文章编号：407-7799（2228）08-010-09
毛滩河水库溃坝洪水分析及对策研究
王维东
（湖北省利川市水利水电工程质量监督站，湖北利川445490）
摘要：分析了水库溃坝洪水特点、分析内容；其后围绕毛滩河水库详细论述了突发性洪水溃坝影响因素、形式，并开展溃坝洪水及其演进计算，明确了水库溃坝洪水的危害；最后探讨了毛滩河水库溃坝调度应急管理工作，以期可供类型项目参考。
关键词：毛滩河水库；溃坝洪水特点；溃坝洪水分析；调度应急管理
中图分类号:TV120+.0文献标识码:B
0引言
溃坝洪水分析是溃坝应急管理中的一项重要工作,5艮据大量坝体溃决实践经验分析发现，不同坝型的坝体溃决方式有较大差异，如：拱坝、混凝土重力坝等刚性坝，往往是瞬时溃决，并伴有局部溃决情
况；土坝、堆石坝等散粒体坝，耐冲蚀能力差，一旦洪水漫过坝顶会出现冲坑，随着洪水作用时间的延长，冲坑规模扩大、坝体稳定性变差，最终导致局部溃决，并且在短时间内迅速扩大。对此，必须科学开展水库溃坝洪水分析，并做好相关调度应急管理工作。
）水库溃坝洪水特点
1.1溃坝洪水特点
溃坝洪水破坏力巨大，根据大量的教训总结分析显示，溃坝洪水特点包括如下几点：
1）溃坝洪水是一种非恒定流不连续波运动；
2）溃坝洪水突发性强，较难准确预测，溃坝的发生、溃坝洪水的形成往往是在几分钟至几个小时内；
3）溃坝洪水峰高量大、变化急剧，最高可达暴雨洪水数倍乃至数十倍；
4）溃坝洪水在初始阶段常以立波形式向下游急速推进，水流破坏性强。
8.0溃坝洪水分析内容
溃坝洪水分析是溃坝应急管理工作的基础，具体分析内容如下：
8）溃坝机理研究：采取物理试验、大坝安全鉴定、现场核查等方法，分析大坝溃决的发生、发展。
2）溃口洪水数值模拟：计算溃口形状演变、溃坝坝址流量、水位过程线，溃口包括瞬时溃决、逐渐溃决种。
3）溃坝洪水演进数值模拟：计算洪水向下游演进各时刻水深、流速、淹没历时，对洪水演进问题，一、二维溃坝问题分别采用圣维南方程、浅水方程
。
4）溃坝洪水演进可视化技术：将溃坝数值模拟结果利用计算机直观展现，如可利用GIS技术动态仿真演示洪水淹没过程。
0毛滩河水库溃坝洪水分析
2.1水库概况
毛滩河水利水电枢纽工程属小（8）型水库，大坝为混凝土拱坝，坝址控制流域面积253.5km#，多年平均流量023m5/s。水库正常蓄水位505m，校核洪水位506.83m，设计洪水位505.04m，死水位为500m，总库容170.6万m5，调节库容48.4万m5。
2.2突发性洪水溃坝分析
本工程可能导致水库溃坝因素为超标准洪水,
［收稿日期］2020-10-18
［作者简介］王维东（465-），男，湖北利川人，高级工程师，从事水旱灾害预防、水利工程建设与管理工作。
具体分析如下。
2.2.1水库溃坝形式
该工程坝体为混凝土拱坝，为刚性坝，稳定性较好。从溃坝时间上来看，刚性坝发生溃坝的时间很短，几乎为瞬间完成，因此，该工程坝体溃坝形式为瞬间溃坝。根据坝型的特点分析，及刚性坝失事经验，溃坝时以整个大坝溃到坝基为主。因此，经过分析，本工程溃坝形式为瞬间全部溃坝。
2.2.2溃坝洪水及其演进计算
根据圣维南公式计算如下：
1）坝址处溃坝最大流量计算：
全部溃坝：
0”=寻槡（；）宁曲〜79昭5/2（1）局部溃坝：
0”=2.2(0^)146J ff25/2或
Q”=2.9P1坏"仏5/2
2）溃坝最大流量向下游演算：
Q力”V~~T
Q”+瓦
式中：Q”为坝址处溃坝最大流量,m5/s;P为溃坝时沿坝前水面宽度或坝顶长度,m;b为局部溃决口宽度,m;h为溃决后剩余坝高，若未剩余h=2；仏为水头，溃坝前上下游水位差,m;H为坝高,m;Q””为演进至下游某处溃坝最大流量,m5/s；礦为水库溃坝时的库容,m5;Z为下游某处距坝址的距离,m；卩为河道洪水期断面平均流速，取4.0m/s;K为经验系数，取0/
3）溃坝洪水传播时间计算
采用黄河水利委员会水利科学研究所实验求得的溃坝洪水传播时间计算公式，最大流量到达时间计算如下：
盯£07/77
"6=“0帀5瓦°%严8（）式中：念为系数，等于0.8-02，本工程IJ取02;
h M为下库河道水深,m；仏为下游断面水深,m；礦为溃坝库容,m5;65为最大流量到达时间,s。
4）溃坝洪水水位计算计算：
Q”=-AR23/12⑸
n
式中：Q«为演进至下游某处的溃坝最大流量,m5/s; A为过水面积,m2;R为水力半径,m;/为河床比降;“为河道糙率。
