韓 猛，周 穎，唐 穎

（1.江蘇省江都水利工程管理處，江蘇 揚州 225200，2.江蘇省灌溉總渠管理處，江蘇 淮安 223200）

1 基本情況

1.1 工程概況

大溪水庫位于溧陽市西南部低丘陵山區(qū)，始建于1958年，初步建成于1960年，是一座以防洪、灌溉、城鎮(zhèn)供水為主的國家大（二）型水庫。大溪水庫洪水設計標準為100年一遇，洪水校核標準為2000年一遇，下游防洪標準為20年一遇（安全下泄流量為30 m3/s）。設計水位15.48 m（青島，下同），校核水位15.98 m，總庫容1.128億m3；水庫汛限水位12.00 m，調洪庫容0.66億m3；興利庫容0.36億m3；死水位8.20 m，死庫容0.11億m3。本庫樞紐工程有：主壩、副壩、溢洪閘各一座，輸水涵洞3座。

1.2 風險因素

大溪水庫庫區(qū)、大壩、下游地區(qū)在防洪安全中存在的主要風險因素如下：主壩溢洪閘最大設計泄流量為168 m3/s，下游溢洪河安全下泄流量為70 m3/s，超過此流量只能漫灘泄洪，影響溢洪道周邊及下游城鎮(zhèn)人民群眾生命財產(chǎn)安全。

2 高水位下大壩安全隱患分析

2.1 滲透破壞

根椐歷史洪水分析，大溪水庫遭遇洪水均未達到設計標準，但在長時間高水位尤其是12.00 m以上水位運行中，壩體的浸潤線會隨庫水位的升高而升髙。另外，當水庫長期高水位運行時，會使壩體承受水壓力增大，從而導致水體滲透壓力增加，當滲透水流的滲透坡降超過一定限度時，滲流將逐漸帶走壩體中的細小顆粒，致使土體產(chǎn)生管涌。

2.2 壩坡失穩(wěn)

大溪水庫主、副壩壩坡未見異常變形，各計算斷面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求。但水庫長期高水位運行，將導致壩體浸潤線偏高，增加下游壩坡滑塌風險，而壩體一旦發(fā)生滑坡將可能導致潰壩。

2.3 庫岸邊坡失穩(wěn)

大溪水庫周邊岸坡近壩區(qū)以基巖岸坡為主，多基巖裸露，自然岸坡穩(wěn)定；不存在岸坡再造和塌岸；遠壩區(qū)岸坡平緩，水庫已運行多年，未發(fā)生過較大岸坡穩(wěn)定問題。但當水庫遭遇超標洪水，原先處于干燥狀態(tài)的庫岸土坡或巖質邊坡裂隙因高水位時地下水位隨之升高而受到浸濕時，就會軟化、泥化，c，φ值都會降低，抗剪強度降低，易導致滑坡產(chǎn)生。而庫岸滑坡產(chǎn)生的涌浪會對壩體產(chǎn)生較大的沖擊壓力，涌浪漫壩淘刷壩體將可能造成潰壩。

3 分析計算原理

大壩漫頂潰壩過程是以表層沖刷為主，壩體漫頂破壞潰口發(fā)展過程主要由“水流沖蝕引起的連續(xù)縱向下切和橫向沖蝕”以及“潰口邊坡失穩(wěn)坍塌引起的間歇橫向大擴展”組成。因此，采用可描述潰口發(fā)展與潰口洪水流量過程的數(shù)值模型對潰壩事件進行數(shù)值模擬。

同時在計算上游庫水高程變化時，需同時考慮入庫流量、潰口流量、排洪系統(tǒng)下泄流量，整個過程要滿足水量平衡方程。對于壩頂潰口的發(fā)展，可以假設其為一個連續(xù)的過程，并且潰口邊坡在失穩(wěn)之前保持不變,隨著潰口深度的發(fā)展，潰口邊坡可能發(fā)生失穩(wěn)。

4 超標準洪水方案分析

4.1 超標準洪水方案設計

通過分析水庫歷年洪水情況、水庫防洪調度以及水庫工程存在的風險因素，設置了3類超標準洪水分析方案，方案設置見表1。

表1 大溪水庫洪水分析方案

4.2 水庫調洪演算

大溪水庫發(fā)生校核洪水（2000 年一遇）及以下洪水等級時，根據(jù)調洪規(guī)則進行水庫調洪演算，水庫泄洪閘正常泄洪；當水庫發(fā)生超校核洪水時，采取應急扒口措施，水庫通過泄洪閘和應急扒口泄洪，通過水庫調洪演算得到庫水位、泄洪閘和應急扒口下泄流量過程。

應急扒口流量采用寬頂堰公式計算，寬頂堰泄流公式如下：

式中，B為應急扒口寬度，m為寬頂堰流量系數(shù)，與相對上游堰高及堰頭形式有關；H為不計入行進流速水頭的堰上水頭，即庫水位與堰頂高程間的水位差；ε為閘墩側收縮系數(shù)。本次計算綜合流量系數(shù)取0.365。大溪水庫各頻率洪水調洪演算成果見表2。

表2 大溪各頻率洪水調洪演算成果表（汛限水位12.0 m）

5 風險分析

5.1 校核洪水庫區(qū)上下游風險情況

根據(jù)大溪水庫調度預案，大溪水庫泄洪主要從太湖沖副壩溢洪河泄洪，通過計算發(fā)現(xiàn)，大溪水庫發(fā)生2000年一遇校核洪水時，主壩溢洪道下游沒有淹沒，但是溢洪道高水位會造成下游圩區(qū)高水位頂托，造成大圩地區(qū)內澇。

5.2 應急扒口下游淹沒方案

當大溪水庫發(fā)生超標準（5000年一遇）洪水，在太湖沖副壩主動扒口下泄洪水，設定扒口方案分別為寬度50 m、100 m、150 m 3種，大溪水庫5000年一遇洪水過程見圖1。

圖1 大溪水庫 5000 年一遇入庫洪水

當大溪水庫遭遇5000年一遇洪水時，不同扒口尺寸的扒口流量過程見圖2。可以發(fā)現(xiàn)，隨著扒口寬度增加，扒口下泄流量增大，應急扒口寬150 m時，最大扒口流量達到2 377.27 m3/s。

圖2 水庫發(fā)生5000年一遇洪水時，太湖沖通過副壩應急扒口流量過程

6 結語

本文分析了溧陽市大溪水庫遭遇超標準洪水的風險情況，當水庫遇設計標準內洪水時，合理控制下泄流量，保障下游防洪安全；遇超設計標準洪水時，優(yōu)先保障水庫大壩安全，盡量減少下游災害損失；遇超校核標準洪水時，按照全力保障水庫大壩安全的原則實施調度。同時，管理人員應加強大壩和泄洪建筑物滲流監(jiān)測，水位監(jiān)測，庫區(qū)氣溫和雨量監(jiān)測。本文對于提高大溪水庫應對超標準洪水突發(fā)事件的應對能力，做好應急處置工作具有一定的參考意義。