沈 靜，張秀麗（國家能源局大壩安全監(jiān)察中心，浙江杭州，310014）

大壩防洪安全評(píng)價(jià)中防洪專題的確定原則

沈 靜，張秀麗
（國家能源局大壩安全監(jiān)察中心，浙江杭州，310014）

防洪復(fù)核專題確立是大壩安全定檢中十分重要的工作，在對(duì)以往防洪專題確定因素大量統(tǒng)計(jì)分析基礎(chǔ)

上，在《水電站大壩運(yùn)行安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》中提出了防洪專題確定原則，給出背景成果。

大壩；防洪專題；確定原則

0　前言

防洪復(fù)核專題的確立是大壩安全定檢中十分重要的工作，需要投入大量的人力物力，依據(jù)什么原則確定防洪復(fù)核專題十分關(guān)鍵，因此在本次《水電站大壩運(yùn)行安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》編制工作中，這是需要重點(diǎn)突破的工作內(nèi)容之一。在對(duì)以往定檢工作防洪專題確定因素大量統(tǒng)計(jì)分析基礎(chǔ)上，在《水電站大壩運(yùn)行安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》中提出了防洪專題確定原則。

1　以往防洪復(fù)核專題確定情況歸納總結(jié)

通過對(duì)過去三輪定期檢查確立防洪復(fù)核專題的情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，前三輪定期檢查共有124座大壩進(jìn)行了188次防洪專題復(fù)核，對(duì)這些防洪專題復(fù)核的原因進(jìn)行了歸納、總結(jié)，主要有以下幾種。

1.1標(biāo)準(zhǔn)改變及規(guī)范修訂

大壩各類設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)等曾經(jīng)過多次的修編，隨著歷次更新，大壩的防洪標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)算方法等也會(huì)有所變化。原標(biāo)準(zhǔn)偏低的大壩就可能面臨需要提高防洪標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致防洪能力不足的問題。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，約有28次（約占188次的14.9%）因?yàn)榉篮闃?biāo)準(zhǔn)改變而進(jìn)行了防洪復(fù)核，防洪標(biāo)準(zhǔn)為硬性條件，一旦經(jīng)分析論證防洪標(biāo)準(zhǔn)需提高，均需要計(jì)算與標(biāo)準(zhǔn)匹配的設(shè)計(jì)、校核洪水，必要時(shí)復(fù)核壩頂高程。如回龍山大壩，建于文革期間，建設(shè)階段洪水標(biāo)準(zhǔn)確定為50年設(shè)計(jì)、200年校核。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范GB 50201-1994《防洪標(biāo)準(zhǔn)》和DL 5180-2003《水電樞紐工程等級(jí)及設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)》，洪水標(biāo)準(zhǔn)為500~100年設(shè)計(jì)、2 000~1 000年校核。據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》的6.2.4條規(guī)定；“低水頭或失事后損失不大的水庫樞紐工程的擋水和泄水建筑物，經(jīng)過專門論證，并報(bào)主管部門批準(zhǔn)，其校核防洪標(biāo)準(zhǔn)可降低一級(jí)”。1997年10月，原國家電力公司以安運(yùn)技[1997]17號(hào)文批復(fù)原東北電管局，同意回龍山大壩按100年設(shè)計(jì)、500年校核。因此，目前本工程合法而又合理的洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是：100年設(shè)計(jì)、500年校核。

松山大壩壩型為混凝土面板堆石壩，但1988年原初步設(shè)計(jì)、1997年技施設(shè)計(jì)、2003年蓄水安鑒時(shí)均采用《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》中相關(guān)規(guī)定進(jìn)行壩頂高程復(fù)核，2009年首次定檢時(shí)則調(diào)整采用新版DL/T5359-2007《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》、DL/ T5016-1999《混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》的公式，重新計(jì)算了波浪爬高、壩頂高程。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，有12次因計(jì)算方法改變進(jìn)行了復(fù)核計(jì)算（非單純原因），主要包括壩址洪水改為入庫洪水計(jì)算（8次）、洪水頻率計(jì)算方法改變（3次）、洪水過程線放大方法改變（1次）等。如緊水灘、石塘、安砂、上猶江、鐵門關(guān)大壩均計(jì)算了入庫洪水；新豐江洪水過程線原采用同頻率放大，現(xiàn)采用分段倍比放大；陳村大壩洪水頻率計(jì)算方法原為暴雨推求輔以洪水資料直接法，1988年首次定檢時(shí)改為實(shí)測直接法；云峰大壩1990年首次定檢時(shí)，洪峰、洪量的計(jì)算方法由矩法改為適線法。

