尖岗水库溃坝洪水计算与风险评估
山区水利施工风险评估报告
山区水利施工风险评估报告1. 引言本报告旨在对山区水利施工风险进行评估，以判断施工过程中可能面临的各种潜在风险，并提出相关的风险防控措施。
山区水利工程施工具有地理环境复杂、气候多变、水土流失等特点，容易受到自然条件的制约。
因此，在施工前需要对风险进行全面评估，以保证工程的顺利进行。
2. 风险评估2.1 地质灾害风险山区地质环境复杂，容易受到滑坡、泥石流等自然灾害的影响，对水利工程施工造成较大风险。
为了降低地质灾害风险，应在施工前进行详细的地质勘测，了解工程所处地区地质情况及潜在灾害风险，并采取相应的防治措施，如加固山体、设置防护设施等。
2.2 水质污染风险山区由于地势高差较大，容易受到水土流失影响，进而造成水体污染。
施工过程中的土方开挖、爆破等作业可能会导致土壤与水体混合，进而造成水质污染。
为避免水质污染风险，需制定严格的环境保护措施，如设置隔离带、使用环保材料等，以确保施工过程中的水质不受污染。
2.3 施工安全风险山区地势陡峭，施工过程中易受到不可控因素的影响，存在一定的安全风险。
在施工前，应对施工区域进行全面勘测，确保施工过程中的安全通道畅通，并做好安全防护工作，包括设置警示标志、做好安全教育培训等。
2.4 施工设备风险山区施工条件限制了大型机械设备的使用，因此施工设备风险较高。
需要对施工设备进行全面检查和维护，确保设备正常运行，并做好备用设备的准备，以应对设备故障等突发情况。
3. 风险防控措施3.1 地质灾害风险防控- 进行详细的地质勘测，了解地质情况，并根据勘测结果制定相应的防治措施；- 加强施工区域的监测，及时发现地质灾害预警信号，并采取相应的应急措施；- 设置防护设施，如挡土墙、护坡等，以减少地质灾害对施工的影响。
3.2 水质污染风险防控- 制定环保方案，在施工前做好环境保护措施，防止土壤与水体污染；- 强化现场管理，监督施工过程中是否存在水质污染行为；- 对施工人员进行环境保护培训，提高环境意识，降低环境污染风险。
尖岗水库输泄水建筑物隐患处理措施设计
总726期第二十八期2020年10月河南科技Henan Science and Technology尖岗水库输泄水建筑物隐患处理措施设计李守业（郑州市水利建筑勘测设计院，河南郑州450000）摘要：尖岗水库自2009年除险加固工程投入使用以来，蓄水水位较之前大幅提升，运行期间发现泄洪洞进口坝坡曾出现局部沉陷、溢洪道底部消力池附近有渗水流出。
尖岗水库作为南水北调（中线）郑州市用水调蓄水库，是郑州市城市防汛中的重中之重。
因此，本文分析了尖岗水库存在的隐患，并针对隐患提出具体的处理措施。
关键词：水库；泄洪洞；灌浆中图分类号：TV65文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）28-0086-03 Design of Treatment Measures for Hidden Dangers of WaterTransmission and discharge Structures in Jiangang ReservoirLI Shouye（Zhengzhou Water Conservancy Architecture Survey and Design Institute，Zhengzhou Henan450000）Abstract:Since the Jiangang reservoir was put into use in2009,the water level of the reservoir has been greatly in⁃creased.During the operation,it was found that the dam slope at the entrance of the spillway had local subsidence and there was seepage near the stilling basin at the bottom of the spillway.Jiangang reservoir,as the water storage res⁃ervoir of Zhengzhou City in the middle line of South to North Water Transfer,is the most important part of urban flood control in Zhengzhou.Therefore,this paper analyzed the hidden dangers of Jiangang reservoir,and put forward specif⁃ic treatment measures for the hidden dangers.Keywords:reservoir；spillway；grouting1水库概况尖岗水库位于淮河流域沙颍河水系贾鲁河的上游，坝址位于郑州市西南尖岗村西，下游为郑州市区，控制流域面积为113.0km2，总库容为6070.41万m3，是一座以防洪减灾、城市应急供水、生态水系调蓄中枢为主的重点中型水库［1］。
