陶昌弟，楊曉慶

（廣西水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，南寧 530023）

1 工程概況

馱英水庫(kù)壩址位于珠江流域西江水系左江支流明江的一級(jí)支流公安河上游峽谷出口處，地處廣西寧明縣那堪鄉(xiāng)垌中村蒲城屯附近，是一座以灌溉、供水為主，兼顧發(fā)電等綜合利用的大（2）型水庫(kù)，為廣西左江治旱馱英水庫(kù)及灌區(qū)工程供水的龍頭水庫(kù)。壩址集水面積599 km2，水庫(kù)正常蓄水位226.50 m，興利庫(kù)容1.52億m3，總庫(kù)容2.28億m3。

馱英水庫(kù)樞紐主要建筑物包括攔河壩、溢洪道及泄洪隧洞、灌溉發(fā)電引水系統(tǒng)、壩后河道電站發(fā)電引水隧洞、渠首電站及壩后河道電站廠房、升魚(yú)機(jī)系統(tǒng)、進(jìn)場(chǎng)交通道路等。

2 施工導(dǎo)流方式及施工進(jìn)度面貌

馱英水庫(kù)樞紐工程采用一次攔斷河床、隧洞全年導(dǎo)流方式。大壩上游圍堰采用堰壩結(jié)合型式，導(dǎo)流建筑物的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為10 a 一遇。根據(jù)施工進(jìn)度安排，大壩圍堰填筑后的第一個(gè)汛期（2019 年5～10 月）利用上游圍堰擋水施工，上游圍堰壩型為瀝青混凝土心墻堆石壩，堰頂高程為207.00 m，擋水標(biāo)準(zhǔn)為全年10 a 一遇，相應(yīng)洪峰流量為2670 m3/s，度汛堰前水位為205.83 m，最大下泄流量為1260 m3/s。當(dāng)汛期出現(xiàn)超10 a 一遇小于20 a 一遇洪水時(shí)，將采取臨時(shí)增加子堰擋水的措施，子堰加高至211.50 m，相當(dāng)于可擋20 a一遇洪水；當(dāng)遭遇20 a一遇洪水時(shí)，相應(yīng)洪峰流量為3407 m3/s，相應(yīng)堰前水位為210.69 m，最大下泄流量1374 m3/s。當(dāng)汛期根據(jù)施工洪水預(yù)報(bào)將發(fā)生超20 a一遇洪水時(shí)，提前5 h對(duì)大壩圍堰右岸壩肩進(jìn)行拆除至200.00 m高程。

截至2019年5月底，馱英水庫(kù)樞紐工程各工作面施工形象面貌如下：大壩圍堰（堰壩結(jié)合區(qū)）填筑至207.00 m高程；完成大壩基礎(chǔ)處理工作并正常開(kāi)展大壩瀝青混凝土心墻以及壩體填筑；完成導(dǎo)流泄洪洞進(jìn)口放水塔208.00 m高程以下塔體施工、導(dǎo)流泄洪洞出口護(hù)坦以及下游左右岸護(hù)岸工程施工；完成灌溉發(fā)電引水隧洞進(jìn)口進(jìn)水塔207.00 m 高程以下塔體施工、進(jìn)口檢修閘門(mén)的安裝和調(diào)試，并具備擋水條件。

3 重大工程險(xiǎn)情分析

導(dǎo)致水庫(kù)工程施工期出現(xiàn)重大險(xiǎn)情的主要因素包括：施工期間發(fā)生強(qiáng)降雨，導(dǎo)致庫(kù)區(qū)水位急劇上升；因發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水而導(dǎo)致的漫壩事故；上游較大漂浮物撞擊大壩、圍堰等水工建筑物導(dǎo)致的壩體變形、開(kāi)裂等事故；超標(biāo)準(zhǔn)地震災(zāi)害引起的壩體、圍堰變形、開(kāi)裂、破堰等事故；由于人為疏忽造成大壩、圍堰失火危及大壩安全。

可能出現(xiàn)重大險(xiǎn)情的種類包括：在洪水長(zhǎng)時(shí)間作用下，大壩圍堰堰體頂部或坡面出現(xiàn)縱向或橫向裂縫，使大壩破損出險(xiǎn)；在高水位長(zhǎng)時(shí)間作用下，滲漏水過(guò)大導(dǎo)致大壩圍堰外坡失穩(wěn)；在高水位或雨水浸注情況下，大壩圍堰發(fā)生局部凹陷；大壩圍堰堰體滲漏，庫(kù)里的水透過(guò)壩體從大壩的背水坡面滲出；洪水漫壩事故，可導(dǎo)致大壩壩坡受漫壩水流沖刷，致水毀嚴(yán)重；超標(biāo)準(zhǔn)地震災(zāi)害引起的壩體變形、開(kāi)裂等事故，可引起局部壩段失穩(wěn)、垮塌并導(dǎo)致整個(gè)大壩潰決；破堰事故，導(dǎo)致水庫(kù)工程失去功能，破堰洪水給下游帶來(lái)毀滅性災(zāi)難。

