響微小，主要影響范圍涉及1個鐘臺村。壩址下泄洪水影響范圍情況見表4-6。
各控制斷面水位根據洪水流量采用水力學公式
表4率調統計表
類別
數洪水頻率人
（戶/人）510205010020050010002000
涉及總人數2990000279299222及戶數299000079299222表510n影響區
影響區域區含村莊壩址
距離/dm 洪峰到
/m3-s_)
撤離安全
高程/m
無無01107020m 表6100a-遇洪水泄洪影響區
和對象
影響區域
區
含村莊
距壩址
距離/dm
洪峰到達
流量/m3-s-1
撤離安
全高程人
鐘臺村毛灘河電站發電廠房194627430
鐘臺村龍口49kV變電站194627430村鐘臺村易地扶貧搬遷集中安置點194627430龍村部分岸邊民194627430 3. 3.#對上游可能滑坡崩塌位置的影響
毛灘河水庫壩頂右側落的裸石，因此存在發坡的，其他地段引發局部、零星、小范圍坍岸和崩塌造成堰塞湖。
4毛灘河水庫潰壩調度應急管理工作
9.1應急組織體系框架
河水急組織和執行，由當地政府湖北省利川市人民政府、文斗鄉政府、水庫水行政主管部利水利局、水庫管理單位及其它相關部門組。I級響急系分管水利的利川市分管水利副市長擔長，市政府公安局、水利局領導長，其他部門擔員。n級響應應急系湖北水發有限公司長擔任，公司相關成員組成。如下圖1所示即為利川急預案。
|上級政府及相
關應急機構
水庫屬地政府地方駐劉------急指揮部1
------防汛指揮機構
-----------------------------------------------------------------------------------1
1------------------------------------------------------------------------------------------1
指揮調度|應急保障
寥故區搶險11影響區救災］―指揮調度通信1—\水行政部門1—地方政府—事故報告—1交通運輸一水庫業主1——企事單位—信息發布—1管理單位］—■公眾■
1—事態檢測一|醫療|
--應急調度—
—應急轉移
--工程搶臉1—緊急救援圖1利川市應急預案框圖9.0搶險調度工作
洪水搶險應根情水位變化情況，在毛河水搶險應急部及利抗旱指揮部的導下，采取不同的應急措施。當；河水庫遇超過水庫校核洪水、水庫出險等情況的調則、調度方式、應急措施如下：
1當水遇30a—遇洪水時壩前水位且有上漲、同時來水，應及時受到洪水威脅的居民發出洪水警報，啟動相急預案，切關注壩前洪水位變化情況。
2）當河水遇超標準洪水時，要立即根河水庫水位情況，按泄洪規進行泄洪，以減壩失事造成的潰壩洪水淹沒影響。
3）出現水壩樞紐工程險情征兆時，根.
河水庫水位情況,5規水設施：進行泄洪。水位在正常蓄水位505.00m以，必要時降至死水位500.00m以至放空，毛灘河水庫搶險以水庫大壩樞紐工身的安，并以減洪峰為原則。
4）當毛灘河水壩樞紐工程出現險情時，由湖北水發公司應急部會商后，制水庫搶險調度方案,4部批準后執行，并做好人員、2移工作。
9.3應急管理工作
根河電站工程特點以及水庫突發事件可
來的，為加強應急管理工作，設立河電站急搶險部。河水I發急搶險部員利抗旱部員致，n發急搶險部成員為湖北源泰水發公司急搶險部。
1）急搶險
根據前行水庫出現的不同原因、部位科定搶險措施，具點：一是做好天氣及洪水預報，氣象部強天氣監測、預報工作，做好水情監測科測洪水發變化；遇超標準洪水，立即根河水水位情況，泄洪規進行泄洪，以減壩失事造成的壩洪水淹沒影響。
2)應急監測與巡查
毛灘河水庫入庫洪水量級超過32a—遇標準后，立即增加大壩監測與巡查頻率，大壩表面每小時觀測1次，輸泄水建筑物、閘門、啟閉設備、電源每日檢查4次，并做好相關記錄，具體監測與巡查內容如下：
①壩頂相鄰兩壩段間是否存在不均勻位移或沉陷，伸縮縫、兩岸邊坡接縫開合情況，大壩有無裂縫和滲漏壓力過大。
②溢洪道裂縫、變形、剝蝕情況，放水豎井穩定情況，大壩漏洞、位移情況，壩體滲水出流等情況。
③兩岸邊坡是否穩定，防汛公路是否暢通。
④啟閉設備是否正常。
3水急
毛灘河水庫下游為重點轉移對象。當毛灘河水泄超河道泄時，河水庫通知市防洪辦、文斗鄉人民政府，由文斗鄉人民政府通知下游管轄社區和村社，按“安全轉移預案”做好人員、財產轉移工作。
撤離方案程序如下：水庫大壩險情失控-利川市人民政府發出警報T利川市人民政府文斗鄉人民
(上接第07頁)
3結論
根據小流域生產力發展水平、土地利用現狀和地貌形態特征，結合工程實踐經驗，以改造與保護耕地、恢復植被為重點，以水土資源開發利用和治理保護為基礎，科學設計小流域治理方案。經初步估算，各項新增措施總蓄水量達2.25萬m5，保土量達2.209萬W產生間接經濟效益2./萬元。項目的實施顯著提高了流域內的土地生產力、農業防御自然災害能力，并有利于恢復區域農業生產條件，對促進區域經濟發展和提高居民生活水平發揮著巨大用。
參考文獻：
［0韓冰，王哲峰.臭里頭小流域綜合治理效益的定量評價政府協調實施T轉移方案T民政、農業、交通等部門協作T遵照原則、實施轉移T安全安置。
5結語
綜上所述，水庫是作為流域防洪防汛設施，發揮著重要的洪水調度管理作用。一旦水庫大壩潰決，將形成極具破壞性的潰壩洪水，威脅周邊群眾生命財產安全。為提高我國水庫安全管理水平，落實洪水調度、應急管理工作十分重要，切實增強水庫對突發事件的應對能力，保證區域安全穩定發展。
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