中山市长江水库防洪抢险措施及超标准洪水应急预案.pdf

191云南水力发电YUNNAN WATER POWER第 40 卷第 3 期 *收稿日期：2023-07-06 作者简介：张杏婕（1985-），女，广东中山人，工程师，主要从事水利技术管理、水库调度运行、水文水资源等工作。中山市长江水库防洪抢险措施及超标准洪水应急预案张杏婕（中山市水库水电工程管理中心，广东中山528400）摘要：科学完善的防洪措施和应急预案能在水库遭遇突发险情时有效减少损失，保障人民群众生命财产安全。为确保长江水库正常运行，满足长期防洪和供水等功能，最大程度保障下游群众生命财产安全，以中山市长江水库防洪抢险措施及应急预案为背景，针对目前水库面对的工程现状分析主要问题，结合防洪调度计划，对防洪抢险保障措施和超标准洪水应急预案进行探讨。关键词：水库；防洪抢险；超标准洪水；应急预案中国分类号：TV87 文献标识码：B文章编号：1006-3951(2024)03-0191-05DOI：10.3969/j.issn.1006-3951.2024.03.048Flood Control and Emergency Response Measures for Yangtze River Reservoir in Zhongshan City and Emergency Plan for Overstandard FloodsZHANG Xingjie(Zhongshan Reservoir Hydropower Engineering Management Center,Zhongshan 528400，China)Abstract：Scientific and comprehensive flood control measures and emergency plans can effectively reduce losses and ensure the safety of peoples lives and property in the event of emergencies in reservoirs.In order to ensure the normal operation of the Yangtze River Reservoir,meet long-term flood control and water supply functions,and maximize the safety of downstream peoples lives and property,based on the flood control and emergency measures and emergency plans of the Yangtze River Reservoir in Zhongshan City,this paper analyzes the main problems faced by the current engineering situation of the reservoir.At the same time,combined with the flood control dispatch plan,it explores flood control and emergency response measures and emergency plans for exceeding the standard floods.Keywords：reservoir;flood control and emergency response;overstandard flood;emergency plan0引言水利工程防洪安全问题具有规模大、影响范围广、财产损失严重等特点，从工程外部原因看，超标准洪水、地震等是大坝水库失事的主要原因1。水库运行时期，一定要有水库防洪应急措施和超标准洪水应急预案2。水库防洪措施和应急预案是实现水库防洪减灾的重要举措3。因此，科学完善的防洪措施和应急预案能在水库遭遇突发险情时有效减少损失，保障人民群众生命财产安全4。以中山市长江水库防洪抢险措施及应急预案为背景，针对目前水库面对的工程现状分析主要问题，结合防洪调度计划，对防洪抢险保障措施和超标准洪水应急预案进行研究。1工程概况1.1工程现状长江水库位于中山市境内，大坝建在距城区约 9 km 的长江村附近，是中山市唯一 1 座中型水库，属全国防洪重点中型水库，是 1 宗以防洪、供水为主，兼顾灌溉、生态等综合效益的多年调节水库。