水利工程安全风险分级管控方案
水利工程安全风险分级管控方案目录1. 方案概述 (2)1.1 方案背景 (2)1.2 方案目标 (3)1.3 方案范围 (4)1.4 方案原则 (4)2. 风险识别与评估 (5)2.1 风险源识别 (6)2.1.1 自然风险源 (8)2.1.2 人为风险源 (9)2.1.3 技术风险源 (10)2.2 风险类型分类 (12)2.2.1 安全性风险 (12)2.2.2 生态环境风险 (13)2.2.3 经济风险 (14)2.2.4 社会风险 (16)2.3 风险评估指标体系 (17)2.4 风险评估方法 (18)2.5 风险等级划分标准 (19)3. 风险分级管控策略 (20)3.1 高等级风险管控措施 (22)3.1.1 预防控制措施 (23)3.1.2 应急处置方案 (25)3.2 中等级风险管控措施 (26)3.3 低等级风险管控措施 (27)3.4 风险监测与预警机制 (28)4. 责任与权限划分 (30)4.1 不同等级风险的责任主体 (32)4.2 风险管理决策流程 (33)5. 执行与监督 (34)5.1 方案实施计划 (36)5.2 风险管理考核与评估 (37)1. 方案概述方案概述。
强化水利工程建设项目中的安全风险管控力度，通过科学合理地识别、评估和分级各类安全风险，制定相应的预控和应对措施，有效防范和控制生产安全事故，保障水利工程建设项目的顺利进行，提高工程投资效益和现代社会效益，为建设安全优质水利工程提供坚实保障。
1.1 方案背景随着我国经济的快速发展，人民对水资源的需求越来越大，但水资源却越来越紧缺，水资源短缺、水污染、水灾害等问题日益突出。
为了解决这些问题，保障防洪安全、供水安全、生态安全，促进经济社会可持续发展，水利工程建设得到了高度重视。
然而，在水利工程建设过程中，安全生产风险不容忽视，一旦发生安全事故，将对人民生命财产造成巨大损失。
为了加强水利工程安全管理，提高风险管理水平，确保水利工程安全运行，根据国家相关法律法规和行业标准，结合我国水利工程建设的实际情况，制定本方案。
郑州市尖岗水库流域生态系统健康状况评价
环境科学-----------------------------------DOI： 10.16660/ki.1674-098X.2016.22.0752016 NO.22Science and Technology Innovation Herald科技创新导报郑州市尖岗水库流域生态系统健康状况评价①化勇鹏易军钟崇林(河南省环境保护科学研究院河南郑州45〇〇〇4)摘要：通过开展尖岗水库流域生态系统健康状态评价，为建立流域尺度的环境保护长效机制提供技术支撑。
综合考虑国内外研究成果及相关技术方法，构建生境结构，水生生物，生态格局等共6类16项评价指标，采用标准化分值加权求和的方法开展评估。
结果表明，尖岗水库水域，陆域，流域生态健康评价值分别为54.17, 59.21, 57.19,评价等级均为“一般”，河道连通性，森林覆盖率是流域生态系统健康的主要限制因子，需采取有效措施促进生态结构和功能正向发展。
关键词：尖岗水库流域生态系统健康评价中图分类号：X82 文献标识码：A文章编号：1674—098X(2016)08(a)—0075 —05生态系统健康是指生态系统所具有的稳定性和可持续性，即在一定时间内具有维持其系统结构、自我调节和对不 利影响的恢复能力[1]。
河流和湖库的流域生态系统健康状况对其涵养水源、保持水土、降解污染、保护生物多样性等功能具有直接影响[2]。
为全面贯彻落实国家让江河湖泊休养生息的要求，加强流域生态环境保护，河南省以郑州市尖岗水库为代表，以《流域生态健康评估技术指南（试行）》[3](以 下简称《指南》）为基础，综合考虑国内外研究成果[4-6]及相 关技术方法[7-10]，构建评价模型及指标体系，开展流域生态现状调查和综合评价，为建立流域尺度的生态保护长效机制提供技术支撑。
1研究区域概况尖岗水库流域地处嵩山山前丘陵地带，是淮河二级支流贾鲁河干流上游水库。
