水電工程施工洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的合理選擇

韓秀娟　劉英杰

摘 要：水電工程的建設(shè)過程就是對水流分時段進(jìn)行控制、疏導(dǎo)的過程，根據(jù)外部環(huán)境、工程規(guī)模等在工程不同建設(shè)時段合理選擇施工洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)具有重要意義，對導(dǎo)流建筑物規(guī)模的確定起到關(guān)鍵性的作用。文章主要介紹了水電工程施工洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的選擇方法，指出了現(xiàn)階段我國水電工程施工洪水標(biāo)準(zhǔn)選擇中存在的問題，在此基礎(chǔ)上，對初期、中期、后期三個導(dǎo)流階段洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的合理選擇方法進(jìn)行了探討，希望能為水電工程設(shè)計人員提供參考。

關(guān)鍵詞：水電工程；施工；洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；合理選擇

中圖分類號：TV55111 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）05-0162-02

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水電工程作為重要的基礎(chǔ)設(shè)施，得到了大力的發(fā)展與建設(shè)。水電工程的施工質(zhì)量與安全直接關(guān)系到我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對再生能源的利用和可持續(xù)發(fā)展的推行都有重要意義。因此，得到了社會廣泛的關(guān)注的重視。洪水設(shè)計是對可能出現(xiàn)的洪水進(jìn)行的預(yù)防性設(shè)計，洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是指工程對洪水的防御能力規(guī)定限度。在水電工程的設(shè)計中，對施工洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理選擇非常重要，是保障水電工程施工順利進(jìn)行的重要條件，對工程的質(zhì)量與使用安全也有重要影響。

1 水電工程施工洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的選擇方法

《水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》（DL/T 5397-2007）是我國現(xiàn)行水利水電工程初步設(shè)計階段施工組織設(shè)計文件編制的參照，對建國近六十年來水電工程的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了歸納和總結(jié)，并對施工洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的選擇制定了以下要求：

①在選擇導(dǎo)流建筑物的洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)先對其級別進(jìn)行確定，再依據(jù)級別確定洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。其中，級別的確定需要綜合考慮保護(hù)對象、自身規(guī)模、使用年限以及失事后果四項(xiàng)指標(biāo)。

②在選擇下閘前壩體的臨時度汛標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)對壩體的壩型以及所形成庫容的大小進(jìn)行研究、分析，根據(jù)壩體的具體特點(diǎn)確定最佳標(biāo)準(zhǔn)。

③對于下閘蓄水后壩體的臨時度汛標(biāo)準(zhǔn)，要根據(jù)壩體的壩型、庫容以及級別進(jìn)行確定。

④對于截留及下閘的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，要根據(jù)工程建設(shè)時段內(nèi)5～10 a一遇的月、旬均流量來確定。

⑤對于下閘后導(dǎo)流泄水建筑封堵期，其上游來水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)所在時段5～20 a一遇的均流量來確定[1]。

2 水電工程施工洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)選擇中存在的問題

就現(xiàn)在我國水電工程的建設(shè)情況而言，已經(jīng)取得了不錯的成就，陸續(xù)完成了一批施工質(zhì)量較高、防洪能力較能的工程項(xiàng)目。可見，洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的選擇已經(jīng)得到了一定的重視并且逐漸向科學(xué)性、合理性發(fā)展。但是不可忽視的是，在一些水電工程的施工中，對于洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計依然存在一些問題，主要有以下幾點(diǎn)：

①對導(dǎo)流建筑物，在進(jìn)行洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的選擇時，對其中存在的多方面風(fēng)險因素沒有進(jìn)行全面的考慮，從而不能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性與安全性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

②對高土石圍堰，當(dāng)其建筑級別超過3級時，沒有按規(guī)定要求進(jìn)行超標(biāo)洪水防御措施的制定，不能對特殊情況合理選擇洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

③對于下閘前壩體的臨時擋水度汛，洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計往往偏高，而且其設(shè)計過于籠統(tǒng)，只注重對庫容指標(biāo)的考慮，而忽視了對其它指標(biāo)的參照。

④在截流設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的選擇過程中，忽略對梯級開發(fā)河流的研究、分析，不能與其實(shí)際的來水特點(diǎn)很好相應(yīng)，從而使標(biāo)準(zhǔn)偏高[2]。

3 水電工程施工洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的合理選擇

3.1 初期導(dǎo)流階段

①圍堰施工階段的來水標(biāo)準(zhǔn)。在我國現(xiàn)階段水電工程的建設(shè)中，圍堰的應(yīng)用類型呈現(xiàn)出多樣化，不同圍堰來水標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計目標(biāo)也有所不同。澆硂圍堰截流在第一個枯水期的截流目的是合理設(shè)定圍堰工程迎水面高度的具體數(shù)值；土石圍堰截流的目的則是幫助設(shè)定防滲墻施工平臺的相對高度，并由此得出平臺高程具體數(shù)值。圍堰枯水期，河水在流量數(shù)據(jù)上表現(xiàn)具有良好的相對穩(wěn)定性，故而枯水期圍堰來水標(biāo)準(zhǔn)可適當(dāng)?shù)陀谘雌趤硭畼?biāo)準(zhǔn)，通常枯水期來水標(biāo)準(zhǔn)通常設(shè)定上低于汛期來水標(biāo)準(zhǔn)一個等級。