4 大壩破堰分析

馱英水庫(kù)2019 年汛期填筑后的大壩上游圍堰破堰可能性極小，但若遭遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，還是有可能產(chǎn)生破堰洪水，給下游帶來(lái)極其嚴(yán)重的危害。

4.1 破堰分析范圍

破堰分析范圍為上游圍堰至寧明縣城161 km河道，重點(diǎn)分析范圍為上游圍堰至公安河河口47 km 河道。馱英水庫(kù)壩址下游沿線村屯分布情況見(jiàn)表1～表2。

表1 馱英水庫(kù)壩址下游公安河沿線村屯情況表

表2 馱英水庫(kù)壩址下游明江干流沿線村屯情況表

4.2 破堰類型及最大流量計(jì)算

馱英水庫(kù)上游圍堰位于峽谷區(qū)，圍堰采用堆石壩，破堰原因主要為洪水漫頂、基礎(chǔ)管涌、滲漏，雖然堆石壩屬于逐漸破堰類型，但由于引起破堰的水流沖擊能力極強(qiáng)，從決口開(kāi)始到基本形成穩(wěn)定的潰決斷面，整個(gè)過(guò)程時(shí)間非常短暫（一般半個(gè)小時(shí)左右），故考慮上游圍堰為瞬時(shí)全部破堰。根據(jù)度汛安排，分析以下6種工況，并根據(jù)《水力計(jì)算手冊(cè)（第二版）》（中國(guó)水利水電出版社）中對(duì)瞬時(shí)全部破堰水流的計(jì)算方法，計(jì)算各種工況的壩址處破堰最大流量，計(jì)算成果見(jiàn)表3。

表3 馱英水庫(kù)上游圍堰破堰計(jì)算方案表

4.3 破堰洪水向公安河下游演進(jìn)計(jì)算

4.3.1 壩址流量過(guò)程線

采用水量平衡法，推求導(dǎo)流洞下泄流量的壩址破堰洪水過(guò)程線，成果見(jiàn)表4。

表4 壩址洪峰流量過(guò)程線計(jì)算成果表

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 367 753 1855 832 436 366 334 306 278 250 222 194 166 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 431 518 1165 1260 1208 1099 931 531 447 362 310 257 215 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 505 836 1255 1374 1353 1280 1183 1058 874 496 403 320 249 91 104 117 131 150 170 190 210 230 250 270 290 310 330 350 360 370 480 600 660 4242 4226 4220 4219 4217 4163 4058 3942 3804 3647 3487 3328 3172 2942 2800 2737 2676 1951 1375 1164 105 120 135 140 150 170 190 210 230 250 270 290 310 330 350 360 370 480 600 660 4931 4924 4747 4745 4744 4683 4566 4435 4280 4103 3923 3744 3568 3310 3150 3079 3011 2195 1547 1310 110 130 135 140 150 170 190 210 230 250 270 290 310 330 350 360 370 480 600 660 3522 3517 3516 3515 3514 3469 3382 3285 3170 3039 2906 2773 2643 2452 2333 2281 2230 1626 1146 970

4.3.2 考慮壩址～公安河河口區(qū)間洪水過(guò)程線

馱英壩址距公安河河口47 km，壩址～公安河河口區(qū)間集水面積439 km2，集水面積較大，本次破堰洪水向下游演進(jìn)分析需考慮區(qū)間洪水。采用壩址洪水過(guò)程線錯(cuò)時(shí)段疊加公安河馱英壩址至河口區(qū)間同頻來(lái)水過(guò)程，即工況1 洪水過(guò)程線采用壩址天然下泄洪水過(guò)程線疊加區(qū)間P=20%頻率洪水過(guò)程線，工況2、4 洪水過(guò)程線采用壩址洪水過(guò)程線疊加區(qū)間P=10%頻率洪水過(guò)程線，工況3、5采用壩址洪水過(guò)程線疊加區(qū)間P=5%頻率洪水過(guò)程線，工況6 采用壩址洪水過(guò)程線疊加區(qū)間P=4%頻率洪水過(guò)程線。本次分析的6種工況采用的洪水向下游演進(jìn)分析洪水過(guò)程線見(jiàn)表5。

