水電工程施工洪水設計標準的合理選擇

韓秀娟　劉英杰

摘 要：水電工程的建設過程就是對水流分時段進行控制、疏導的過程，根據(jù)外部環(huán)境、工程規(guī)模等在工程不同建設時段合理選擇施工洪水設計標準具有重要意義，對導流建筑物規(guī)模的確定起到關鍵性的作用。文章主要介紹了水電工程施工洪水設計標準的選擇方法，指出了現(xiàn)階段我國水電工程施工洪水標準選擇中存在的問題，在此基礎上，對初期、中期、后期三個導流階段洪水設計標準的合理選擇方法進行了探討，希望能為水電工程設計人員提供參考。

關鍵詞：水電工程；施工；洪水設計標準；合理選擇

中圖分類號：TV55111 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）05-0162-02

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，水電工程作為重要的基礎設施，得到了大力的發(fā)展與建設。水電工程的施工質(zhì)量與安全直接關系到我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，對再生能源的利用和可持續(xù)發(fā)展的推行都有重要意義。因此，得到了社會廣泛的關注的重視。洪水設計是對可能出現(xiàn)的洪水進行的預防性設計，洪水設計標準是指工程對洪水的防御能力規(guī)定限度。在水電工程的設計中，對施工洪水設計標準進行合理選擇非常重要，是保障水電工程施工順利進行的重要條件，對工程的質(zhì)量與使用安全也有重要影響。

1 水電工程施工洪水設計標準的選擇方法

《水電工程施工組織設計規(guī)范》（DL/T 5397-2007）是我國現(xiàn)行水利水電工程初步設計階段施工組織設計文件編制的參照，對建國近六十年來水電工程的建設經(jīng)驗進行了歸納和總結(jié)，并對施工洪水設計標準的選擇制定了以下要求：

①在選擇導流建筑物的洪水設計標準時，應先對其級別進行確定，再依據(jù)級別確定洪水設計標準。其中，級別的確定需要綜合考慮保護對象、自身規(guī)模、使用年限以及失事后果四項指標。

②在選擇下閘前壩體的臨時度汛標準時，應對壩體的壩型以及所形成庫容的大小進行研究、分析，根據(jù)壩體的具體特點確定最佳標準。

③對于下閘蓄水后壩體的臨時度汛標準，要根據(jù)壩體的壩型、庫容以及級別進行確定。

④對于截留及下閘的設計標準，要根據(jù)工程建設時段內(nèi)5～10 a一遇的月、旬均流量來確定。

⑤對于下閘后導流泄水建筑封堵期，其上游來水標準應根據(jù)所在時段5～20 a一遇的均流量來確定[1]。

2 水電工程施工洪水設計標準選擇中存在的問題

就現(xiàn)在我國水電工程的建設情況而言，已經(jīng)取得了不錯的成就，陸續(xù)完成了一批施工質(zhì)量較高、防洪能力較能的工程項目?？梢姡樗O計標準的選擇已經(jīng)得到了一定的重視并且逐漸向科學性、合理性發(fā)展。但是不可忽視的是，在一些水電工程的施工中，對于洪水設計標準的設計依然存在一些問題，主要有以下幾點：

①對導流建筑物，在進行洪水設計標準的選擇時，對其中存在的多方面風險因素沒有進行全面的考慮，從而不能實現(xiàn)經(jīng)濟性與安全性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

②對高土石圍堰，當其建筑級別超過3級時，沒有按規(guī)定要求進行超標洪水防御措施的制定，不能對特殊情況合理選擇洪水設計標準。

③對于下閘前壩體的臨時擋水度汛，洪水設計標準的設計往往偏高，而且其設計過于籠統(tǒng)，只注重對庫容指標的考慮，而忽視了對其它指標的參照。

④在截流設計標準的選擇過程中，忽略對梯級開發(fā)河流的研究、分析，不能與其實際的來水特點很好相應，從而使標準偏高[2]。

3 水電工程施工洪水設計標準的合理選擇

3.1 初期導流階段

①圍堰施工階段的來水標準。在我國現(xiàn)階段水電工程的建設中，圍堰的應用類型呈現(xiàn)出多樣化，不同圍堰來水標準的設計目標也有所不同。澆硂圍堰截流在第一個枯水期的截流目的是合理設定圍堰工程迎水面高度的具體數(shù)值；土石圍堰截流的目的則是幫助設定防滲墻施工平臺的相對高度，并由此得出平臺高程具體數(shù)值。圍堰枯水期，河水在流量數(shù)據(jù)上表現(xiàn)具有良好的相對穩(wěn)定性，故而枯水期圍堰來水標準可適當?shù)陀谘雌趤硭畼藴?，通?？菟趤硭畼藴释ǔＴO定上低于汛期來水標準一個等級。