另有映秀灣大壩因震后重建蓄水安鑒需要進(jìn)行了防洪復(fù)核。

由此歸納出3條設(shè)計(jì)洪水及調(diào)洪復(fù)核原則為：“①設(shè)計(jì)規(guī)范修訂，有關(guān)防洪安全標(biāo)準(zhǔn)、洪水計(jì)算與調(diào)洪演算方法、參數(shù)取值和安全指標(biāo)等發(fā)生了變化，或規(guī)范中增加了新的內(nèi)容和要求；②原批復(fù)的防洪標(biāo)準(zhǔn)低于現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，以往未進(jìn)行過防洪專題復(fù)核的，應(yīng)按現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行復(fù)核；③大壩經(jīng)過改建或擴(kuò)建，改變了工程等別和建筑物級(jí)別，或因下游環(huán)境變化或保護(hù)要求提高而需調(diào)整大壩級(jí)別，提高防洪標(biāo)準(zhǔn)的”。

1.2入庫流量改變

約有13次（約占6.9%）因入庫流量改變而進(jìn)行了防洪復(fù)核，導(dǎo)致入庫流量改變的主要原因有上游大壩建成、梯級(jí)聯(lián)調(diào)等。若入庫流量改變，必須進(jìn)行防洪復(fù)核。太平哨大壩因?yàn)榛溉?、回龍、太平哨水庫洪水?lián)合調(diào)度導(dǎo)致入庫流量改變；富春江大壩因?yàn)樾掳步?、富春江?lián)調(diào)導(dǎo)致入庫流量改變；八盤峽大壩考慮龍羊峽、劉家峽聯(lián)調(diào)；青溪考慮棉花灘建成后影響；天生橋二級(jí)考慮天生橋一級(jí)建成后影響。

由此歸納出1條防洪復(fù)核原則為：“水庫運(yùn)行調(diào)度中出現(xiàn)了與原設(shè)計(jì)水庫調(diào)度成果有較大偏差”。

1.3洪水系列延長

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，約有113次（約占60.1%）因?yàn)樾枰樗娱L而進(jìn)行復(fù)核的情況，其中約有9次（約占4.8%）是單純性為了延長洪水系列而進(jìn)行的復(fù)核，延長的原因主要有：

（1）原壩址實(shí)測資料系列較短，如拉浪首次定檢時(shí)，1959~1970年為壩址（拉浪水文站）實(shí)測成果，之前為插補(bǔ)得到。1971~1991年，積累了20多年實(shí)測入庫洪水資料。根據(jù)SL 44-2006《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》中的1.0.7條款“工程地址或其上、下游鄰近地點(diǎn)具有30年以上實(shí)測和插補(bǔ)延長的流量資料，應(yīng)……”、DL/T 5105-1999《水電工程水利計(jì)算規(guī)范》中的4.2.3條款“徑流系列資料年限應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)水電工程的特點(diǎn)確定，對(duì)于季調(diào)節(jié)以上的水庫，徑流系列資料的年限應(yīng)不少于30年”，由此對(duì)原系列的要求為有實(shí)測的30年以上，若還未達(dá)到，則運(yùn)行期實(shí)測系列增加后，應(yīng)進(jìn)行設(shè)計(jì)洪水復(fù)核。