毛滩河水库总库容为12万m5。本次演进流量计算断面布置在集中居民点附近，毛滩河水库坝下溃坝洪
峰流量见表O经计算得溃坝坝址Q n；= 38805m7/s；下游影响范围断面演进流量、溃坝计算
2、3。
表1毛滩河水库溃坝洪水计算表
(2)
(3)
决后坝址处溃电站渍坝决口宽度坝高坝长
剩余坝咼坝（水库）形式/m/m/m
/m/m9-s-河站瞬间全部92.7255092.7235825
表2毛滩河水库溃坝流量m5/s;m 断面具体位置溃坝流量QLM叠加天然洪峰流量L/m
1坝址35825403360
2河坝子655155791200
5河站462505421700
4江河279547143361
备注：毛滩河电站天坝溃坝洪水演进至郁江汇合口时，流量为2795m9/3，叠加天然洪峰流量后洪峰流量为721m9/;
表9毛滩河水库大坝溃坝洪水计算成果表
（坝顶高程瞬时全溃）
断面距离坝址L沿程H淹
没高程/m
最大流量
到达时间/s 位置
/m
溃坝流量QLM
1坝址038805506.550.00 2河坝子12006551(水14m)55
5河站15004028
(水深1.41m)144 4江河33612795
(水深2.47m)205
备注：本次演算共分为7个断面，其中钟台村断面—边存在天量居民和耕b，因此在风险转移图上主要，对钟台村等进行重点分析和论证。
9.4水库溃坝洪水的危害分析
9.9.1对下游防洪工程、重要保护目标的影响
水库下游有长顺电站水库，为中型水库，总库容6833万m5，毛滩河水库总库容为12万m5，毛滩河水库溃坝洪水对长顺电站水库大坝的影响微小，主要影响范围涉及1个钟台村。坝址下泄洪水影响范围情况见表4-6。
各控制断面水位根据洪水流量采用水力学公式
表4率调统计表
类别
数洪水频率人
（户/人）510205010020050010002000
涉及总人数2990000279299222及户数299000079299222表510n影响区
影响区域区含村庄坝址
距离/dm 洪峰到
/m3-s_)
撤离安全
高程/m
无无01107020m 表6100a-遇洪水泄洪影响区
和对象
影响区域
区
含村庄
距坝址
距离/dm
洪峰到达
流量/m3-s-1
撤离安
全高程人
钟台村毛滩河电站发电厂房194627430
钟台村龙口49kV变电站194627430村钟台村易地扶贫搬迁集中安置点194627430龙村部分岸边民194627430 3. 3.#对上游可能滑坡崩塌位置的影响
毛滩河水库坝顶右侧落的裸石，因此存在发坡的，其他地段引发局部、零星、小范围坍岸和崩塌造成堰塞湖。
4毛滩河水库溃坝调度应急管理工作
9.1应急组织体系框架
河水急组织和执行，由当地政府湖北省利川市人民政府、文斗乡政府、水库水行政主管部利水利局、水库管理单位及其它相关部门组。I级响急系分管水利的利川市分管水利副市长担长，市政府公安局、水利局领导长，其他部门担员。n级响应应急系湖北水发有限公司长担任，公司相关成员组成。如下图1所示即为利川急预案。
|上级政府及相
关应急机构
水库属地政府地方驻劉------急指挥部1
------防汛指挥机构
-----------------------------------------------------------------------------------1
1------------------------------------------------------------------------------------------1
指挥调度|应急保障
寥故区抢险11影响区救灾］―指挥调度通信1—\水行政部门1—地方政府—事故报告—1交通运输一水库业主1——企事单位—信息发布—1管理单位］—■公众■
1—事态检测一|医疗|
--应急调度—
—应急转移
--工程抢脸1—紧急救援图1利川市应急预案框图9.0抢险调度工作
洪水抢险应根情水位变化情况，在毛河水抢险应急部及利抗旱指挥部的导下，采取不同的应急措施。当；河水库遇超过水库校核洪水、水库出险等情况的调则、调度方式、应急措施如下：
1当水遇30a—遇洪水时坝前水位且有上涨、同时来水，应及时受到洪水威胁的居民发出洪水警报，启动相急预案，切关注坝前洪水位变化情况。
2）当河水遇超标准洪水时，要立即根河水库水位情况，按泄洪规进行泄洪，以减坝失事造成的溃坝洪水淹没影响。
3）出现水坝枢纽工程险情征兆时，根.
