气候变化下山溪性河流水库防洪减灾措施

近年来极端气候变化频发,引发局地短时强降雨,易造成超标洪水,严重威胁山溪性河流上的水库安全,由此而导致的大坝漫(溃)坝案例已有发生,且危害巨大,防范和化解此类重大灾害是新时期水库设计和安全运行管理的关键问题。通过归纳总结已建土石坝工程实例,认为水库漫顶溃坝风险主要来源于水文资料短缺、洪水成因复杂和突发性强,水情监测预警预报不到位,抵御超标准洪水时调洪能力有限等不利因素。因此,关注设计洪水的合理性分析及安全性评价,建立对超标准洪水的分析预测和监测预警,合理规划泄洪建筑物的规模以及抗冲结构设置,加强水库排沙预泄措施和梯级水库的联调联控等综合调洪能力的提高,提升非常情况下的应急安全管理能力等,是病险水库除险加固以及新建水库工程设计及运行管理的必需措施。     

广西驮英水库施工围堰溃坝洪水分析

以驮英水库施工围堰溃坝洪水分析为例,结合水库施工方案拟定不同溃坝计算工况,推求施工围堰遭遇超标准洪水漫顶造成围堰溃决后溃坝最大流量、溃坝洪水向下游演进过程,分析溃坝洪水对下游的淹没影响,为编制水库施工期安全度汛应急预案提供技术参考,为水库工程施工及下游防洪安全提供保障.     

基于GeoDam-BREACH与Graham法的溃坝生命损失估算

应用GeoDam-BREACH工具包模拟了超标准洪水状况下小井沟水库下游的溃坝洪水演进过程,得到水库溃坝下游淹没范围与淹没区水深分布,然后采用Graham法对溃坝导致的生命损失风险进行分析。分析结果表明,小井沟水库发生漫顶破坏时,溃坝洪水对下游产生严重影响,下游村镇有受淹风险;下游溃坝淹没区域的风险人口死亡率较高,并且随着警报时间的减小而增大,从而得出警报时间和风险人口对溃坝洪水严重性的理解程度是生命损失的重要影响因素、应当加强水库大坝的日常巡查工作和预警系统的结论。研究成果为小井沟水库的防洪调度和应急预案编制提供了有效支持,对于同类水库的防洪和安全管理亦具有参考价值。     

基于“漫而不溃”理念的新疆小型水库土石坝应对洪水风险新策略

新疆已建、在建山区小型水库149座,其中拦河坝为土石坝的小型水库120余座。近年来,气候变化条件下洪水风险呈更加严峻之势,小型水库采用土石坝坝型的运行与溃坝风险较大。针对泥沙淤积使防洪库容减少、表孔宣泄遭遇枯木树枝堵塞、水库遭遇超标准洪水、坝体年久失修或结构失稳等小型水库土石坝的洪水风险问题,需增加土石坝工程的超泄能力,避免造成溃坝等洪水风险,以增加工程的安全性。以某山区小型水库为例,通过加宽溢洪道、增加底孔泄流、坝体部分溢流、坝体全断面溢流等方案分析,研究了不同组合泄洪形式的可能性,提出了基于“漫而不溃”的土石坝加固理念与措施,以应对气候变化条件下超标准洪水的宣泄,可供类似工程设计参考。     

