五花山水库工程临时戗堤溃坝分析

杨云龙

(正业勘测设计集团有限公司， 哈尔滨 150000)

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五花山水库工程临时戗堤溃坝分析

杨云龙

(正业勘测设计集团有限公司， 哈尔滨 150000)

五花山水库施工过程中，若发生较大洪水仅靠导流洞导流，有可能发生围堰溃坝现象，水库内的水瞬间下泄，在短时间内会对大坝下游造成非常大的破坏。故需通过大坝缺口同时泄洪，降低水库水位，以保证防洪安全。因大坝缺口现正在施工中，围堰一旦溃坝，洪水将从大坝缺口瞬间下泄，因此大坝缺口的填筑高程直接影响到下泄流量的大小。根据施工进度安排，对施工过程中不同时期大坝缺口高程时，围堰溃坝后下泄洪水对工程本身及下游绥阳镇的影响进行分析。

五花山水库； 施工； 戗堤；溃坝；泄流

1 工程概况

五花山水库位于黑龙江省绥芬河流域小绥芬河干流上游，下游距东宁县北部的绥阳镇12km，东南方向距绥芬河市约20km，地理坐标为E130°59′、N44°29′。

五花山水库是一座以城镇供水为主，兼顾发电、森林防火及改善生态环境等综合利用任务的中型水库工程。水库建成后供水量可以满足绥芬河市和绥阳镇近远期生产、生活用水需求，同时利用水头及剩余水量发电，优化东宁电网电力系统结构，缓解电力电量供需矛盾。

水库总库容8266×104m3，正常蓄水位425.20m，相应库容7535×104m3；死水位405.00m，死库容868×104m3；调节库容6667×104m3；设计洪水位425.20m，校核洪水位426.53m，相应库容8266×104m3，调洪库容731×104m3。

2 施工安排

根据《五花山水库初步设计报告》，拦河坝于第1年的5月10日开始施工至第2年5月为1期工程。对主河槽两侧的坝体进行填筑。第2年5月截流至第2年7月为2期工程，对主河槽进行基础处理，坝体填筑等施工，在右侧坝体留缺口，并对缺口进行护砌。第2年9月—第3年11月为3期工程，进行缺口的填筑，直至完成。

3 现状施工情况

五花山水库上游围堰按10a一遇春汛洪水标准进行施工，围堰长210m，顶宽6m，高程405.0m，上游坡比1∶2.5，下游坡比1∶2。按《五花山水库初步设计报告》提供的大坝导流特性指标表，10a一遇春汛在导流洞过流情况下，坝前水位为402.94m，加安全超高，围堰顶高程为404.24m，目前围堰高程为405.0m，与右坝段坝体共同挡春汛。

现大坝右坝段沥青混凝土心墙及两侧砂砾石过渡带已填筑至高程414.0m,堆石填筑在高程415.0m。目前溢洪道工程已完成，正在进行闸门的安装及上游侧的边坡护砌工作，导流洞已完全过流。

4 临时戗堤溃坝分析计算

绥阳镇位于五花山水库下游12km处，小绥芬河干流在镇内穿过，镇区内除沿河两岸地势较低外，其它大部分均位于高岗漫坡上，两岸现有堤防3.2km，对保护绥阳镇防洪安全起到了重要作用。绥阳镇防洪任务由堤防和新建防洪墙承担，防洪标准为20a一遇洪水。

五花山围堰现状高程为405m，遇10a一遇春汛洪水时，坝前水位达402.94m。大坝缺口处现状高程为406m，现大汛即将来临，仅靠导流洞导流，若发生较大洪水，坝前水位超过围堰顶高程405m时，有可能发生围堰溃坝现象，水库内的水瞬间下泄，在短时间内会对大坝下游造成非常大的破坏。因此，当汛期来临时，仅通过导流洞泄洪是不行的，需通过大坝缺口同时泄洪，降低水库水位，以保证下游防洪安全。

因大坝缺口现正在施工中，围堰一旦溃坝，洪水将从大坝缺口瞬间下泄，因此大坝缺口的填筑高程直接影响到下泄流量的大小及坝前水位的高度。现根据施工进度安排，对不同时期大坝缺口情况分别进行围堰垮坝分析计算。

根据施工进度安排，6月30日前大坝缺口高程填筑至406m；至7月10日，大坝缺口高程填筑至408.5m；至7月20日，大坝缺口高程填筑至412.5m；至7月31日，大坝缺口高程填筑至415m。现对施工过程中不同时期大坝缺口高程时，围堰溃坝后下泄洪水对工程本身及下游绥阳镇的影响进行分析。

