張潤(rùn)豐

（公主嶺市卡倫水庫(kù)灌區(qū)管理所，吉林公主嶺136100）

水利水電施工度汛綜述

張潤(rùn)豐

（公主嶺市卡倫水庫(kù)灌區(qū)管理所，吉林公主嶺136100）

隨著水利水電工程的迅速發(fā)展，在施工過(guò)程中的度汛是工程建設(shè)的重要內(nèi)容之一，關(guān)系到工程的成敗。但是施工度汛存在著不確定因素，且關(guān)系比較復(fù)雜，對(duì)度汛進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)估算比較困難。本文主要根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究文獻(xiàn)，從度汛種類、標(biāo)準(zhǔn)和風(fēng)險(xiǎn)量化等方面進(jìn)行綜述，以為水利水電工程建設(shè)提供參考。

水利；水電；施工；度汛

水利水電工程的施工度汛主要是指從工程開工到竣工期間對(duì)轉(zhuǎn)堰和大壩攔洪能力和過(guò)水能力的檢驗(yàn)，使建筑物不受洪水等威脅，保證工程順利施工。施工度汛是保證跨年度施工的水利工程，在施工期間不受洪水侵害的預(yù)防措施。施工度汛主要根據(jù)施工區(qū)域歷年洪水情況制定度汛措施，主要包括施工導(dǎo)流期的圍堰度汛和后期壩體本身的攔洪度汛。圍堰和壩體能否成功攔截洪水并安全度汛，是水利水電工程順利施工的關(guān)鍵，是水利水電工程施工過(guò)程非常重要的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。洪水是一種不確定的水文現(xiàn)象，人們目前對(duì)其認(rèn)識(shí)不足，洪水的發(fā)生時(shí)間和水波運(yùn)動(dòng)比較復(fù)雜，難以對(duì)其進(jìn)行精確預(yù)報(bào)。洪水是由洪級(jí)和洪度兩方面決定的，洪級(jí)主要反應(yīng)洪水的大小，洪度程度表示洪水的影響程度。但是洪水的突發(fā)性比較大，對(duì)于洪度和洪級(jí)往往難以及時(shí)確認(rèn)。如果施工過(guò)程中度汛標(biāo)準(zhǔn)高，會(huì)加大費(fèi)用投入，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致工程無(wú)法按進(jìn)度實(shí)行；如果施工過(guò)程中度汛標(biāo)準(zhǔn)低，那么工程的實(shí)體遭受到洪水損毀的機(jī)率比較大，會(huì)導(dǎo)致工程返工，延誤工期，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損害下游的群眾人身和財(cái)產(chǎn)安全。如何制定施工度汛是非常重要的，就水利水電工程來(lái)說(shuō)度汛方案主要包括建筑物、壩體度汛斷面和壩體泄洪等設(shè)施的規(guī)劃。度汛影響的是水利水電工程的造價(jià)、施工安全、下游居民的人身安全。

1 施工度汛分類

1.1 根據(jù)上游水庫(kù)情況分類

當(dāng)上游沒(méi)有建立水庫(kù)時(shí)，水利水電工程建設(shè)初期要依靠圍堰進(jìn)行洪水的抵抗和預(yù)防，即圍堰擋水度汛。圍堰擋水度汛使圍堰建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)提高、投資大，工期長(zhǎng)。當(dāng)上游有水庫(kù)時(shí)，水利水電工程可依靠水庫(kù)的攔蓄洪水消減施工期洪峰的影響，即上游控泄圍堰度汛。所以，水利水電工程度汛中圍堰設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)可低于一般標(biāo)準(zhǔn)，投資可減少。在汛期上游水庫(kù)的高度可以配合下游工程施工情況，以完成下游水利水電工程施工度汛的根本。

1.2 根據(jù)施工情況分類

根據(jù)施工情況可以將施工度汛分為兩類，一是初期圍堰度汛；二是中后期圍堰度汛。初期圍堰度汛是指無(wú)論是過(guò)水圍堰還是非過(guò)水圍堰都要設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)，并制定預(yù)防措施。當(dāng)遇到洪水超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可采用臨時(shí)度汛措施。度汛措施主要有針對(duì)不過(guò)水圍堰進(jìn)行的堰頂加高，目的是提高圍堰的擋水能力；針對(duì)混凝土圍堰，設(shè)計(jì)時(shí)一般可以允許堰頂過(guò)水；設(shè)置泄洪通道，以增加工程的泄洪能力。中后期的度汛主要是由大壩永久建筑物進(jìn)行承擔(dān)，要根據(jù)水利水電工程性質(zhì)、建筑物的布置和水壩類型進(jìn)行施工設(shè)計(jì)。