（2）實(shí)測洪水資料增加較多，如漁子溪首次定檢，延長了1972~1989年共18年實(shí)測資料，之前系列考慮了耿達(dá)站插補(bǔ)延長；明臺(tái)首次定檢延長1991~2007年共17年；烏江渡首次定檢延長1974~ 1989年共16年等。我國較多水庫是在20世紀(jì)60~ 70年代建立的，首次定檢時(shí)積累了較長的實(shí)測洪水資料，因此較多大壩進(jìn)行了設(shè)計(jì)洪水復(fù)核。

由此歸納出2條設(shè)計(jì)洪水復(fù)核原則：“①上次洪水復(fù)核水文系列未超過30年，不滿足規(guī)范要求；②距上次洪水復(fù)核，實(shí)測系列已延長超過上次計(jì)算系列長度的一半，或?qū)崪y系列延長雖未超過上次計(jì)算系列長度的一半，但有不利影響的”。

1.4出現(xiàn)大洪水

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，約有85次（約占45.2%）因?yàn)槌霈F(xiàn)大洪水而進(jìn)行了防洪復(fù)核，其中約有15次（約占8.0%）是因?yàn)閱渭冃缘某霈F(xiàn)大洪水而進(jìn)行的復(fù)核。

當(dāng)洪水超過上次洪水復(fù)核時(shí)的實(shí)測最大洪水時(shí)，進(jìn)行復(fù)核才有必要。若此次洪水超過歷史洪水，則肯定有必要進(jìn)行復(fù)核，并且需要加入歷史特大洪水系列中。當(dāng)之前的實(shí)測洪水均較小，缺乏可比性時(shí)，需要查看發(fā)生洪水重現(xiàn)期與工程級(jí)別，一般100年設(shè)計(jì)的大壩，可能出現(xiàn)20年以上洪水就有必要進(jìn)行復(fù)核；而500年設(shè)計(jì)的大壩，可能出現(xiàn)50年甚至100年以上洪水才有必要復(fù)核，因此從重現(xiàn)期判斷需要結(jié)合具體工程。

由此，可以歸納出1條設(shè)計(jì)洪水的復(fù)核原則為：“超過實(shí)際發(fā)生的最大洪水（或最大雨量）和歷史洪水”。

1.5出現(xiàn)不利洪水過程

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，約有45次（約占23.9%）因?yàn)槌霈F(xiàn)不利洪水過程而進(jìn)行了防洪復(fù)核。如豐滿大壩保壩設(shè)計(jì)采用的洪水典型為1953年和1960年型，均為單峰型；首次定檢1996年復(fù)核時(shí)增加了1995年的前主后次雙峰型洪水。2004年白山、豐滿水庫防洪聯(lián)合調(diào)度方案選擇了1953年和1960年單峰型洪水過程線、1995年的前主后次雙峰型洪水過程線和1991年兩峰相當(dāng)后峰稍大雙峰型洪水過程線做典型；2010年第三次定檢復(fù)核時(shí)又增加了2010年洪水典型。

由此歸納出1條設(shè)計(jì)洪水復(fù)核原則為：“典型洪水（典型暴雨）過程有更加不利的情況出現(xiàn)”。若經(jīng)分析認(rèn)為需要修改典型洪水過程的，則需要進(jìn)行調(diào)洪復(fù)核。

1.6庫容、泄流能力變化

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，約有32次（約占17.0%）因庫容改變進(jìn)行了防洪復(fù)核。若庫容減小已影響調(diào)洪庫容、水位庫容曲線的，均應(yīng)采用最新復(fù)測成果進(jìn)行調(diào)洪復(fù)核，青銅峽、新安江等均采用最新復(fù)核成果進(jìn)行了調(diào)洪計(jì)算。