坝址位于郑州市二七区侯寨乡尖岗村，控制流域面积113 k m2,总库容为6 820万m3,是郑州市一级饮用水备用水源地。
流域洪水风险分析与定量评估.doc
流域洪水风险分析与定量评估1 引言我国的洪涝灾害从出现频率、影响范围到造成的损失都是世界最为严重的国家之一。
据统计，在过去的2000多年中，中国发生的有史料可查的重大洪水灾害就达1600余次。
新中国成立以来，经过40多年的治理，全国江河流域的防洪形势有了重大改观。
但是，由于洪水的影响因素众多和人类对自然界认知的局限性，目前尚无法从确定性的角度预知未来相当长时期内洪水发生的确切时间和真实过程，加之经济条件的限制和出于环境方面的考虑，洪水灾害目前还难以彻底防范或根本消除。
近年来，随着人口的持续增长和经济的迅猛发展，我国洪涝损失具有逐年增大的趋势。
在新形势下，建立洪水风险的概念，使人们经常认识到洪水发生的可能性和洪灾的后果，将有助于机构和个人更好地防范洪水灾害。
洪水风险是指未来可能引起灾害性后果洪水发生的概率或频率，洪水风险图则是对洪水风险及后果定量化和图形化的体现。
一般，洪水风险图应该是三位一体的组合：（1）流域洪水发生的频率；（2）流域类洪水的淹水区域分布及有关说明；（3）洪水灾害可能造成的各类损失。
洪水风险图可以使人们更直观地了解和认识到灾难性洪水发生后可能的水文后果和灾害损失概况，及时做好防御洪水的准备，以防患于未然。
防洪决策人员可以对于流域重大的洪涝灾害发生的原因和可能后果做到胸中有数，在灾情即将发生或已经发生时，能够做到临危不乱，迅速制定合理的调度方案和采取正确抢险救灾措施，将洪灾损失减少到最小程度。
2 分析流域洪水淹没状况的方法2.1 实际洪水法实际洪水法的基本假定是流域自然地理特征保持基本不变条件下，洪水具有重现性。
因此流域历史上已经发生过的大洪水实际淹没实况，可以作为现在和未来同类洪水重现时的淹没状态。
分析历史洪水淹没实况主要有以下几种途径：（1）对于近期发生的洪水，利用流域实测水文资料和灾情资料可以较为可靠地分析洪水特性及相应的淹没范围、淹没深度和淹没时间。
（2）对于缺乏资料或年代较为久远的洪水，可以通过调查考证的途径[1]分析洪水发生时的淹没情况。
水利工程中的水灾风险评估与防护
遥感技术法：利用遥感技术，监测水灾情况， 评估水灾风险
地理信息系统法：利用地理信息系统，分析水 灾影响范围和程度，评估水灾风险
社会经济因素法：考虑社会经济因素，评估 水灾对经济和社会的影响，评估水灾风险
保障人民生命 财产安全：通 过评估，提前 预测和防范水 灾，减少人员 伤亡和财产损
靠
河道整治：通过清淤、拓宽、加 固等措施，提高河道的防洪能力
疏浚：通过挖深、拓宽河道，增 加河道的泄洪能力
河道防护：修建堤防、护岸等设 施，防止洪水冲刷和侵蚀
生态修复：通过植被恢复、生态 护岸等措施，改善河道生态环境， 提高河道的自净能力
移民安置原则：自愿、公 平、合理
移民安置方式：集中安置、 分散安置、自谋职业等
土壤湿度：评估土壤湿 度对水灾风险的影响
地下水位：评估地下水 位对水灾风险的影响
人类活动：评估人类活 动对水灾风险的影响
预警系统：评估预警系 统对水灾风险的影响
水库防洪调度的目的：控制洪水，减轻下游洪水灾害 水库防洪调度的原则：安全第一，兼顾防洪和经济效益 水库防洪调度的方法：实时监测雨水情，合理调整水库水位 水库防洪调度的效果：有效减轻下游洪水灾害，保障人民生命财产安全
收集数据：收集与水 灾风险相关的历史数 据、气象数据、地理 数据等。
分析风险：利用统 计学、水文学等方 法，对收集到的数 据进行分析，评估 水灾风险。
制定防护措施：根 据评估结果，制定 相应的防护措施， 如修建堤防、疏浚 河道、加强监测等。
实施防护措施：按照 制定的防护措施进行 实施，确保水利工程 的安全运行。
加强监测预警系统建设，提高预警精度和时效性 加强水利工程建设，提高防洪标准和抗灾能力 加强水资源管理，优化水资源配置，减少洪涝灾害发生 加强社会宣传和教育，提高公众防灾意识和自救能力 加强国际合作与交流，借鉴国外先进经验和技术，提高我国水灾应对能力
中小型水库溃坝洪水估算
技术 交流
）／ ２
水库水量泄空 时间 （） ｓ；
为溃坝时水 库人流量
式 中 ， 为水库 长 度 （ｍ） 为系数 。 ｋ ； ３ ）美 国水 道 实验 站公 式
（ ３ｓ ；Ｋ为 系 数 ，与 溃 坝 流 量 过 程 线 线 型 有关 ， ｍ ／） 对 ４ 抛 物线来 说 ，Ｋ一般 为 ４ ，对 ２５次抛 物 次 ～５ ． 线来 说 ， 为 ３５ ．。