②圍堰截流后首年的度汛標準。通常來講，大型水電項目的建設內(nèi)容并不復雜，雖然其規(guī)模較大卻比較單一，其首年的度汛標準設計可以略微低于正常的設計標準。筆者從事水電工程設計工作多年，多次實踐證明適當降低第一年度汛的標準設計是符合科學規(guī)律的，對于整個工程而言，此項措施可以減小施工進度的壓力，且對整個工程質(zhì)量沒有影響。

③圍堰超標洪水設防。高土石圍堰的運行中存在著一定安全風險，若下游洪水的影響區(qū)內(nèi)有鐵路干線、城鎮(zhèn)等重要建筑，一旦發(fā)生潰堰，就會對社會公眾安全造成巨大的威脅。為此，DL/T 5397-2007規(guī)定，對于3級、4級的高土石圍堰，如果工程所處環(huán)境條件比較特殊，對安全要求較高，在進行洪水設計標準的選擇時，要考慮到超標洪水的情況，并提前制定科學的應急方案，以盡可能提高圍堰對超標洪水的防御能力。

同時，還應在庫區(qū)建立有效的防洪預警系統(tǒng)，對河水進行實時的監(jiān)控，并掌握往年洪水的情況，以及時發(fā)現(xiàn)洪水異動，在第一時間采取相應的措施進行防御。如若臨時泄水建筑工程具有較強的分流能力，可以視情況對圍堰進行適當?shù)卦龈?；如若分流能力較弱，就要在圍堰頂部合理設置溢洪道[3]。

3.2 中期導流階段

DL/T 5397-2007中對該階段的防洪標準進行了適當?shù)亟档?，?guī)定其標準控制應該比同類型圍堰高出一個量級，同時比發(fā)電后的壩體度汛標準低一個量級。如果下游洪水的影響區(qū)內(nèi)有重要建筑或建筑群，壩體度汛標準的設計要比影響對象的設防標準高。如果壩體在進行第一次度汛時，壩面的高度超過庫容指標最低值或上游圍堰高程，度汛標準要取下限值。其中，土石壩與混凝土壩的下限值的設置標準一般是不小于200 a一遇洪水與100 d一遇洪水[4]。

3.3 后期導流階段

導流泄水建筑物在封堵期的來水標準設計主要是為了確定壩前的水位和建筑物閘門水頭的設計。因為封堵施工階段要持續(xù)很長一段時間，所以在選擇洪水的流量時一般按照瞬時流量的最大值進行。按照DL/T 5397-2007規(guī)定，5～20 a一遇來水標準的設計可以分兩種情況進行：一是在封堵完成時，如果導流隧洞中封堵閘門的庫容及水頭的級別達到3級，上游的設計標準要取20 a一遇，可以根據(jù)工程具體情況適當降低出口圍堰的設計標準。二是如果封堵需跨訊，要適當提高來水標準。

4 結(jié) 語

綜上可知，水電工程的施工設計洪水有圍堰擋水的設計流量、圍堰的設計洪水、蓄水前壩體擋水的設計洪水、導流泄水建筑物封堵施工期的上游設計來水量等多方面內(nèi)容組成，對其洪水設計標準進行合理選擇對于水電工程建設的順利進行具有重要意義。因此，水電工程相關設計人員應予以充分的重視，并兼顧工程的經(jīng)濟性與安全性，確保水電工程具有較高的經(jīng)濟效益與防洪能力，從而推動我國水電工程建設的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1] 夏海燕.水電水利工程中的洪水設計標準分析[J].科技展望，2014，（21）.

[2] 鄭偉.水電水利工程中的洪水設計標準分析[J].珠江水運，2015，（14）.

[3] 徐唐錦，李蘅.壩體度汛及導流泄水建筑物洪水標準研究與探討[J].人 民長江，2011，（16）.

[4] 楊清清，陳新.水利水電施工導流方案風險分析[J].四川水力發(fā)電，2011，

（3）.