泄洪建筑物實(shí)際尺寸與設(shè)計(jì)偏差較大、設(shè)計(jì)泄流曲線與實(shí)際偏差較大、或下游行洪受阻導(dǎo)致泄洪設(shè)施泄流能力降低的應(yīng)重新復(fù)核泄流曲線，必要時(shí)采用最新復(fù)測成果進(jìn)行調(diào)洪復(fù)核。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，約有28次（約占14.9%）因泄流曲線變化進(jìn)行了調(diào)洪復(fù)核。如豐滿二次定檢、紅石首次定檢、新安江首次和二次定檢時(shí)調(diào)洪復(fù)核均采用了新的泄流曲線。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，有13次因洪水調(diào)度方案改變、1次因機(jī)組擴(kuò)機(jī)、4次因考慮分期洪水等原因進(jìn)行調(diào)洪復(fù)核，如安砂、上硐、回龍寨等洪水調(diào)度方案均有改變；另有考慮梯級(jí)聯(lián)調(diào)需要改變洪水調(diào)度方案的，如古田溪一級(jí)、大化。機(jī)組擴(kuò)機(jī)一般不改變洪水情況，但鐵門關(guān)承擔(dān)下游庫爾勒地區(qū)的防洪任務(wù)，需要控制最大下泄（包括機(jī)組發(fā)電流量），擴(kuò)機(jī)后機(jī)組發(fā)電流量加大，由此泄洪洞下泄流量應(yīng)減小，調(diào)洪成果增加。

由此歸納出3條調(diào)洪復(fù)核原則為：“①洪水調(diào)度方案改變；②水庫防洪庫容減少；③泄洪設(shè)施泄流能力降低（包括下游行洪受阻）”。

2　防洪復(fù)核專題確定原則

根據(jù)上述歸納總結(jié)和分析成果，給出了《水電站大壩運(yùn)行安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》4.4.5～4.4.7三條防洪有關(guān)專題確定原則。

（1）出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，僅應(yīng)進(jìn)行洪水專題復(fù)核：

①上次洪水復(fù)核水文系列未超過30年，不滿足規(guī)范要求。

②距上次洪水復(fù)核，實(shí)測系列已延長超過上次計(jì)算系列長度的一半；或?qū)崪y系列延長雖未超過上次計(jì)算系列長度的一半，但有不利影響的。

③超過實(shí)際發(fā)生的最大洪水（或最大雨量）和歷史洪水；典型洪水（典型暴雨）過程有更加不利的情況出現(xiàn)。

④經(jīng)分析有必要進(jìn)行復(fù)核的工程。

（2）出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，僅應(yīng)進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)專題復(fù)核：

①洪水專題復(fù)核成果超出了原設(shè)計(jì)洪水的洪峰、洪量5%以上。

②洪水調(diào)度方案改變。

③水庫防洪庫容減少。

④泄洪設(shè)施泄流能力降低（包括下游行洪受阻）。

（3）專項(xiàng)復(fù)測主要是復(fù)測水庫庫容。出現(xiàn)下列情況之一的水庫應(yīng)進(jìn)行庫容復(fù)測，復(fù)測成果應(yīng)給出現(xiàn)狀庫容曲線、死庫容、防洪庫容、調(diào)洪庫容變化數(shù)據(jù)：

①淤積或圍墾等比較嚴(yán)重影響調(diào)洪庫容的。

②在排除泄流能力降低和不利洪水過程影響因素后，在實(shí)際防洪調(diào)度中洪水位與設(shè)計(jì)值有較大偏差的。

3　結(jié)語

在對(duì)以往三輪定檢中防洪復(fù)核專題進(jìn)行分析和總結(jié)的基礎(chǔ)上，確定了《水電站大壩運(yùn)行安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》中防洪復(fù)核專題的基本原則，這是大壩安全管理工作的又一突破，對(duì)后續(xù)定檢工作防洪專題的開展與深入具有指導(dǎo)意義。

Title:Determination principles for the flood study in flood control safety assessment//by SHEN Jing and ZHANG Xiu-li//Large Dam Safety Supervision Center of National Energy Administration

Determination of flood study is of great importance in dam periodical inspection.Based on the statistics of determination factors in the past experience and combined with research results,the determination principles were advanced in the Guide for safety assessment of hydropower dams in operation,for reference.

large dam;flood study;determination principle

TV697.1

A

1671-1092（2015）01-0067-03

2015-01-20

沈 靜（1981-），女，江蘇常熟人，碩士研究生，從事大壩安全管理研究。

作者郵箱：shen_j3@ecidi.com