式 中 ，ｐ Ｉ 为距 坝 址 （ ）控制 断面 溃坝 最大 ｉ ｎ 流量 （ ３ｓ ； Ｖ为 洪 水 期 河 道 断 面 的 最 大 流 速 ｍ／ ）
技术交流
ＳＡ Ｌ ＹＲ ＰＷ Ｒ ２１Ｎ２ ｏｌ ｏ ８ Ｍ Ｌ Ｈ Ｄ Ｏ Ｏ Ｅ ０１ｏ，ＴａＮ１ ｔ ５
中小型 水库 溃坝 洪水估算
李 庆 华 （ 南省 水 文水 资 源局 临沧分 局 云 南 临沧 云 ６７０ ） ７００
【 摘 要】对水库溃坝洪水进行估算 ，可预测洪水对下游造成的淹没范围和程度 ，以便做 出防范措施和编制应急计划。
则包括土坝 、堆石坝 、土石混合坝等 。根据大坝的 坝型 、筑坝材料 、基础条件 、溃坝原 因等因素 ，大
坝 溃 决可 分 为 瞬时全 部 溃决 、横 向部 分 溃决 到底 及
横 向和纵 向均 为 部分 溃 决 ３ 类 型 。不 同类 型有 不 种
同的计 算 方式 ，在实 际应 用 中应 选取 最不 利 情况 进 行 分 析计 算 。 １１１ 瞬 时全 溃情 况 ．． 瞬 时 全 溃情 况 主 要 是 根 据 不 稳 定 流 基 本 方 程 式 ，在假 定 河床 底坡 为 ０且 忽略 阻力 的基 础 上 ，针 对河 槽 的各 种 不 同 断 面 形 状 又 有 不 同 的计 算 方 式
郑州市尖岗水库流域生态健康压力研究与评估
郑州市尖岗水库流域生态健康压力研究与评估马南;钟崇林【摘要】通过对郑州市尖岗水库流域生态健康压力评估指标进行分析,得出尖岗水库流域范围正处于负向演替和生态退化阶段,景观破碎化,重要生境减少,水源涵养功能降低;同时,流域污染排放加剧,物种多样性减少.因此,后续工作应继续采取有效措施阻止环境进一步恶化,促进生态系统结构和功能的恢复.【期刊名称】《河南科技》【年(卷),期】2016(000)013【总页数】2页(P157-158)【关键词】水库流域;健康压力;评估【作者】马南;钟崇林【作者单位】河南省环境保护科学研究院,河南郑州450004;河南省环境保护科学研究院,河南郑州450004【正文语种】中文【中图分类】X171.1流域生态健康压力评估是通过对流域生态压力指标进行评估，得出流域的水域所承受的生态压力状况。
评估指标包括水域的水资源开发利用强度和水生生境干扰指数，点源污染负荷排放指数和面源污染负荷排放指数等。
此次研究即是通过对以上指标的分析比较，来对郑州市尖岗水库流域生态健康压力进行评估。
本次调查评估区域位于尖岗水库流域上游，根据《郑州市水资源公报（2013年）》数据显示，水资源总量取1.32 亿m3，同时考虑水量萎缩，取其60%作为流域内可利用水资源总量，为0.79亿m3。
根据中原经济区发展规划和郑州市市域城镇总体规划，尖岗水库流域上游将建成马寨镇食品工业园区，该食品工业园位于尖岗水库汇水区内，城市区域快速发展与尖岗水库流域生态环境改善存在巨大反差，将导致尖岗水库流域工业、生活和生态用水量大量增加。
评估各区域用水量见表1。
现场踏勘得知，尖岗水库流域用水主要是工业、企业用水和生活用水，农业用水量很少。
另外，随着城市水环境保护和水生态建设工程的启动，流域的环境用水量将快速增长。
尖岗水库流域将面临供水压力。
通过调阅郑州市水利局相关执法资料和实地走访调查发现，由于尖岗水库流域接近郑州市区，为贾鲁河发源地，贾鲁河流经郑州市区，无航运需求，主要接纳市区生活污水，郑州段中下游水质较差；上游尖岗水库是郑州市重要的水源地，除走访期间发现私人垂钓外，严禁一切涉水旅游项目和网箱养殖等经营活动，因此底质扰动性水生生境干扰基本不存在。
水利工程中的水灾风险评估与预警
数据处理 中心：分 析、处理 数据，生 成预警信 息
预警发布 系统：通 过多种途 径发布预 警信息， 如短信、 邮件、社 交媒体等
应急响应 系统：根 据预警信 息，制定 应急响应 方案，组 织救援力 量进行救 援
评估与改 进：对预 警系统的 效果进行 评估，不 断优化和 完善预警 系统
水灾预警系统的技术实现和应用
评估内容：包括 水文、地质、气 象、环境等多个 方面
评估流程：确定 评估目标、收集 数据、分析风险、 提出建议
案例分析：选取 实际水利工程案 例，分析水灾风 险评估的实际应 用和效果
4
水利工程中的水灾 预警系统
水灾预警系统的组成和功能
传感器： 实时监测 水文、气 象等数据
数据采集 与传输： 将传感器 数据传输 到数据处 理中心
风险管理：根据评估结果， 制定相应的风险管理措施， 如预警、应急响应等。
监测与更新：定期对水灾 风险进行监测和更新，确 保评估的准确性和时效性。
3
水利工程中的水灾 风险评估
水利工程中水灾风险的来源和特点