超标准洪水下土石坝溃决快速判别分析

受全球性气候变化影响,我国极端天气事件明显增多,超标准洪水灾害的突发性、反常性、不可预见性日显突出,对水库大坝安全提出了巨大挑战。超标准洪水漫顶条件下土石坝溃决的快速判别对于防洪决策尤为重要,然而,由于土石坝坝体结构十分复杂,影响其稳定性的因素众多,迄今尚无可靠、快速判别的方法可资使用。因此,寻找一种能够在超标准洪水来临、发生漫顶情况下快速准确判别坝体稳定性的方法迫在眉睫。借鉴国内外堰塞坝稳定性相关研究成果,基于收集到的大量国内外历史溃坝资料,利用判别分析法,建立了考虑坝体材料特性的超标准洪水条件下土石坝溃决快速判别模型,并对该方法运用的原理进行介绍、运用条件进行讨论。结果表明,判别分析法能应用于超标准洪水条件下土石坝溃决快速判别分析,基于判别分析法建立的超标准洪水条件下土石坝溃决快速判别模型定性合理、定量正确,可为防灾预警提供参考。该模型揭示,土石坝溃决是水流主动力与坝体抗力力量对比的结果。集水面积代表了影响坝体稳定性的水流主动力,而坝体材料起动摩阻流速、坝高、坝宽、坝长则体现了坝体抗力。判别分析模型还可给出各参数对判别结果的影响权重。结果显示,超标准洪水条件下坝体稳定性影响权重从大到小依次为集水面积、坝体材料起动摩阻流速、坝高、坝宽、坝长。     

小型水库超标准洪水溃坝模拟及风险分析

我国小型水库数目众多，承担着防洪、灌溉、供水等重要作用。为减少水库遇超标准洪水溃坝后下游风险区的生命财产损失，以南王水库为研究对象，考虑水库遇超标准洪水下瞬时溃坝与渐进式溃坝两种溃坝形式，采用DB-IWHR溃坝模型模拟溃口流量过程，利用MIKE软件构建一二维耦合模型模拟洪水演进情况并进行风险分析。结果表明，下游淹没情况符合溃坝洪水演进的一般规律，模型可较好模拟超标准洪水引起大坝溃决的溃口流量与洪水演进过程，可为小型水库超标准洪水溃坝应急预案提供参考。     

佛子岭水库水工程重大险情分析与抢险措施

佛子岭水库下游影响范围内分布有霍山、六安、寿县、霍邱4个县(市)、137个乡镇、100多万人口,180km河道,淹没影响土地面积1940km2.佛子岭水库一旦出现漫坝、溃坝等事故,后果将是灾难性的,因此,有必要对水库可能出现的各种险情进行分析,为更加科学地制订抢险预案、抢险救灾提供决策和依据,力争把灾害减小到最低程度. 一、水工程险情分析 1.水工程可能出现的重大险情 (1)因发生超标准洪水而导致的水淹厂房、漫坝等事故.(2)上游水库漫坝而导致的洪水漫坝事故.(3)因近坝库区较大山体滑坡引起大规模浪涌而导致的漫坝事故.(4)上游较大漂浮物撞击大坝等水工建筑物,导致的坝体或溢洪道闸门变形、开裂等事故.(5)超标准地震灾害引起的坝体变形、开裂、溃坝等事故.(6)由于人为疏忽造成大坝失火,危及大坝安全.     

桃曲坡水库除险加固后漫坝风险研究

运用漫坝风险分析理论和风险评价标准,结合桃曲坡水库除险加固工程,考虑影响漫坝的洪水、风浪、库容、泄水能力等不确定性因素,建立了桃曲坡水库大坝在洪水与风浪联合作用下的漫坝风险模型,计算了大坝在洪水与风浪联合作用下的漫坝风险及安全可靠度.结果表明,漫坝风险值均小于漫坝安全评定标准,大坝安全.研究成果可为水库管理部门提供科学依据,并为充分发挥桃曲坡水库的防洪兴利效益提供技术支撑.     

