水利水電施工度汛綜述

張潤豐

（公主嶺市卡倫水庫灌區(qū)管理所，吉林公主嶺136100）

水利水電施工度汛綜述

張潤豐

（公主嶺市卡倫水庫灌區(qū)管理所，吉林公主嶺136100）

隨著水利水電工程的迅速發(fā)展，在施工過程中的度汛是工程建設的重要內容之一，關系到工程的成敗。但是施工度汛存在著不確定因素，且關系比較復雜，對度汛進行風險估算比較困難。本文主要根據(jù)國內外研究文獻，從度汛種類、標準和風險量化等方面進行綜述，以為水利水電工程建設提供參考。

水利；水電；施工；度汛

水利水電工程的施工度汛主要是指從工程開工到竣工期間對轉堰和大壩攔洪能力和過水能力的檢驗，使建筑物不受洪水等威脅，保證工程順利施工。施工度汛是保證跨年度施工的水利工程，在施工期間不受洪水侵害的預防措施。施工度汛主要根據(jù)施工區(qū)域歷年洪水情況制定度汛措施，主要包括施工導流期的圍堰度汛和后期壩體本身的攔洪度汛。圍堰和壩體能否成功攔截洪水并安全度汛，是水利水電工程順利施工的關鍵，是水利水電工程施工過程非常重要的基礎環(huán)節(jié)。洪水是一種不確定的水文現(xiàn)象，人們目前對其認識不足，洪水的發(fā)生時間和水波運動比較復雜，難以對其進行精確預報。洪水是由洪級和洪度兩方面決定的，洪級主要反應洪水的大小，洪度程度表示洪水的影響程度。但是洪水的突發(fā)性比較大，對于洪度和洪級往往難以及時確認。如果施工過程中度汛標準高，會加大費用投入，嚴重時會導致工程無法按進度實行；如果施工過程中度汛標準低，那么工程的實體遭受到洪水損毀的機率比較大，會導致工程返工，延誤工期，嚴重時會損害下游的群眾人身和財產安全。如何制定施工度汛是非常重要的，就水利水電工程來說度汛方案主要包括建筑物、壩體度汛斷面和壩體泄洪等設施的規(guī)劃。度汛影響的是水利水電工程的造價、施工安全、下游居民的人身安全。

1 施工度汛分類

1.1 根據(jù)上游水庫情況分類

當上游沒有建立水庫時，水利水電工程建設初期要依靠圍堰進行洪水的抵抗和預防，即圍堰擋水度汛。圍堰擋水度汛使圍堰建設標準提高、投資大，工期長。當上游有水庫時，水利水電工程可依靠水庫的攔蓄洪水消減施工期洪峰的影響，即上游控泄圍堰度汛。所以，水利水電工程度汛中圍堰設計的標準可低于一般標準，投資可減少。在汛期上游水庫的高度可以配合下游工程施工情況，以完成下游水利水電工程施工度汛的根本。

1.2 根據(jù)施工情況分類

根據(jù)施工情況可以將施工度汛分為兩類，一是初期圍堰度汛；二是中后期圍堰度汛。初期圍堰度汛是指無論是過水圍堰還是非過水圍堰都要設計洪水標準，并制定預防措施。當遇到洪水超過設計標準時，可采用臨時度汛措施。度汛措施主要有針對不過水圍堰進行的堰頂加高，目的是提高圍堰的擋水能力；針對混凝土圍堰，設計時一般可以允許堰頂過水；設置泄洪通道，以增加工程的泄洪能力。中后期的度汛主要是由大壩永久建筑物進行承擔，要根據(jù)水利水電工程性質、建筑物的布置和水壩類型進行施工設計。

1.3 根據(jù)壩型分類

根據(jù)壩型不同可以將施工度汛分為混凝土壩度汛和土石度汛。一般在壩體缺口高程較低時，對建筑物不會造成破壞實行混凝土度汛；當壩體缺口較高，對壩面會產生壓力，對下游的建筑物可能造成破壞時，針對不同情況在進行不同土石度汛。土石度汛的工程量一般都比較大，在建設時采用臨時斷面進行攔水處理，但是有時也難以達到攔洪的高度，所以需要進行臨時過水。

2 工程度汛標準

當壩體高程超過圍堰高程時，在進入后期導流時需要由壩體來進行洪水攔擋，臨時度汛的標準主要根據(jù)壩型進行設計。當導流建筑物被封堵后，永久建筑物又沒有設計泄洪能力，那么壩體的度汛標準需要根據(jù)壩體的施工和運行質量進行設計。

3 度汛風險量化設計模型

度汛風險量化模型主要是研究水利水電工程的風險，為工程方案設計、選擇和正常施工做決策依據(jù)。

3.1 調洪計算原理

度汛風險計算主要目的是找出防洪的最高標準，以保證洪水進入水庫后可以滿足防洪的度汛高程。當洪水入庫后，運動流量是不穩(wěn)定的，水庫沿程的水位、水速等隨時會發(fā)生變化，所以要采用多種方法進行設計，按照逐段進行洪水演算，這種工作量比較大，所以實際中采用回水曲線法和近似法進行模型設計。

3.2 度汛模型的發(fā)展

針對度汛風險模型比較難建立的情況，提出了風險率型，在這個模型中主要考慮洪水經過的不確定性，按照實際流量資料有限的情況下進行預測，那么結果也不理想，傳導到高投資或高損失率。之后又研究出分割多目標風險法，結合分割概率得出多種函數(shù)，將這些函數(shù)運用到風險模型中以為決策做依據(jù)。這種只考慮水文情況的度汛模型因考慮的因素單一，也很難適應實際的度汛情況。這兩種風險分析方法較全面的考慮了水文和水力因素，得到了導流標準風險數(shù)據(jù)，但是因其主要考慮上游建筑物高程因素，所以使整個施工過程導流方案不同。

4 研究趨勢

度汛工作是水利水電工程施工過程的重要環(huán)節(jié)，在水文、水力等一些隨機參數(shù)的統(tǒng)計和量化上要加強研究，特別是對概率小的風險定量進行預防。一是要根據(jù)洪水的洪級和洪度進行風險考慮，同時結合水文、壩體建筑和水利水電工程施工計劃和進度、上游水庫控洪能力進行水利水電施工度汛的設計。由于洪水的不穩(wěn)定性和不確定性，洪級和洪度是對洪水進行量化的唯一標準。二是施工度汛要實現(xiàn)在線響應機制，因為洪水的發(fā)生時間和地點難以進行正常預測，屬于隨機性發(fā)生，所以要重點研究超標洪水的預防。

[1]謝小平,黃強,徐晨光,等.公伯峽水電站施工度汛方案風險分析[J].水力發(fā)電學報,2005,24(06)：6-8,29.

[2]王卓甫.考慮洪水過程不確定的施工導流風險分析計算[J].水利學報,1998,24(04)：33-37．

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10.14025/j.cnki.jlny.2017.24.032

張潤豐，本科學歷，助理工程師，研究方向：水利水電工程。