水库集雨面积 36.4 km2，总库容 5 151.53104 m3，坝址以上河流长度 8.5 km，坝址192云南水力发电2024 年第 3 期以上河流平均坡降 1。大坝为均质土坝，坝顶高程 30.2030.24 m，最大坝高 20.63 m，坝长 331 m，坝顶宽 7.3 m，主要建筑物包括主坝、溢洪道、泄洪洞、输水涵管、供水涵管等。溢洪道为开敞式，泄洪方式为无闸宽顶堰溢流泄洪；泄洪洞为圆形涵洞，断面尺寸直径 2 m，进口底高程 20.22 m，平板钢闸门控制水库调洪起调水位为 25.50 m，当水库水位超过 25.50 m 时，洪水由泄洪洞下泄；当水库水位持续上升至溢洪道堰顶高程 25.98 m 时，溢洪道参与泄洪，洪水由泄洪洞和溢洪道下泄。1.2主要问题分析根据水库大坝安全鉴定评价结论，现状水库存在以下问题。1）大坝坝顶为混凝土路面，路面存在多处裂缝。大坝上游坝坡为混凝土护坡，坡面部分存在裂缝，破损等现象。上游坝坡裂缝主要集中在常水位附近混凝土护坡处，裂缝走向与坝轴线平行，裂缝宽度约为 14 mm。土坝压实度欠佳，较松散，导致大坝不同高程沉陷量不同，接触部位变形不协调；大坝上游坝坡为混凝土护坡，现状混凝土护坡存在横向贯穿裂缝，发育完全，下游为六角块护坡，不能看出下游坝坡有无散浸等现象，不利于发现大坝险情。大坝下游坝坡为草皮护坡和六边形混凝土预制块护坡，未发现明显裂缝、漏水、沉陷等异常现象。但下游坝坡及排水棱体已被混凝土砌块及混凝土覆盖，对发现大坝险情不利。2）大坝左侧渗漏量较大，但渗漏水未出现浑浊或可疑物质，出水口位置未升高和移动等。3）泄洪洞钢管完整无破损，无变形，有锈蚀现象。4）供水涵管由 CCTV 检测发现，供水管内部钢管结垢以及中度腐蚀，管道具有变坏的趋势，结构在短期内不会发生破坏现象，但应做修复。2防洪调度计划2.1防洪调度方式当气象部门预测本市范围内将有较大范围强降雨，长江水库遭遇一定程度洪水威胁时，依据库区降雨强度、入库水量及水库蓄水情况，进行洪水预报分析。如可能超过防洪限制水位，则提前适度开启泄洪洞和输水涵管泄洪，积极与下游地区受影响单位保持紧密联系，视下游河道的水位情况控制泄流量大小，充分发挥水库拦洪削峰、错峰调洪的作用，确保库水位严格控制在防限水位以下运行，尽量减轻下游地区防洪压力。1）日常洪水调度。水库在库水位较低、遭遇低标准的洪水时，为发挥兴利效益，水库尽量拦蓄洪水，尽量少弃水或不弃水。2）设计及以上标准洪水调度。当长江水库监测到降雨量达到或者超过 100 年一遇标准时，或库水位接近或达到设计洪水位时，结合蓄水情况，通过调整输水底涵、泄洪洞等泄水设施开度进行调洪，当水位超正常蓄水位时，溢洪道开始排洪。2.2防洪调度方案1）库水位在防限水位以下运行时，通过调控输水底涵或泄洪洞闸门开度进行防洪调节。当入库流量大于调节下泄量，水位超防限水位时，可根据水雨情情势和下游河道的水位高低适度调整泄洪设施开度调控泄流量大小；当水位超正常蓄水位时，因溢洪道无闸门控制，洪水开始自由溢流，可适当加大泄洪洞开度错峰调洪5。2）分级控制泄流。根据水库在一定时段降雨量计算水库水位、入库流量，确定水库下泄量。3）补偿调节。在水库遭遇防洪最不利洪水组合时，通过频率分析求得水库和区间设计洪水过程线，根据下游发生洪水大小确定泄洪量。4）错峰调度。在遭遇暴雨和洪水时，通过历史降雨、径流经验进行洪水预报分析，科学调度，在保证水库安全前提下尽量蓄水，避免出现水库排洪与下游水闸涨潮洪水顶托现象，最大限度减轻下游地区防洪、排涝压力，提高防洪兴利效益6。遇超标暴雨洪水时，确保水库安全的前提下，消减洪峰流量，尽量减轻下游地区防洪压力。3防洪抢险保障措施3.1准备工作1）组织准备。每年汛前及时更新汇总防御领导小组成员名单；及时更新水库的防汛责任人、技术责任人、巡查责任人和水库驻库巡查员等信息，并按相关要求及时报市水务局备案。2）工程准备。加强水库的建设和管理工作，对巡查检查发现的问题建立台账，落实整改措施，193张杏婕中山市长江水库防洪抢险措施及超标准洪水应急预案及时消除安全隐患，确保水库安全度汛；加强对汛期施工工程项目的监管，落实水利工程度汛方案和应急预案。3）预案（方案）准备。组织编制或修订水库大坝安全管理应急预案和汛期调度运用方案，并按相关要求及时报市水务局备案。