時(shí)間:2021年08月16日 分類:科學(xué)技術(shù)論文 次數(shù):
摘要:文章以對(duì)鐵甲水庫(kù)的防洪能力復(fù)核工作為背景,當(dāng)沿用原設(shè)計(jì)水位計(jì)算時(shí),主、副壩防浪墻頂高程均不滿足規(guī)范要求;當(dāng)采用復(fù)核后的水位計(jì)算時(shí),主壩防浪墻頂高程仍不滿足規(guī)范要求,副壩防浪墻頂高程滿足規(guī)范要求。特征水位的降低已對(duì)大壩的抗洪能力是否滿足規(guī)范要求產(chǎn)生決定性影響,因此文章建議在安全評(píng)價(jià)階段應(yīng)對(duì)水庫(kù)特征水位進(jìn)行調(diào)整。
關(guān)鍵詞:鐵甲水庫(kù);防洪能力;抗洪能力;防浪墻頂高程;特征水位
水庫(kù)大壩安全鑒定是及時(shí)、準(zhǔn)確掌握水庫(kù)安全狀況,科學(xué)設(shè)定水庫(kù)運(yùn)行管理措施的法定制度[1],也是開展水庫(kù)防汛減災(zāi)、維修養(yǎng)護(hù)、除險(xiǎn)加固、降等報(bào)廢的重要依據(jù)[2]。大型水庫(kù)的工作重點(diǎn)是防洪[3-4],所以水庫(kù)大壩防洪能力復(fù)核工作尤為重要。目前水庫(kù)大壩安全鑒定工作的重要指導(dǎo)規(guī)范為SL258—2017《水庫(kù)大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》(以下簡(jiǎn)稱《導(dǎo)則》)[5],《導(dǎo)則》規(guī)定在防洪安全性評(píng)為C級(jí)時(shí),應(yīng)評(píng)為三類壩,屬病險(xiǎn)類水庫(kù)[6]。
水庫(kù)論文范例: 長(zhǎng)潭水庫(kù)生態(tài)問(wèn)題診斷與對(duì)策研究
1工程概況及建設(shè)過(guò)程
1.1工程概況
鐵甲水庫(kù)位于丹東市振興區(qū)湯池鎮(zhèn)萬(wàn)寶村,是一座以灌溉為主,兼顧防洪、發(fā)電、養(yǎng)魚等綜合利用的大(2)型水利樞紐工程[7],其主要水工建筑物由主壩(黏土心墻壩)、副壩(黏土斜墻壩)、溢洪道、輸水洞及電站等組成。水庫(kù)校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為2000年一遇,校核洪水位為93.59m,相應(yīng)庫(kù)容為2.56億m3;設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為200年一遇,設(shè)計(jì)洪水位為92.23m;正常蓄水位為89.10m,死水位為75.10m[7-9]。
1.2建設(shè)過(guò)程
鐵甲水庫(kù)于1958年9月開始修建,1961年大壩部分蓄水,1964年竣工[8],1965年灌區(qū)配套完成。1999年,鐵甲水庫(kù)因防洪標(biāo)準(zhǔn)低,被鑒定為三類壩,同年進(jìn)行除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)。2001年進(jìn)行除險(xiǎn)加固工程,2004年除險(xiǎn)加固工程全面完工,2010年,鐵甲水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程完成竣工驗(yàn)收。2018年對(duì)鐵甲水庫(kù)開展安全評(píng)價(jià)工作,本次評(píng)價(jià) 中,鐵甲水庫(kù)因防洪安全性及金屬結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)為C級(jí),被評(píng)為三類壩,需進(jìn)行除險(xiǎn)加固。
2水庫(kù)防洪能力復(fù)核
防洪能力復(fù)核的主要內(nèi)容包括防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核、設(shè)計(jì)洪水復(fù)核計(jì)算、調(diào)洪計(jì)算及大壩抗洪能力復(fù)核。