4.1 大坝缺口高程406m

现状大坝缺口高程为406m，当坝前水位达到405m时，围堰溃坝，由导流洞和大坝缺口同时泄洪。水库下游12km处有绥阳镇，下泄洪水与水库坝址至绥阳镇区间洪水共同作用于下游绥阳镇堤防。调洪计算成果及下游控制断面处洪水成果见表1。

表1 大坝缺口高程406m调洪成果表

由表1可知，大坝缺口高程在406m的情况下，水库遇10a一遇洪水时，坝前最高水位为408.47m，下泄流量为193m3/s，与区间洪水叠加后，寒葱河入口处洪水为263m3/s，柳茅河入口处洪水为485m3/s，均小于该处20a一遇洪水619 m3/s、824 m3/s，不会对绥阳镇产生威胁。当遇20a一遇洪水时，坝前最高水位为410.28m，其下泄流量为344 m3/s，与区间洪水叠加后，寒葱河入口处，洪水流量为462m3/s，小于该地区20a一遇洪水，柳茅河入口处洪水为832m3/s，达到该地区20a一遇洪水，会对下游绥阳镇产生一定威胁。当水库遇50a一遇洪水时，坝前最高水位为412.59m，其下泄流量为583m3/s，与区间洪水叠加后，寒葱河入口处，洪水流量为722m3/s，柳茅河入口处洪水为1366m3/s，大于该地区20a一遇洪水，主要是由于发生超标准洪水，导致该处洪水超过绥阳镇堤防设计标准，堤防将发生溃堤，严重威胁两岸居民生命及财产安全。

由此可知，在大坝缺口为406m时，水库遇5a一遇洪水时，围堰即发生溃坝现象，遇10a一遇以下洪水时，不会对下游绥阳镇产生影响，当水库遇50a一遇以上洪水时，下泄流量与寒葱河汇入洪水共同作用，导致下游绥阳镇堤防溃堤，自坝址至下游绥阳镇的溃坝洪水淹没面积为5.43 km2。

4.2 大坝缺口高程408.5m

当大坝缺口高程为408.5m时，若坝前水位达到405m，围堰发生溃坝，由泄洪洞和大坝缺口同时泄洪，调洪计算成果及下游控制断面处洪水成果见表2。

表2 大坝缺口高程408.5m调洪成果表

由表3可知，当大坝缺口高程在408.5m的情况下，当遇20a一遇洪水时，坝前最高水位为412.04m，其下泄流量为284 m3/s，与区间洪水叠加后，寒葱河入口处洪水流量为402m3/s，柳茅河入口处洪水为772 m3/s，小于该地区20a一遇洪水，因此不会对下游绥阳镇堤防产生影响。当水库遇50a一遇洪水时，坝前最高水位为414.33m，其下泄流量为512m3/s，与区间洪水叠加后，寒葱河入口处洪水流量为701m3/s，柳茅河入口处洪水为1294m3/s，大于该地区20a一遇洪水，主要是由于发生超标准洪水，导致该处洪水超过绥阳镇堤防设计标准，堤防将发生溃堤，严重威胁两岸居民生命及财产安全。

由此可知，在大坝缺口为408.5m时，水库遇5a一遇洪水时，围堰即发生溃坝现象，遇20a一遇以下洪水时，不会对下游绥阳镇产生影响，当水库遇50a一遇以上洪水时，下泄流量与寒葱河汇入洪水共同作用，导致下游绥阳镇堤防溃堤，自坝址至下游绥阳镇的溃坝洪水淹没面积为5.31 km2。

4.3 大坝缺口高程412.5m

当大坝缺口高程为412.5m时，若坝前水位达到405m，则围堰溃坝，由泄洪洞和大坝缺口同时泄洪，调洪计算成果及下游控制断面处洪水成果见表3。

表3 大坝缺口高程412.5m调洪成果表

由表4可知，当大坝缺口高程在412.5m的情况下，当遇20a一遇洪水时，坝前最高水位为414.75m，其下泄流量为193 m3/s，与区间洪水叠加后，寒葱河入口处洪水流量为310m3/s，柳茅河入口处洪水为680m3/s，小于该地区20a一遇洪水，因此也不会对下游绥阳镇堤防产生影响。当水库遇50a一遇洪水时，坝前最高水位为417.11m，其下泄流量为393m3/s，与区间洪水叠加后，寒葱河入口处洪水流量为581m3/s，小于该处20a一遇洪水，柳茅河入口处洪水为1175m3/s，大于该地区20a一遇洪水，主要是由于寒葱河50a一遇洪水的汇入，导致该处洪水超过绥阳镇堤防设计标准，堤防将发生溃堤，严重威胁两岸居民生命及财产安全。