自然因素：洪水、暴雨、台风等自然灾害 人为因素：工程设计缺陷、施工质量问题、管理不善等 水灾风险的特点：不确定性、突发性、破坏性、连锁反应等 评估方法：定性评估、定量评估、综合评估等
来发展
1
单击添加章节标题
2
水灾风险评估概述
水灾风险的定义和分类
水灾风险分类：根据水灾发生 的原因、影响范围和严重程度， 可以分为洪灾、暴雨洪灾、山 洪等不同类型。
洪灾：指由于持续降雨或暴雨， 导致河流、湖泊等水体水位上 涨，超过警戒线，对周边地区
造成危害和损失的灾害。
水灾风险定义：指由于自然或 人为因素导致的洪水、暴雨等 灾害，对水利工程及其周边地 区造成的危害和损失的可能性。
考虑溃坝后果的水库工程等级划分方法
第34卷第5期2023年9月㊀㊀水科学进展ADVANCES IN WATER SCIENCE Vol.34,No.5Sep.2023DOI:10.14042/ki.32.1309.2023.05.010考虑溃坝后果的水库工程等级划分方法李宗坤1,2,王㊀特1,2,葛㊀巍1,3,景来红3,崔秋晶1,2,焦余铁1,2(1.郑州大学水利与交通学院,河南郑州㊀450001;2.郑州大学黄河实验室,河南郑州㊀450001;3.黄河勘测规划设计研究院有限公司,河南郑州㊀450003)摘要:针对中国现行水利水电工程等级划分标准对水库大坝失事后果考虑不充分的问题,在现行标准的基础上引入了 溃坝后果 指标,构建了考虑溃坝后果的水库工程等级划分体系㊂通过比较国内外水库大坝分类和工程等级划分方法,对水库工程等级划分指标进行了分析和论证㊂基于中国水库大坝社会风险标准和大坝安全标准,建立了 工程等级-失效概率-溃坝损失 之间的联系,拟定了不同工程等级所允许的生命损失和经济损失阈值㊂最后,提出了基于规模㊁效益和溃坝后果的水库工程等级划分标准,并阐述了在水库运行阶段进行工程等级复核与风险管控的相关理念和措施㊂将该方法应用于常庄㊁尖岗和郭家咀3座水库的等级划分,结果表明3座水库工程等别和洪水标准均应在现有基础上有所提高㊂研究成果对于补充和完善水利水电工程等级划分标准具有重要意义,并可进一步推动风险管理理念及技术在水库工程中的实际应用㊂关键词:水库大坝;工程等级;风险管理;溃坝损失;死亡率中图分类号:TV698㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1001-6791(2023)05-0753-13收稿日期:2023-07-04;网络出版日期:2023-09-27网络出版地址:https :ʊ /urlid /32.1309.P.20230926.1634.002基金项目:国家自然科学基金资助项目(52179144;52079127)作者简介:李宗坤(1961 ),男,河南邓州人,教授,博士,主要从事水利工程风险评价与管理研究㊂E-mail:lizongkun@通信作者:葛巍,E-mail:gewei@ 近年来,随着极端气候频发,超标准洪水发生概率增大,使得水库大坝面临着更大的度汛风险[1-3]㊂2020年5月,强降雨导致美国密歇根州的Edenville 大坝和Sanford 大坝连续溃决,下游超过1万名居民被迫紧急疏散,基础设施遭到严重破坏[4-5]㊂2021年7月,郑州发生特大暴雨洪涝灾害,全市143座水库中共有84座出现不同程度险情,给下游市区以及京广铁路干线㊁南水北调中线工程等重大基础设施安全带来了巨大威胁[6]㊂其中,郭家咀水库更因溢洪道被施工临时便道堵塞而发生漫顶重大险情,导致下游约10万群众连夜紧急转移[7]㊂为保证下游人民生命财产安全和工程效益的正常发挥,中国的水利水电工程根据工程规模㊁效益和在国民经济中的重要性来划分工程等别和建筑物级别,进而确定相应的设计标准和洪水标准[8]㊂现行的水利水电工程等级划分标准在一定程度上体现了中国的经济政策和技术政策,但对工程失事后果考虑尚不够充分,也没有给出相应指标[9]㊂经济社会的快速发展使得水库运行环境㊁功能和潜在风险等发生了显著变化,社会对于水库的功能定位和运行安全也提出了更高要求[10-11]㊂鉴于溃坝事件的巨大危害性,其风险问题已经上升为公共安全问题,在进行水库工程等级划分时必须重视其溃坝后果㊂随着工程建设规模的增大和公众安全意识的不断提高,许多学者对水库工程等级划分方法及标准进行了研究㊂Wang 等[12]将溃坝后果作为主要指标,提出了梯级水库工程等级划分方法与标准;Ren 