2000—2018年中国水库溃坝规律分析与对策

截至2018年底,我国已建成各类水库98 822座,总库容8 953亿m3。水库工程不仅是我国防洪体系的重要组成部分,更是优化水资源配置的关键工程措施。水库大坝一旦溃决将严重危及公共安全,从历史溃坝事件中吸取教训并分析溃坝特征规律,对提高水库安全管理和防灾减灾水平具有重要意义。在收集我国1954—2018年发生的3 541起溃坝事件的基础上,重点针对2000—2018年发生的84起溃坝事件,从空间分布、水库规模、坝高、坝型、溃坝原因、溃坝率等方面进行了详细统计分析,系统梳理了21世纪以来我国溃坝事件的规律趋势特征,主要包括:（1）气候变化背景下超标准洪水成为水库漫顶溃决的主因;（2）水库因工程质量导致的溃坝问题突出;（3）水库运行管理不当成为溃坝事件重要诱因;（4）西部地区溃坝率较其他地区仍然偏高。为进一步加强我国水库大坝安全管理,提出必须重视气候变化对水库大坝安全运行风险的影响、完善工程建设与运行安全监管体系、改善中西部地区大坝安全管理运行条件、兼顾水库安全管理工程措施与非工程措施等对策建议。     

花凉亭水库溃坝洪水演进研究

为提高花凉亭水库大坝安全管理水平和应对突发事件的能力,增强溃坝和超标准泄洪等突发事件防控能力,确保下游生命财产安全,维持社会经济可持续发展,针对花凉亭水库3种溃坝洪水工况,采用BREACH-MIKE21耦合模型,对坝址溃口流量及溃坝下泄洪水演进进行了分析计算及灾后损失评估,结果表明：花凉亭水库遭遇10 000年一遇校核洪水导致漫顶溃坝为最不利溃坝工况,该工况下,水库下游溃坝洪水淹没面积共956.44 km²,坝址处洪峰流量达到66 213 m³/s,最大淹没水深为17.61 m, 7 h后洪水将到达距坝址最远处控制断面,预估受灾人口接近69.45万人,预估损失GDP达到287.54亿元。计算结果可为溃坝洪水灾害预防,提高大坝安全管理应急预案的可行性及有效性提供支撑。     

梯级水库群超标洪水的协同应急调度研究

受全球气候变暖影响,极端天气事件发生频次增加,超标准洪水灾害的突发性、危害性和不可预见性更加突出,使得梯级水库面临的应急处置问题日益凸显,其中大坝溃决或连溃是梯级水库面临的最大威胁。针对超标洪水,实施水库群协同应急调度,是发挥水库综合利用效益的有效手段之一。本文选取最高水位最低化准则作为超标洪水协同应急调度模型的目标函数,采用逐步优化算法求解梯级水库群超标洪水协同应急调度模型,对梯级水库群超标洪水应急调度方案进行了有益的探索,并以大渡河流域瀑布沟水库、深溪沟水库和枕头坝一级水库为例,对其超标洪水过程进行调度计算,验证了上述模型的合理性和可靠性。结果表明:通过梯级水库群的协同应急调度,各水库在洪水前期预泄水库水量,尽可能腾出更多的水库库容,便于迎接后期可能发生的洪水,尽可能地降低各水库的水位,有效确保梯级水库群的防洪安全。研究成果对各大流域梯级水库群超标洪水的应急调度机制的建立具有重要的理论意义和工程实践价值。     

白盆珠水库“8.16”事故浅析及防洪应急电源设计

2013年第11号超强台风“尤特”在广东沿海地区登陆,大范围的强降水,造成白盆珠水库下游河道两岸及上坝公路边坡塌方、发电厂房进水、主副坝电源中断、水库大坝泄洪闸门无法开启的严重事故.通过总结事故的教训,对水库原防洪应急电源进行改造设计,确保新建的防洪应急电源符合要求,保障水库大坝及电站运行人员的安全.     