2.1防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核
鐵甲水庫(kù)總庫(kù)容2.56億m3,按GB50201—2014《防洪標(biāo)準(zhǔn)》和SL252—2017《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定,水庫(kù)為Ⅱ等工程,主要建筑物級(jí)別為2級(jí),設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為500~100年一遇,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為5000~2000年一遇[10-11],F(xiàn)狀水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)采用200年一遇洪水設(shè)計(jì),2000年一遇洪水校核[3],符合規(guī)范要求,本次復(fù)核確定水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)不變,仍按200年一遇洪水設(shè)計(jì),2000年一遇洪水校核。
2.2設(shè)計(jì)洪水復(fù)核計(jì)算
在1999年的鐵甲水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程(以下簡(jiǎn)稱“除險(xiǎn)加固”)初步設(shè)計(jì)中,采用1982年編制的《遼寧省暴雨洪水查算圖表》(以下簡(jiǎn)稱“1982圖表法”)計(jì)算設(shè)計(jì)洪水。在2018年鐵甲水庫(kù)安全評(píng)價(jià)(以下簡(jiǎn)稱“安全評(píng)價(jià)”)階段,采用1998年編制的《遼寧省中小河流(無(wú)資料地區(qū))設(shè)計(jì)暴雨洪水計(jì)算方法》(以下簡(jiǎn)稱“1998圖表法”)計(jì)算鐵甲水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水。安全評(píng)價(jià)階段采用“1998圖表法”計(jì)算的設(shè)計(jì)洪水成果比原設(shè)計(jì)采用“1982圖表法”計(jì)算的設(shè)計(jì)洪水成果小,根據(jù)《導(dǎo)則》,宜沿用原設(shè)計(jì)洪水成果進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算。
2.3調(diào)洪計(jì)算
鐵甲水庫(kù)下游防洪標(biāo)準(zhǔn)以及限制泄流量沒(méi)有變化,防洪任務(wù)沒(méi)有變化,經(jīng)復(fù)核,水庫(kù)調(diào)度運(yùn)用方式與上階段的調(diào)洪調(diào)度方式相同。鐵甲水庫(kù)洪水調(diào)度方式:水庫(kù)的防洪限制水位為86.60m;汛期當(dāng)水庫(kù)水位高于86.60m時(shí),輸水洞泄洪;當(dāng)水庫(kù)水位高于89.70m時(shí),溢洪道開一孔閘門;當(dāng)水庫(kù)水位高于91.60m時(shí),溢洪道開三孔閘門;當(dāng)水庫(kù)水位高于92.40m時(shí),溢洪道開五孔閘門。
按照水庫(kù)洪水調(diào)度運(yùn)用方式對(duì)設(shè)計(jì)洪水過(guò)程進(jìn)行調(diào)洪演算。按照安全評(píng)價(jià)時(shí)采用“1998圖表法”的洪水成果進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算的設(shè)計(jì)洪水位及校核洪水位均小于除險(xiǎn)加固階段的特征水位。根據(jù)《導(dǎo)則》,宜沿用原特征水位和庫(kù)容指標(biāo)。
2.4大壩抗洪能力復(fù)核
2.4.1防浪墻頂高程復(fù)核