等[13]对不同国家水库工程分类方法及防洪标准进行了比较和分析,明确了防洪标准的确定与工程等级㊁坝型和溃坝后对下游的危害等因素有关;盛金保等[14]针对中国大坝分类方法的局限性进行了剖析和论证,提出在大坝分类时必须对溃坝后果加以考虑;姜树海等[15]建立了水库工程防洪安全等级与风险概率的对应关系;李荣容等[9]对国内2000多座水库划分了工程等别,表明按照坝高指标确定的工程等别普遍比按库容指标确定的工程等754㊀水科学进展第34卷㊀别低,且后者更具有实用性;周建平等[16]建立了中国梯级水库风险等级和风险标准分析模型,初步实现了大坝安全标准和风险标准之间的定量转换与比较;周兴波等[17-18]初步探索了特高坝和梯级水库群安全标准,并提出了设立特等工程㊁特级建筑物及其相应安全标准的建议㊂以上研究从不同方面进行了水库等级划分方法的探索,相关成果可推动水库工程等级划分方法向更加科学合理的方向迈进,但大多局限于对水库风险等级和溃坝严重性程度的确定,在实际应用时较为片面且缺少与现行工程等级划分标准的有效衔接[19]㊂此外,对于中国已溃水库案例,现有研究大多是从致灾规律和破坏机理方面开展的具体分析,较少结合溃坝后果,对提高水库原有工程等级和洪水标准的必要性进行论证[18-19]㊂中国的大坝管理方式正从传统的安全管理向风险管理转变,考虑溃坝后果划分工程等级对于水库的科学管理和风险防控具有重要的理论与现实意义[2,14,20]㊂本文通过对部分国家水库大坝分类方法及中国现行水利水电工程等级划分标准进行比较和分析,基于现行标准和风险管理理念,提出考虑溃坝后果的水库工程等级划分标准和方法,以郑州 7㊃20 暴雨中受影响较大的3座水库为例进行具体分析㊂旨在对中国水利水电工程等级划分标准进行补充和完善,并进一步推动风险管理理念和技术在水库工程规划设计与运行管理中的具体应用㊂1㊀现行水库工程等级划分标准与方法1.1㊀世界各国水库大坝分类与工程等级划分方法水利水电工程的分类与等级划分遵循了自然规律和经济规律,涉及到技术㊁经济㊁安全㊁社会与环境等诸多方面的综合协调㊂作为大坝安全管理和法律法规制定中界定大坝的一种方式,水库大坝分类和工程等级划分在全世界范围内被广泛应用[14]㊂欧美发达国家普遍根据水库规模和失事后果对水库大坝进行分类,并据此确定大坝设计与运行管理标准[21-22],从而实现对大坝的差异化管理㊂目前国际上常用的水库大坝分类方法和指标如表1所示㊂表1㊀常用的水库大坝分类方法和指标Table1Common classification methods and indexes for reservoir dams国家主要依据分类指标美国工程规模和溃坝后果几何尺寸㊁生命损失㊁经济损失和环境影响俄罗斯结构和溃坝后果坝型㊁坝基类型㊁坝高㊁溃坝损失英国溃坝后果生命安全(风险人口或生命损失)和经济损失加拿大溃坝后果风险人口㊁生命损失㊁环境和文化损失㊁基础设施和经济损失澳大利亚溃坝后果风险人口㊁生命损失法国工程规模库容㊁坝高德国工程规模库容㊁坝高印度工程规模库容㊁水头中国工程规模和效益库容,防洪㊁治涝㊁供水和发电效益㊀㊀由表1可以看出,溃坝后果已成为大多数国家大坝分类的主要依据,大致包括生命损失㊁经济损失和环境影响等[2,23]㊂随着经济社会的快速发展和公众风险意识的不断提高,水库大坝在发挥重大经济和社会效益的同时,对下游安全造成的威胁同样不可忽视㊂将溃坝后果作为水库大坝分类指标,体现了风险管理理念和对下游群众生命及财产安全的重视[23]㊂1.2㊀中国现行水利水电工程等级划分标准根据中国现行的‘水利水电工程等级划分及洪水标准:SL252 2017“[8]的相关规定,水利水电工程按照㊀第5期李宗坤,等:考虑溃坝后果的水库工程等级划分方法755㊀规模㊁效益及其在经济社会中的重要性划分为5等,水工建筑物按其所在工程的等别㊁作用和重要性划分为5级㊂现行的水利水电工程分级指标主要体现了工程的规模和效益,而对于失事后果的考虑尚不够全面㊂ 水库总库容 指标仅可间接反映水库失事后果,一般认为库容越大,其失事影响范围越广㊁损毁程度越高,但仅参照库容指标并不能完全表征失事后果的严重性[19]㊂防洪效益指标中的 保护人口 指下游保护区内的常住人口,用以体现下游城市规模和防护对象的重要性,在一定程度上反映了可能遭受洪水伤害的人群,但不足以量化实际遭受溃坝洪水风险的人口和灾害损失[21-23]㊂此外,对于规模巨大㊁涉及面广的水利水电工程,如特高坝和梯级水库群工程,其安全性对下游人民生命财产和国民经济威胁远比一般工程大,现行标准中只做了定性规定,并建议对其工程等别㊁建筑物级别和洪水标准进行专题论证后报上级主管部门批准确定,尚未给出具体的实施方案[24-25]㊂中国的大坝管理方式正从传统的安全管理向风险管理转变,相应的等级划分指标与方法也应体现风险管理的理念㊂根据定义,溃坝风险包括溃坝概率和溃坝后果2个方面[2]㊂需要指出的是,考虑溃坝风险对水库工程进行等级划分,是将溃坝后果作为工程等级划分的依据之一,而非溃坝概率㊂其核心理念和目标是结合溃坝可能造成的损失来确定工程等级,并以此为依据合理制定洪水标准等设计安全标准,使得大坝自身的安全状况得到保证,避免溃坝事故的发生㊂因此,溃坝概率不宜直接成为水库工程等级的划分指标,而是作为工程等级划分之后需要管控和限制的目标,如图1所示㊂图1㊀溃坝风险与工程等级的关系Fig.1Relationship