②圍堰截流后首年的度汛標(biāo)準(zhǔn)。通常來講，大型水電項(xiàng)目的建設(shè)內(nèi)容并不復(fù)雜，雖然其規(guī)模較大卻比較單一，其首年的度汛標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計可以略微低于正常的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。筆者從事水電工程設(shè)計工作多年，多次實(shí)踐證明適當(dāng)降低第一年度汛的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計是符合科學(xué)規(guī)律的，對于整個工程而言，此項(xiàng)措施可以減小施工進(jìn)度的壓力，且對整個工程質(zhì)量沒有影響。

③圍堰超標(biāo)洪水設(shè)防。高土石圍堰的運(yùn)行中存在著一定安全風(fēng)險，若下游洪水的影響區(qū)內(nèi)有鐵路干線、城鎮(zhèn)等重要建筑，一旦發(fā)生潰堰，就會對社會公眾安全造成巨大的威脅。為此，DL/T 5397-2007規(guī)定，對于3級、4級的高土石圍堰，如果工程所處環(huán)境條件比較特殊，對安全要求較高，在進(jìn)行洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的選擇時，要考慮到超標(biāo)洪水的情況，并提前制定科學(xué)的應(yīng)急方案，以盡可能提高圍堰對超標(biāo)洪水的防御能力。

同時，還應(yīng)在庫區(qū)建立有效的防洪預(yù)警系統(tǒng)，對河水進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控，并掌握往年洪水的情況，以及時發(fā)現(xiàn)洪水異動，在第一時間采取相應(yīng)的措施進(jìn)行防御。如若臨時泄水建筑工程具有較強(qiáng)的分流能力，可以視情況對圍堰進(jìn)行適當(dāng)?shù)卦龈撸蝗缛舴至髂芰^弱，就要在圍堰頂部合理設(shè)置溢洪道[3]。

3.2 中期導(dǎo)流階段

DL/T 5397-2007中對該階段的防洪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)亟档停?guī)定其標(biāo)準(zhǔn)控制應(yīng)該比同類型圍堰高出一個量級，同時比發(fā)電后的壩體度汛標(biāo)準(zhǔn)低一個量級。如果下游洪水的影響區(qū)內(nèi)有重要建筑或建筑群，壩體度汛標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計要比影響對象的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)高。如果壩體在進(jìn)行第一次度汛時，壩面的高度超過庫容指標(biāo)最低值或上游圍堰高程，度汛標(biāo)準(zhǔn)要取下限值。其中，土石壩與混凝土壩的下限值的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)一般是不小于200 a一遇洪水與100 d一遇洪水[4]。

3.3 后期導(dǎo)流階段

導(dǎo)流泄水建筑物在封堵期的來水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計主要是為了確定壩前的水位和建筑物閘門水頭的設(shè)計。因?yàn)榉舛率┕るA段要持續(xù)很長一段時間，所以在選擇洪水的流量時一般按照瞬時流量的最大值進(jìn)行。按照DL/T 5397-2007規(guī)定，5～20 a一遇來水標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計可以分兩種情況進(jìn)行：一是在封堵完成時，如果導(dǎo)流隧洞中封堵閘門的庫容及水頭的級別達(dá)到3級，上游的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要取20 a一遇，可以根據(jù)工程具體情況適當(dāng)降低出口圍堰的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。二是如果封堵需跨訊，要適當(dāng)提高來水標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié) 語

綜上可知，水電工程的施工設(shè)計洪水有圍堰擋水的設(shè)計流量、圍堰的設(shè)計洪水、蓄水前壩體擋水的設(shè)計洪水、導(dǎo)流泄水建筑物封堵施工期的上游設(shè)計來水量等多方面內(nèi)容組成，對其洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理選擇對于水電工程建設(shè)的順利進(jìn)行具有重要意義。因此，水電工程相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)予以充分的重視，并兼顧工程的經(jīng)濟(jì)性與安全性，確保水電工程具有較高的經(jīng)濟(jì)效益與防洪能力，從而推動我國水電工程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 夏海燕.水電水利工程中的洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)分析[J].科技展望，2014，（21）.

[2] 鄭偉.水電水利工程中的洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)分析[J].珠江水運(yùn)，2015，（14）.

[3] 徐唐錦，李蘅.壩體度汛及導(dǎo)流泄水建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)研究與探討[J].人 民長江，2011，（16）.

[4] 楊清清，陳新.水利水電施工導(dǎo)流方案風(fēng)險分析[J].四川水力發(fā)電，2011，

（3）.