表5 考慮壩址～公安河河口區(qū)間洪水過(guò)程線成果表

75 80 85 90 95 100 626 557 493 441 390 339 75 80 85 90 95 100 878 763 645 561 477 403 75 80 85 90 95 100 1478 1253 834 700 576 464 210 230 250 270 290 310 330 350 360 370 480 600 660 4524 4297 4083 3878 3684 3500 3325 3159 3001 2950 2300 1800 1500 210 230 250 270 290 310 330 350 360 370 480 600 660 4805 4565 4336 4120 3914 3718 3532 3355 3188 3028 2423 1938 1550 210 230 250 270 290 310 330 350 360 370 480 600 660 4255 4093 3915 3734 3567 3402 3176 3032 2967 2903 2207 1673 1480

4.3.3 破堰洪水向下游演進(jìn)分析

以公安河和明江干流流量過(guò)程線為上邊界條件，明江干流最下游寧明縣城水文站斷面水位流量關(guān)系成果為下邊界，河道糙率取0.045，采用MIKE11軟件，通過(guò)非恒定流解法向下游推演，求得壩址下游至寧明縣城河段兩岸各村屯的流量演進(jìn)過(guò)程線、水位演進(jìn)過(guò)程線，同時(shí)計(jì)算出下游洪峰到達(dá)的時(shí)間。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 馱英水庫(kù)上游圍堰破堰影響

由表6可以看出：

（1）當(dāng)壩址遭遇20 a 一遇及以下標(biāo)準(zhǔn)洪水，圍堰不破堰時(shí)，公安河河段村屯房屋建基面高程均高于20 a 一遇標(biāo)準(zhǔn)洪水水位，基本不受洪水影響；明江干流沿河那堪、海淵鎮(zhèn)、北江鄉(xiāng)、板棍、海邱、安東、明江、寨密、寧明縣城房屋受洪水影響，可能造成影響的人口約4.40萬(wàn)人。

（2）當(dāng)遭遇10 a一遇洪水，如圍堰發(fā)生破堰時(shí)，相應(yīng)壩址最大流量為32 825 m3/s，最大洪峰傳至公安河河口枯改斷面的傳播時(shí)間為155 min，至最上游的江叫屯傳播時(shí)間為4 min，對(duì)下游村屯可能造成影響的人口約0.60萬(wàn)人；最大洪峰傳至寧明縣城斷面的傳播時(shí)間為952 min，至最上游的那堪鄉(xiāng)傳播時(shí)間為233 min，可能造成影響的人口約2.00萬(wàn)人。

（3）當(dāng)遭遇20 a 一遇洪水，如圍堰加子堰發(fā)生破堰時(shí)，相應(yīng)壩址最大流量為37 524 m3/s，最大洪峰傳至公安河最下游的枯改傳播時(shí)間為154 min，至最上游的江叫屯傳播時(shí)間為4 min，下游村屯可能造成影響的人口約0.85萬(wàn)人；最大洪峰傳至寧明縣城斷面的傳播時(shí)間為779 min，至最上游的那堪鄉(xiāng)傳播時(shí)間為214 min，可能造成影響的人口約4.90萬(wàn)人。

（4）當(dāng)發(fā)生25 a 一遇洪水，搶險(xiǎn)隊(duì)伍對(duì)子堰進(jìn)行拆除，同時(shí)將上游圍堰拆除至200 m，上游圍堰發(fā)生破堰時(shí)，相應(yīng)壩前最大流量為19 396 m3/s，最大洪峰傳至最下游的枯改傳播時(shí)間為235 min，至最上游的江叫屯傳播時(shí)間為22 min，下游村屯可能造成影響的人口約0.72萬(wàn)人；最大洪峰傳至寧明縣城斷面的傳播時(shí)間為965 min，至最上游的那堪鄉(xiāng)傳播時(shí)間為251 min，下游村屯可能造成影響的人口約5.40萬(wàn)人。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)馱英水庫(kù)施工期破堰影響分析，水庫(kù)樞紐大壩在發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水或其他突發(fā)事件導(dǎo)致破堰將會(huì)對(duì)下游產(chǎn)生較大的影響。為減輕因突發(fā)事件給水庫(kù)庫(kù)區(qū)及下游地區(qū)所造成的災(zāi)害，應(yīng)科學(xué)合理編制庫(kù)區(qū)及壩址下游防汛搶險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案，做到有計(jì)劃、有步驟、有準(zhǔn)備地防御應(yīng)急事件，迅速、及時(shí)和有效地控制防洪工程險(xiǎn)情的發(fā)生，確保馱英水庫(kù)施工期安全度汛，保障馱英水庫(kù)庫(kù)區(qū)及下游公安河及明江沿岸人民群眾生命與財(cái)產(chǎn)的安全。

（責(zé)任編輯：劉征湛）