河水库水位情况,5规水设施：进行泄洪。水位在正常蓄水位505.00m以，必要时降至死水位500.00m以至放空，毛滩河水库抢险以水库大坝枢纽工身的安，并以减洪峰为原则。
4）当毛滩河水坝枢纽工程出现险情时，由湖北水发公司应急部会商后，制水库抢险调度方案,4部批准后执行，并做好人员、2移工作。
9.3应急管理工作
根河电站工程特点以及水库突发事件可
来的，为加强应急管理工作，设立河电站急抢险部。河水I发急抢险部员利抗旱部员致，n发急抢险部成员为湖北源泰水发公司急抢险部。
1）急抢险
根据前行水库出现的不同原因、部位科定抢险措施，具点：一是做好天气及洪水预报，气象部强天气监测、预报工作，做好水情监测科测洪水发变化；遇超标准洪水，立即根河水水位情况，泄洪规进行泄洪，以减坝失事造成的坝洪水淹没影响。
2)应急监测与巡查
毛滩河水库入库洪水量级超过32a—遇标准后，立即增加大坝监测与巡查频率，大坝表面每小时观测1次，输泄水建筑物、闸门、启闭设备、电源每日检查4次，并做好相关记录，具体监测与巡查内容如下：
①坝顶相邻两坝段间是否存在不均匀位移或沉陷，伸缩缝、两岸边坡接缝开合情况，大坝有无裂缝和渗漏压力过大。
②溢洪道裂缝、变形、剥蚀情况，放水竖井稳定情况，大坝漏洞、位移情况，坝体渗水出流等情况。
③两岸边坡是否稳定，防汛公路是否畅通。
④启闭设备是否正常。
3水急
毛滩河水库下游为重点转移对象。当毛滩河水泄超河道泄时，河水库通知市防洪办、文斗乡人民政府，由文斗乡人民政府通知下游管辖社区和村社，按“安全转移预案”做好人员、财产转移工作。
撤离方案程序如下：水库大坝险情失控-利川市人民政府发出警报T利川市人民政府文斗乡人民
(上接第07页)
3结论
根据小流域生产力发展水平、土地利用现状和地貌形态特征，结合工程实践经验，以改造与保护耕地、恢复植被为重点，以水土资源开发利用和治理保护为基础，科学设计小流域治理方案。经初步估算，各项新增措施总蓄水量达2.25万m5，保土量达2.209万W产生间接经济效益2./万元。项目的实施显著提高了流域内的土地生产力、农业防御自然灾害能力，并有利于恢复区域农业生产条件，对促进区域经济发展和提高居民生活水平发挥着巨大用。
参考文献：
［0韩冰，王哲峰.臭里头小流域综合治理效益的定量评价政府协调实施T转移方案T民政、农业、交通等部门协作T遵照原则、实施转移T安全安置。
5结语
综上所述，水库是作为流域防洪防汛设施，发挥着重要的洪水调度管理作用。一旦水库大坝溃决，将形成极具破坏性的溃坝洪水，威胁周边群众生命财产安全。为提高我国水库安全管理水平，落实洪水调度、应急管理工作十分重要，切实增强水库对突发事件的应对能力，保证区域安全稳定发展。
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