1.3 根據(jù)壩型分類

根據(jù)壩型不同可以將施工度汛分為混凝土壩度汛和土石度汛。一般在壩體缺口高程較低時(shí)，對(duì)建筑物不會(huì)造成破壞實(shí)行混凝土度汛；當(dāng)壩體缺口較高，對(duì)壩面會(huì)產(chǎn)生壓力，對(duì)下游的建筑物可能造成破壞時(shí)，針對(duì)不同情況在進(jìn)行不同土石度汛。土石度汛的工程量一般都比較大，在建設(shè)時(shí)采用臨時(shí)斷面進(jìn)行攔水處理，但是有時(shí)也難以達(dá)到攔洪的高度，所以需要進(jìn)行臨時(shí)過(guò)水。

2 工程度汛標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)壩體高程超過(guò)圍堰高程時(shí)，在進(jìn)入后期導(dǎo)流時(shí)需要由壩體來(lái)進(jìn)行洪水?dāng)r擋，臨時(shí)度汛的標(biāo)準(zhǔn)主要根據(jù)壩型進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)導(dǎo)流建筑物被封堵后，永久建筑物又沒(méi)有設(shè)計(jì)泄洪能力，那么壩體的度汛標(biāo)準(zhǔn)需要根據(jù)壩體的施工和運(yùn)行質(zhì)量進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3 度汛風(fēng)險(xiǎn)量化設(shè)計(jì)模型

度汛風(fēng)險(xiǎn)量化模型主要是研究水利水電工程的風(fēng)險(xiǎn)，為工程方案設(shè)計(jì)、選擇和正常施工做決策依據(jù)。

3.1 調(diào)洪計(jì)算原理

度汛風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算主要目的是找出防洪的最高標(biāo)準(zhǔn)，以保證洪水進(jìn)入水庫(kù)后可以滿足防洪的度汛高程。當(dāng)洪水入庫(kù)后，運(yùn)動(dòng)流量是不穩(wěn)定的，水庫(kù)沿程的水位、水速等隨時(shí)會(huì)發(fā)生變化，所以要采用多種方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，按照逐段進(jìn)行洪水演算，這種工作量比較大，所以實(shí)際中采用回水曲線法和近似法進(jìn)行模型設(shè)計(jì)。

3.2 度汛模型的發(fā)展

針對(duì)度汛風(fēng)險(xiǎn)模型比較難建立的情況，提出了風(fēng)險(xiǎn)率型，在這個(gè)模型中主要考慮洪水經(jīng)過(guò)的不確定性，按照實(shí)際流量資料有限的情況下進(jìn)行預(yù)測(cè)，那么結(jié)果也不理想，傳導(dǎo)到高投資或高損失率。之后又研究出分割多目標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)法，結(jié)合分割概率得出多種函數(shù)，將這些函數(shù)運(yùn)用到風(fēng)險(xiǎn)模型中以為決策做依據(jù)。這種只考慮水文情況的度汛模型因考慮的因素單一，也很難適應(yīng)實(shí)際的度汛情況。這兩種風(fēng)險(xiǎn)分析方法較全面的考慮了水文和水力因素，得到了導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)，但是因其主要考慮上游建筑物高程因素，所以使整個(gè)施工過(guò)程導(dǎo)流方案不同。

4 研究趨勢(shì)

度汛工作是水利水電工程施工過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，在水文、水力等一些隨機(jī)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)和量化上要加強(qiáng)研究，特別是對(duì)概率小的風(fēng)險(xiǎn)定量進(jìn)行預(yù)防。一是要根據(jù)洪水的洪級(jí)和洪度進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)考慮，同時(shí)結(jié)合水文、壩體建筑和水利水電工程施工計(jì)劃和進(jìn)度、上游水庫(kù)控洪能力進(jìn)行水利水電施工度汛的設(shè)計(jì)。由于洪水的不穩(wěn)定性和不確定性，洪級(jí)和洪度是對(duì)洪水進(jìn)行量化的唯一標(biāo)準(zhǔn)。二是施工度汛要實(shí)現(xiàn)在線響應(yīng)機(jī)制，因?yàn)楹樗陌l(fā)生時(shí)間和地點(diǎn)難以進(jìn)行正常預(yù)測(cè)，屬于隨機(jī)性發(fā)生，所以要重點(diǎn)研究超標(biāo)洪水的預(yù)防。

[1]謝小平,黃強(qiáng),徐晨光,等.公伯峽水電站施工度汛方案風(fēng)險(xiǎn)分析[J].水力發(fā)電學(xué)報(bào),2005,24(06)：6-8,29.

[2]王卓甫.考慮洪水過(guò)程不確定的施工導(dǎo)流風(fēng)險(xiǎn)分析計(jì)算[J].水利學(xué)報(bào),1998,24(04)：33-37．

TV521

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10.14025/j.cnki.jlny.2017.24.032

張潤(rùn)豐，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：水利水電工程。