由此可知，在大坝缺口为412.5m时，水库遇5a一遇洪水时，围堰即发生溃坝现象，遇20a一遇以下洪水时，不会对下游绥阳镇产生影响，当水库遇50a一遇以上洪水时，下泄流量与寒葱河汇入洪水共同作用，导致下游绥阳镇堤防溃堤，自坝址至下游绥阳镇的溃坝洪水淹没面积为5.24 km2。

4.4 大坝缺口高程415m

当大坝缺口高程为415m时，若坝前水位达到405m，则围堰溃坝，由泄洪洞和大坝缺口同时泄洪，调洪计算成果及下游控制断面处洪水成果见表4。

表4 大坝缺口高程415m调洪成果表

由表5可知，当大坝缺口高程在415m的情况下，当遇20a一遇洪水时，坝前最高水位为416.35m，其下泄流量为143 m3/s，与区间洪水叠加后，寒葱河入口处洪水流量为260m3/s，柳茅河入口处洪水为631m3/s，小于该地区20a一遇洪水，不会对下游绥阳镇堤防产生影响。当水库遇50a一遇洪水时，坝前最高水位为418.81m，其下泄流量为323m3/s，与区间洪水叠加后，寒葱河入口处洪水流量为511m3/s，小于该处20a一遇洪水，柳茅河入口处洪水为1105m3/s，大于该地区20a一遇洪水，主要是由于寒葱河50a一遇洪水的汇入，导致该处洪水超过绥阳镇堤防设计标准，堤防将发生溃堤，严重威胁两岸居民生命及财产安全。

由此可知，在大坝缺口为415m时，水库遇5a一遇洪水时，围堰即发生溃坝现象，遇20a一遇以下洪水时，不会对下游绥阳镇产生影响，当水库遇50a一遇以上洪水时，下泄流量与寒葱河汇入洪水共同作用，导致下游绥阳镇堤防溃堤，自坝址至下游绥阳镇的溃坝洪水淹没面积为5.16 km2。

5 结 论

由上述分析可知，导流洞的泄洪能力非常有限，当大汛遇5a一遇洪水时，坝前水位将超过堰顶高程，围堰可能发生溃坝，水库内的水瞬间下泄，在短时间内会对大坝下游造成非常大的破坏。因此，当汛期来临时，仅仅通过导流洞泄洪是不行的，需通过大坝缺口同时泄洪，降低水库水位。

因大坝缺口现正在施工中，围堰一旦溃坝，洪水将从大坝缺口瞬间下泄，因此大坝缺口的填筑高程直接影响到下泄流量的大小及坝前水位的高度。根据施工进度安排，对施工过程中不同时期大坝缺口高程时，围堰溃坝后下泄洪水对工程本身及下游绥阳镇的影响进行分析。随着大坝缺口高程的增加，水库泄流量减小，下泄洪水对大坝下游的程度降低。当遇20a一遇以下洪水时，不会对下游绥阳镇产生影响。当遇50-100a一遇超标准洪水时，堤防发生溃堤，小绥芬河两岸及绥阳镇人民生命财产将会遭受严重损失。

根据初步分析估算，围堰一旦溃坝，将对下游产生较大的危害，淹没约面积达5km2。其中绥阳镇镇区堤防保护区内20a一遇洪水保护人口1.01万，土地面积1.2km2。

[1]黑龙江省水利水电勘测设计研究院.黑龙江省绥芬河市五花山水库工程初步设计报告 [R].哈尔滨：黑龙江省水利水电勘测设计研究院,2009.

Analysis of Temporary Berm Failure of Wuhua Mountain Reservoir Project

YANG Yun-long

(Zhengye Investigation and Design Group Limited Company，Harbin 150000,China)

It is possible for the cofferdam to break and cause flood discharge instantly within the reservoir if only depending on diversion tunnel to diverse major flood breaking during the process of Wuhua mountain reservoir construction，and the downstream of dam will be damaged seriously for a second.Therefore，flood discharge needs to be conducted simutenously by the dam breach to reduce the water level of reservoir，so as to guarantee the safety of flood control. The dam breach is being in the construction now，once breaks，flood will discharge instantly from the dam breach，therefore，the filling elevation of dam breach will affect directly the quantity of discharge volume. According to the arrangement of schedule，the impacts due to flood discharge on the project itself and Suiyang Town located on the downstream are analyzed during the construction of dam breach elevation in different periods.

Wuhua mountain reservoir; construction; berm;dam breach; water discharge

1007-7596(2016)12-0065-04

2016-11-22

杨云龙(1987-)，男，黑龙江齐齐哈尔人，助理工程师。

文献标识码：B