3.2应急保障措施根据分级负责的原则由管理中心负责和协助水库大坝突发事件应急处置工作，成立了水旱灾害防御领导小组，做好队伍、物资、交通运输、电力等方面的保障和协调工作7。3.3险情处置措施遇到洪水突发事件，视水情、险情合理安排人员对大坝、输水涵管及其闸门、泄洪洞及其闸门、溢洪道等重点部位进行日夜巡查。工程监测、巡查人员把检查情况做好记录，发现险情立即向管理中心报告，管理中心根据突发事件情形及时开展险情处置，完成险情处置后及时报告市水务局。超出管理中心处置能力时，以书面形式将险情情况及处理初步意见上报市水务局，并及时采取应急处理措施，防止险情发展。4超标准洪水应急预案分析4.1响应机制4.1.1抢险调度水库在抢险调度时，严格控制库水位在防限水位以下运行，具体调度措施如下。1）突发洪水事件发生期要加强汛期24 h值班、值守，加强水库各重点部位、监测设施的检查，发现问题及时处理。2）当水位达到防限水位，但低于正常水位时，启动级应急响应，通过开启输水涵管、泄洪洞闸门泄洪，要安排人员上坝检查。3）当水位超过正常水位，但低于设计洪水位时，启动级应急响应，通过开启输水涵管、泄洪洞闸门泄洪，溢洪道自然溢洪。4）当水位超过设计洪水位，但低于校核洪水位时，启动级应急响应，输水涵管、泄洪洞闸门全开泄洪，溢洪道不限溢洪量，洪水来多少泄多少，保障水库工程安全。同时按规定程序通知下游受影响群众作好转移避险准备。5）当水位持续上涨，达到校核洪水位及以上时，则须采取非常措施，在坝顶加子埂挡水。同时做好下游受影响群众的转移工作。4.1.2应急响应程序突发事件警报和预警信息发布后，管理中心分别对应启动级、级、级、级应急响应。预案启动后，应急组织体系开始运转，相关人员在规定的时间内就位，应急处置随即展开；同时，向公众发布预警信息，做好应急撤离准备。应急响应过程如图 1 所示。图 1应急响应程序流程图4.2超标准防洪预案4.2.1应急调度水库在日常调度时，严格控制库水位在防限水位以下运行，具体调度措施如下。1）当水库水位距离防限水位还有 1 m 以上时，且近期可能有较强降雨，安排巡查人员加密对水库大坝巡查次数，视水库水雨情变化情况，适时采取措施泄洪。2）当水库水位距离防限水位还有 0.5 1 m时，且有暴雨或特大暴雨，不仅加强巡查次数，还及时与下游水管单位沟通协调，在确保下游地区行洪安全情况下，加大泄洪洞或输水底涵开度，加快泄洪。194云南水力发电2024 年第 3 期3）当水库水位达到防限水位时，水位持续上涨，溢洪道自动溢洪，在确保下游地区行洪安全情况下，进一步加大泄洪洞或输水底涵开度，必要时全开加快泄洪。在上述日常调度情况下，长江水库遭遇超标准洪水时候，应急调度方案如下。1）当水库水位达到设计洪水位时，降雨持续，且库水位持续上涨，溢洪道自动溢洪，安排巡查人员加密对水库大坝巡查次数，并及时与下游水管单位沟通协调，在确保下游地区行洪安全情况下，全开泄洪洞和输水底涵泄洪，同时抢险服务队伍调配大功率抽水设施，参与排洪，尽快将库水位降低。按照规定程序，通知下游受影响单位组织人员做好转移准备工作。如水库水位继续上涨，通知和协助下游受影响单位组织人员做好转移和安置工作。2）当水库险情超出管理中心调度能力范围，由管理中心向市水务局提请组织协调市级专家开展应急调度研判。4.2.2抢险与处理当水库遭遇超标准洪水时，立即启动预案，组织技术人员不间断排查水库大坝、泄水建筑物等安全运行情况，若有险情，及时报告，并实施应急抢险和处理。采用适宜方式开启闸门，如遇异常情况，可通过潜水员排除故障、炸门等采用多种方法及时泄洪。应急抢险服务队伍根据水库水位情况及时调整大功率抽水设施，加快抽水排洪8。当水库所有输水底涵和泄洪闸门全开泄洪，水库水位在校核洪水位以上时，大坝出现漫坝险情，可在坝顶抢筑子堤，加高加固防浪墙；利用水库下游高地、渠堤、路基等地形，采用沙袋或大型混凝土构件等砌筑临时堤坝，抢建临时防线，尽最大努力控制淹没范围，减少人员伤亡和财产损失，同时按规定程序通知下游受影响单位组织人员做好转移安置工作。水库遭遇超标准洪水时往往会引起其他性质险情，其应急处理措施如下。1）发生滑坡险情，采用压重固脚、开沟导渗等方法增大坝坡的抗滑性和稳定性。2）发生渗水险情，采用临水截渗、背水反滤导渗沟、背水反滤层等方法防渗或增强背水反滤层反滤作用。3）发生漏洞险情，一般按前面堵，后面排，迎水面和背水面同时处理的原则进行。根据实际情况采用草袋、麻袋或编制袋粘土、封堵坝体迎水坡的渗漏通道等方法及时封堵漏洞。