应急防洪条件下重力坝抗滑稳定可靠度分析

混凝土重力坝应在流域梯级水库群应急防洪调控中发挥超蓄洪水作用,而运行期大坝安全可靠性定量评估是梯级水库群应急防洪调度的关键边界条件,因此需要研究基于实测资料的重力坝抗滑稳定可靠度计算方法。首先基于渗压监测成果和水文气象预报资料,提出了坝基扬压力变异系数的估计方法,进而结合一阶二次矩方法计算抗滑稳定可靠度;然后,以向家坝工程为例,给出大坝在运行期和超蓄洪水条件下的安全风险定量评估结果,并与传统的安全系数法进行了对比,进而讨论了计算假定、可靠度计算方法、随机参数敏感性对计算结果的影响。研究成果可作为基于贝叶斯网络的应急防洪调度方案计算方法的组成部分,为梯级水库群应急调控方案编制提供科学决策依据。     

南城子水库大坝安全管理保障信息系统建设探析

本文结合南城子水库除险加固应急工程建设需求,考虑到汛期洪水可能对水库防洪安全和大坝稳定造成的恶劣影响,将水文遥测、大坝监测、防汛会商等技术应用于水库安全管理保障信息体系中,集成预报、预警、分析、管理、会商等安全管理保障体系,实现水库安全的硬件监测支撑和软件应用平台服务的管理目标。     

挪威的大坝安全管理

由于坝龄增长,部分大坝设计施工不够规范以及挪威国内坝工建设处于低潮等原因,挪威逐渐认识到已建大坝安全性的重要.介绍了挪威采用加强定期检查、安全评价、补强加固和设置洪水安全通道等措施,提高了大坝自身的安全程度,同时又通过制定、贯彻新的大坝管理条例,对大坝运行人员和安全评价人员实行资质管理,建立大坝监测系统、制定应急行动计划、推广应用大坝风险分析方法,广泛开展大坝保险业务等非工程措施,有效地提高了挪威大坝安全管理水平.     

变化环境下洪涝风险演变特征与城市韧性提升策略

在全球气候变暖与快速城镇化的背景下，极端暴雨洪涝发生的可能性与不确定性在增大，同时洪涝威胁对象、致灾机理、成灾模式、损失构成与风险特性均在发生显著变化。本文基于郑州“7.20”特大暴雨水灾的实地调研与典型案例的剖析，阐述当代社会洪涝风险连锁性、突变性、传递性的演变机理与趋向，结合国际社会与水共存、韧性提升的理念与实践，探讨变化环境下与新时代基本国情相适宜的洪涝灾害防治策略。研究结果表明，应对快速城镇化进程中极端暴雨洪涝灾害，需以流域为单元做好综合治水的统筹规划；韧性城市只有建成不怕淹的城市，才有利于实现人水和谐的目标；在发展不均衡、不充分的现实条件下，完善与健全洪涝灾害风险管理与应急管理体制与运作机制，不仅在于保障安全，而且要为新时代经济社会快速平稳发展保驾护航。     

2002 年8 月欧洲特大洪水概述——兼议我国水灾应急管理体制的完善

2002年8月,德国、奥地利、捷克三国发生了百年未遇的特大洪水,涉及易北河与多瑙河两大流域。各国政府与民众奋起抗灾自救,及时启动了应急管理体系,大大减少了人员的伤亡。已有防洪工程体系经历了超标准洪水的严峻考验,水库及时应急泄洪,确保无一溃坝事故发生。蓄滞洪区适时运用,减轻了下游的防洪压力。由于河流洪水特性不同,经济发展水平不一,且受社会体制沿革变化的影响,各国处理重大危急事件的行动也各有特点。本文通过对比分析,提出完善我国水灾应急管理体系的建议。     

王甫洲水利枢纽非常溢洪道设计

王甫洲水利枢纽非常溢洪道建在主河床上石坝上，坝型为砂砾石坝，坝高１２ｍ，河床为砂砾石。非常溢洪道泄洪口门宽４１５．６ｍ，设计最大泄量４９６０ｍ＾３／ｓ，采用在坝体内预留炸药室，爆破引冲自溃分洪方式。分洪后要求控制上游水位，并保护两侧相邻建筑物安全。非常溢洪道泄洪后在汛后修复。设计中要解决的主要问题是非常溢洪道布置位置选择、坝体结构、防渗型式、防冲保护措施等。