关于城市周边水库防洪安全设计要点探究

何烜

江西祥润水利建设有限公司 江西宜春 336000

水库的防洪安全特性是决定水利工程后续使用安全与下游区域人民生命财产安全的根本保障。同时也是水库设计与建设的重点。从其风险来源的角度来探究容易产生水库防洪安全事故的主要因素来源于洪峰高度与坝体高度、坝体应力承载、坝体渗水性、堤坝孔度、泄洪道设计等多方面内容。在解决上述系统工程的过程中同样也需要对多种因素进行考量，进而提出更为具体与具有针对性的安全设计要点以及与之配套的执行方法及方案。在现阶段的研究过程中，国内外学者对相关问题开展了广泛的研究，并从具体的设计基础体系、施工安全保障、施工监管与现场管理等角度提出了自己的简介与相关的优化对策。为后续的具体施工提供了一定的帮助。

1 水库防洪安全设计意义与存在的问题分析

1.1 城市周边水库防洪安全设计的意义

城市周边水库地理位置敏感，功能众多，其防洪安全主要具有如下几方面意义：第一，对保障城市用水具有积极意义。城市周边水库往往是城市集中供水水源地。其防洪安全直接决定了库区水源储备量，而水源丰富程度又是城市供水的基本条件。为此，做好其防洪安全设置对于增加库区库容，提高供水质量与稳定性具有积极意义；第二，对提升城市经济发展具有积极意义。从实践经验的角度来看，城市周边水库区域往往具有整合旅游资源，尤其是水上运动、休闲旅行、特色农业（畜牧业）旅游体验的重要中心。因此，其对于城市经济发展与结构调整具有积极意义，保障其在汛期的安全能够形成连续性发展体系，为提升城市经济发展贡献力量；第三，对保障城市安全具有积极意义。城市周边水库防洪安全直接决定了城市的旱涝调节。在丰水期其通过库存的缓冲作用降低城市发生水患的几率；在枯水期其通过适当的放水调节来避免城市及其周边区域受到旱灾的侵袭。为此，城市周边水库防洪安全设计能够从根本上保障城市居民的生命财产安全。

1.2 水库防洪安全设计存在的问题

从现阶段的水库防洪安全设计体系中我们可以发现，其主要的问题产生于如下几个方面：第一，溢洪道设计尺寸较小：实际设计中，由于资金比较短缺，而限于执行标准的严格性和规范性，因此导致了实际中的溢洪道的尺寸都偏小，而随之突发洪水的影响，使得这样的尺寸成为不堪一击的设计；第二，溢洪道平面弯道半径大小不稳定：平面弯曲半径对于溢洪道来说是随着时间的推移而不断变化的，因此形成了对泄洪的阻碍的作用，在溢洪道的陡坡形成后，其特殊性被显现出来，使得流体态势骤变，影响了泄洪的正常进行；第三，溢洪道陡坡比降过陡：由于设计与实际的出入比较大，使得设计方案在一定程度上阻碍了泄洪的顺利进行，按照设计方案施工的工程则大大削弱了坝体本身的功能，这种不合理的设计缺乏科学的考证，其中陡坡过陡便是其一[1]。

2 水库防洪安全设计及方法要点探究

2.1 防洪安全视角下的溢洪道选址设计

溢洪道是保障水库尤其是坝体整体安全的客观保障。当汛期来临时，溢洪道能够有效的对坝体应力进行调整，并在适应范围内对于水流量进行调节。为此在实际的选择过程中应该考虑如下几个问题：第一，溢洪道高度的选择既要与洪峰水位相适应，有应该根据坝体的最大承载来进行设计。只有如此才能够在汛期背景下提供更为灵活的需求；另外，在选择的过程中还应该注意其导流走向，不仅需要考虑下游河流的承载力，还应该对周边坝体的承接能力进行预判，避免由于不当的选址位置对城市造成了安全隐患。

2.2 防洪安全视角下的防渗措施设计要点

“千里之堤溃于蚁穴”溢洪道与坝体的防渗措施是保障水库防洪安全的重中之重。如果存在防渗措施不利等情况，则会出现显著的渗水现象，长此以往会形成水路通径，进而在较大压力（较高水位）的情况下出现管涌，严重的会形成溢洪道甚至是坝体的坍塌与溃坝。在这样的背景下，我们需要对其具体的防渗措施进行规划与设计，具体则需要注意如下问题：第一，在坝基防渗的设计方面：在150m的坝基前做土工膜铺盖水平防渗，在大坝迎水坡脚上游40m范围内找平库底，并在距大坝坡脚40m处挖一道深1.0m、宽0.5m的沟用来固定土工膜，然后铺设20cm厚细砂垫层，垫层上铺设土工膜（两布一膜），其规格为300g/m2，最后在土工膜上铺设20cm厚细砂作为保护层；第二，在坝体挡墙的防渗设计方面：在迎水坡脚处开挖截渗槽，深挖至不透水基岩以下0.5m，探测平均深约为4.0m，截渗墙厚选用坝前水深10m的0.2倍，即2m。而后采用人工回填粘土并分层夯实，截渗墙与原粘土斜墙结合为一体，结合厚度为1.5m。

2.3 防洪安全视角下的底板工程设计

在底板工程设计方面：在底板的设计过程中需要同时对泄洪道与泄水洞进行构建。上述两种模式具有相互依存且不可替代的作用。泄洪道从水面高度的层面维持汛期水库的安全水位；而泄水洞则能够有效的对疏通沙底，补充排放等内容起到至关重要的作用。为此，我们在实际的城市周边水库防洪安全设计过程中应该予以足够的重视与充分的考量。具体则可以从如下几个方面来进行构建。首先，任何的设计行为与方式应该满足相关的国家标准，尤其是国家针对城市周边以及重要敏感区域周边的水利工程防洪标准有着明确的规定（GB50286-2000）。在设计过程中应该严格遵循其具体要求，对高程、深度、应力等进行具体考究；其次，根据实际地质条件与规划重点，对底板高程进行具体的认定，在实际的设计过程中不仅需要从防洪安全的角度去考虑，更应该探究由于底板加高而带来的经济效益与具体的施工工艺变更，尤其是抬高操作对于后续泄洪、排洪的影响。

总之，城市周边的水利工程是保障城市用水与周边稳定的重要基础设施，在其设计与施工的过程中水库防洪安全要求较高。