between dam failure risk and project rank2㊀基于风险分析及现行标准的水库工程等级划分2.1㊀水库工程等级划分指标体系构建与阈值分析结合国内外水利水电工程等级划分标准与方法,选择规模㊁效益和溃坝后果3个基础指标作为水库工程等级划分的依据㊂相比于环境影响,社会公众对于生命和经济损失的关注度更高,相关研究也较为丰富,而目前关于溃坝环境影响的量化尚缺乏统一的认识[23]㊂因此,本文着重从生命和经济两方面分析溃坝后果,后续随着溃坝环境影响研究的不断深入,在水库工程等级划分中也应融入对此方面的考虑㊂由表1可以看出, 生命损失 和 风险人口 均可用于表征溃坝给下游群众生命安全所造成的影响,但两者在概念上并不相同:风险人口指溃坝洪水影响区内直接暴露于洪水淹没区的所有人员,用来反映下游可能遭受淹没风险的居民数量[26-27];生命损失指溃坝造成的实际死亡人数,不包括被紧急转移和救助的人口数量[28]㊂事实上,即使水库溃坝最终不产生生命损失,风险人口的应急转移和安置也往往伴随着社会资源的巨大消耗,可认为已经产生了相应的后果㊂从这一角度来看,风险人口作为溃坝后果指标更为全面㊂然而,水库工程等级划分标准的构建还涉及不同等级工程所对应的指标阈值的确定问题,中国许多行业的相关标准和规范中对生产事故死亡人数和经济损失的容许值进行了特别规定,而对于风险人口尚无明确的数据可以借鉴,导致后续构建标准时难以确定其指标阈值[29-31]㊂经济损失用于反映溃坝事件对社会经济造成的影响,代表溃坝洪水造成的可由货币直接计量的各类损失㊂鉴于风险人口应急转移和安置所消耗的社会资源也756㊀水科学进展第34卷㊀可转化为以货币为单位的经济价值来进行量化,针对传统生命损失指标不够全面而风险人口指标阈值难以确定的局限性,提出将应急转移和安置所消耗的社会资源归属于溃坝经济损失的一部分,在经济损失指标中得以反映㊂基于上述考虑,最终选择生命损失和经济损失作为溃坝后果指标构建梯级水库工程等级划分指标体系,如图2所示㊂其中,经济损失除考虑溃坝洪水淹没造成的经济损失之外,还包括风险人口㊁风险经济量的应急转移和安置所耗费的经济价值㊂图2㊀水库工程等级划分指标体系Fig.2Index system for the rank classification of reservoir projects 除指标体系外,确定不同工程等级所对应的指标阈值也是构建等级划分标准的关键㊂若阈值定的太低,则会导致划分结果过高,造成大多数工程的安全状态不满足工程等级要求,需要投入巨大的人力和资金以提高防护等级;若阈值太高,则又会导致工程等级划分过低,降低了工程应有的防护等级,使下游暴露于较大的风险之中[26-28]㊂按规模和效益指标划分水库工程等别与大坝级别的方式在中国已使用多年,形成了一整套完整的体系,相关配套法规与技术标准也已相对完善[14]㊂因此,图2中规模指标和效益指标的阈值可继续沿用现行标准中的相关规定㊂对于溃坝后果指标,其阈值需综合考虑国民经济发展水平及公众对于风险的承受能力来确定㊂图3㊀可靠性指标与失效概率关系示意Fig.3Relationship between reliability index and failure probability 目前中国对于不同等级水库所允许的生命损失和经济损失阈值尚无明确规定,但在相关的工程可靠性技术标准中规定了不同级别水工建筑物所对应的结构安全级别㊁设计使用年限及目标可靠度[18]㊂根据可靠度理论[18],对于服从正态分布的随机变量,其可靠性指标(β)可进一步转换为失效概率(P f ),如图3所示㊂此外,水库大坝社会风险标准能够有效反映公众在不同溃坝概率下所能接受和容忍的溃坝损失值,且此类研究已较为广泛[28-29]㊂因此,可根据可靠性设计标准中的相关规定,界定不同等级水库大坝所允许的年计失效概率,再结合社会风险标准得到各失效概率值所对应的可接受损失值,从而建立 