根據(jù)SL274—2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》,水庫(kù)壩頂在靜水位以上的超高按下式計(jì)算[12]: y=R+e+A(1)式中,y—壩頂超高,m;R—波浪爬高,m;e—風(fēng)壅高,m;A—安全加高,正常情況A=1.0m,非常情況A=0.5m。主壩在除險(xiǎn)加固及安全評(píng)價(jià)兩個(gè)階段的特征水位計(jì)算工況下,計(jì)算的防浪墻頂高程均高于現(xiàn)狀防浪墻頂高程,主壩的防浪墻頂高程的計(jì)算控制工況為設(shè)計(jì)洪水位,近期非常運(yùn)用洪水工況不影響主壩抗洪能力的評(píng)價(jià),綜上可得出,主壩的抗洪能力不滿足規(guī)范要求。副壩在除險(xiǎn)加固階段的特征水位下,計(jì)算得到的防浪墻頂高程高于現(xiàn)狀防浪墻頂高程,副壩抗洪能力不滿足規(guī)范要求;在安全評(píng)價(jià)階段,各水位工況下計(jì)算的防浪墻頂高程均低于現(xiàn)狀防浪墻頂高程,副壩抗洪能力滿足規(guī)范要求。
3水庫(kù)防洪能力復(fù)核結(jié)果分析
(1)“1998圖表法”計(jì)算的設(shè)計(jì)洪峰成果小于“1982圖表法”成果,減小幅度最大為12.33%。(2)“1998圖表法”調(diào)洪計(jì)算的水位成果小于“1982圖表法”成果,減小數(shù)值最大為0.35m。(3)根據(jù)《導(dǎo)則》,在安全評(píng)價(jià)階段,通常是沿用原“除險(xiǎn)加固”階段的設(shè)計(jì)供水成果及特征水位,用該成果復(fù)核主、副壩的抗洪能力均不滿足規(guī)范要求,水庫(kù)大壩的防洪能力安全評(píng)價(jià)為C級(jí),為三類壩。
(4)采用“1998圖表法”調(diào)洪計(jì)算的水位成果進(jìn)行復(fù)核計(jì)算,得到主壩的抗洪能力不滿足規(guī)范要求,副壩的抗洪能力滿足規(guī)范要求,水庫(kù)大壩的防洪能力安全評(píng)價(jià)為C級(jí),為三類壩。根據(jù)《導(dǎo)則》的條文說(shuō)明,當(dāng)設(shè)計(jì)洪水成果及調(diào)洪計(jì)算后的特征水位明顯低于原設(shè)計(jì)時(shí),可通過(guò)分析論證后采用復(fù)核計(jì)算成果,報(bào)請(qǐng)相關(guān)部門批準(zhǔn)后調(diào)整水庫(kù)特征水位。
但《導(dǎo)則》并未給出“明顯”的界限。文章通過(guò)計(jì)算對(duì)比兩階段特征水位下的主、副壩防浪墻頂高程,發(fā)現(xiàn)特征水位的降低已對(duì)副壩的抗洪能力是否滿足要求產(chǎn)生決定性影響,雖然水庫(kù)大壩的防洪能力安全評(píng)價(jià)仍為C級(jí),但評(píng)價(jià)內(nèi)容及結(jié)論均發(fā)生實(shí)質(zhì)變化。所以該階段應(yīng)采用“1998圖表法”成果進(jìn)行水庫(kù)的安全評(píng)價(jià)工作,同時(shí)履行相關(guān)手續(xù)調(diào)整水庫(kù)特征水位。
4結(jié)論
(1)文章研究表明,在安全評(píng)價(jià)階段,當(dāng)設(shè)計(jì)洪水成果及特征水位小于原設(shè)計(jì)成果時(shí),采用原成果進(jìn)行大壩防洪能力復(fù)核,是符合規(guī)范要求的,復(fù) 核后的成果偏安全,偏保守。(2)但當(dāng)復(fù)核后的特征水位明顯小于原設(shè)計(jì)成果時(shí),并對(duì)大壩抗洪能力是否滿足規(guī)范要求產(chǎn)生決定性影響時(shí),應(yīng)采用復(fù)核后的洪水及水位成果進(jìn)行安全評(píng)價(jià)工作,并提供相應(yīng)的評(píng)價(jià)意見(jiàn),同時(shí)履行相關(guān)手續(xù)調(diào)整水庫(kù)特征水位。(3)文章對(duì)《導(dǎo)則》條文說(shuō)明中的“明顯小于”給出一種具體的邊界說(shuō)明,建議補(bǔ)充到該規(guī)范條文說(shuō)明中。
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作者:陸繼鑫,栗銘,朱笑然,李曉林,沈長(zhǎng)越