4）发生管涌、流土险情，采用反滤压盖、减压围井、流土抢护等方法将险情处的杂物和软泥清理干净，及时压盖，减少水力坡降，从而达到止渗的目的，进一步稳定管涌、流土险情。5）发生裂缝险情，采用开挖回填、横墙隔断等方法使回填土料与原坝体紧密，防止雨水进入。避免产生滑坡。4.3溃坝应预案4.3.1风险分析大坝的溃坝形式主要有漫坝溃决和管涌溃决，漫坝溃决可分为：瞬间全溃、瞬间部分溃、逐渐全溃、逐渐部分溃。土坝为逐渐溃，不可能瞬间溃，因为庞大的土石方不可能瞬间冲走。长江水库大坝可能发生的溃坝形式为发生超标准洪水超过泄洪能力导致洪水漫坝溃坝。根据长江水库溃坝最大流量沿程演进计算结果和 1：10 000 地形图估算相应断面的洪水淹没边界，从而得出水库溃坝影响范围。4.3.2抢险措施1）组织技术人员严密监视水情，不间断排查水库大坝、泄水建筑安全运行情况，若有险情，马上通知抢险服务队伍迅速到场处理，同时通知技术责任人到场对险情进行会商，提出抢险施工方案，指导抢险队伍抢险，并调动全体工作人员积极投入到抢险工作中，安排技术人员加密险情报告，直至抢险结束。2）若输水底涵、泄洪洞等启闭设备不能正常运作时：组织抢修队伍进行抢修；通知抢险队伍调配抽水设施，加快抽水排洪，同时考虑降低溢洪道进口高程，加快溢洪道泄洪流量或在坝顶抢筑子堤，加高加厚防浪墙；利用水库下游高地、渠堤、路基等地形，采用沙袋或大型混凝土构件等砌筑临时堤坝，抢建临时防线，尽最大努力控制淹没范围，减少人员伤亡和财产损失。同时，落实做好防汛物资应急调度准备，一旦发195张杏婕中山市长江水库防洪抢险措施及超标准洪水应急预案生险情，马上调用物资。3）当水库遭遇超标准洪水或其他不可抗拒因素而可能溃坝时，迅速通知下游地区群众转移到安全地带，减少人员伤亡和财产损失，并及时向市水务局报告情况。4）当遭遇超标准洪水时，超出管理中心抢险处置能力的，由管理中心迅速向市水务局提请进一步指挥和支援，必要时调动市应急抢险救灾队伍参与抢险处置。5结束语水库防洪措施和应急预案是实现水库防洪减灾的重要举措。根据具体的险情，结合工程现状，对水库防洪抢险措施及超标准洪水应急预案进行全面的分析，最大程度保障人民群众生命财产安全。参考文献：1 李树言，张文娟，漆文邦.水库防洪抢险应急预案浅析J.江苏水利，2017，（9）：44-47.2 聂永华.浅析水利建设工程防洪抢险技术J.湖南水利水电，2019，（5）：31-33.3 姬玉霞.后河川水库防洪调度与应急抢险探析J.海河水利，2023，（4）：57-60.4 孙百春.浅谈堤防工程防洪抢险技术 J.科技与企业，2013，（7）：204.5 董莲生，张琼.浅述水库防洪抢险中的误区 J.农业科技与信息，2009，（24）：23.6 马汉民，赵崟州.稷山县汾河防洪抢险问题与建议 J.山西水利，2022，（10）：43-45.7 康芳华.芦围水库大坝安全管理应急预案分析J.黑龙江水利科技，2021，49（12）：243-247.8 袁坤.关于西岗子煤矿水库防洪抢险应急预案的分析J.黑龙江水利科技，2020，48（8）：133-134.（上接第 185 页）运行管理系统，进一步打破信息空间壁垒，集中进行数据分析和处理，协调整个城市的泵闸系统的联动，为建设海绵城市作出贡献。参考文献：1 祝雅杰，何智才，杜晓冻，等.基于工业互联网的一体化泵站智慧运管系统J.中国给水排水，2020，36（22）：164-168.2 贾博，张卫萍，王志红.一体化污水泵站的研究与应用J.广东化工，2017，44（4）：103-104.3 陈志平，祝雅杰，何智才，等.基于恶臭及有机废气生物处理工程的智慧运管技术研究J.中国给水排水，2018，34（12）：20-23.4 谭琼，张建频，徐贵泉，等.河道泵闸与市政泵站应对内涝联动运行优化调度J.中国给水排水，2018，34（19）：124-128.5 干佳馨，蔡振宇，黄蔚，等.智慧泵站一体化平台在水利工程中的应用研究J.珠江水运，2022（24）：34-36.6 田甜.一体化污水提升泵站工程设计与应用分析J.建筑技术开发，2022，49（15）：28-30.7 刘邵元.智慧水务下城市水环境治理监测系统的构建与应用J.云南水力发电，2023，39（10）：290-296.8 刘江啸，张进朝.泵站智慧管控一体化平台的研究J.中国农村水利水电，2022（9）：25-29.9 王盼，施建业，张闻，等.一体化泵站自清洁流动特性研究及优化J.灌溉排水学报，2022，41（2）：124-130.