工程等级-失效概率-溃坝损失之间的联系,确定不同等级水库所对应的溃坝损失阈值㊂㊀第5期李宗坤,等:考虑溃坝后果的水库工程等级划分方法757㊀2.2㊀基于风险标准与可靠指标的溃坝损失阈值计算水库大坝社会风险标准是确定风险指标阈值的基础,用于反映某群体遭受特定事故死亡的人数及其相应概率的关系[28-29],构建社会风险标准常用的准则和方法有最低合理可行(ALARP)准则和F N曲线等㊂ALARP准则通过可容忍风险水平线(TRL)和可接受风险水平线(ARL)[31-32],将风险分为3个区域:不可容忍区域㊁最低合理可行区域及可接受区域㊂F N曲线用来表示生命损失(N)与事故超过概率(1-F N(x))之间的关系[30],如式(1)所示:1-F N(x)<C x n(1)式中:F N(x)为年死亡人数小于x的概率分布函数;C为常数,决定了标准线的起始位置;n为对于风险的偏好程度,为标准线的斜率㊂文献[28]结合中国水库大坝安全现状及其他行业已有的风险标准,考虑经济㊁社会发展水平及群众对于风险接受意愿,提出了水库大坝社会生命风险标准㊂其中,大中型水库的TRL和ARL分别以10-2和10-3为起点,极值分别为1.34ˑ10-6和1.34ˑ10-7;小型水库的TRL和ARL分别以10-2和10-3为起点,极值分别为2.62ˑ10-5和2.62ˑ10-6,如图4所示㊂此外,在控制生命风险至社会可接受的前提下,可借助于生命风险标准构建经济风险标准,以社会对于生命损失的容许程度推算社会对于经济损失的容许程度[28-30]㊂图4㊀中国水库社会生命风险标准Fig.4Social life risk criteria for reservoir dams in China结合中国‘水利水电工程结构可靠性设计统一标准:GB50199 2013“[31]中所规定的不同级别建筑物设计使用年限和目标可靠度,计算相对应的年计失效概率,如表2所示㊂最后,根据图4中水库大坝社会风险标准事故超过概率与溃坝损失的关系,确定不同失效概率所对应的生命损失值,作为不同等级工程所允许的生命损失的临界值,如图5所示㊂表2㊀不同工程等级所对应的年计失效概率Table2Annual failure probability corresponding to different project ranks 工程等级水工建筑物级别结构安全级别设计使用年限/a目标可靠度(脆性破坏)年计失效概率Ⅰ1Ⅰ100 4.2 1.34ˑ10-7Ⅱ㊁Ⅲ2㊁3Ⅱ㊁Ⅲ100 3.7 1.08ˑ10-6Ⅳ㊁Ⅴ4㊁5Ⅳ㊁Ⅴ50 3.2 1.37ˑ10-5758㊀水科学进展第34卷㊀图5㊀不同年计失效概率所对应的生命损失Fig.5Critical values of loss of life corresponding to annual failure probabilities㊀㊀图5将5个工程等级所允许的生命损失阈值划分为了3个区间,尚不够细化㊂中国‘生产安全事故报告和调查处理条例“[32]将事故等级分为4个级别,不同事故等级所对应的生命损失阈值如图6所示[29]㊂以此为补充,将生命损失进一步整合为5个区间:Ⅴ㊁Ⅳ和Ⅲ等工程的失事分别对应于一般事故㊁较大事故和重大事故,生命损失上限分别为3㊁10和30人;Ⅰ和Ⅱ等工程的失事均对应于特别重大事故,生命损失临界值为87人,确保调整后的生命损失阈值仍然满足图5中不同工程等级所允许的损失值上限㊂对于经济损失,根据国务院‘生产安全事故报告和调查处理条例“,1人死亡事故相当于330万~500万元的直接经济损失事故㊂因此,按照1人对应400万元的比例,选择1200万㊁4000万㊁12000万和35000万元作为不同等级工程所允许的经济损失临界值[28],如图6所示㊂图6㊀不同等级工程所对应的溃坝损失阈值Fig.6Thresholds of dam failure losses corresponding to different project ranks2.3㊀水库溃坝后果指标量化溃坝生命损失和经济损失的量化是基于溃坝后果划分水库工程等级的必要环节,常用方法是通过溃坝模拟和洪水淹没分析确定淹没范围和洪水参数,进而结合下游区域人口和经济分布计算可能产生的淹没损失[33-36]㊂溃坝生命损失通常表示为风险人口与溃坝洪水下风险人口死亡率的乘积,如式(2)所示:㊀第5期李宗坤,等:考虑溃坝后果的水库工程等级划分方法759㊀L OL=fP AR(2)式中:L OL为溃坝洪水造成的生命损失;P AR为淹没范围内的风险人口;f为溃坝风险人口死亡率㊂溃坝经济损失为直接经济损失和间接经济损失之和㊂其中,间接经济损失涉及面广,内容繁杂,一般采用系数法或基于调查分析的估算方法得出,可表示为直接经济损失与折算系数的乘积[37]㊂因此,溃坝经济损失评估通常是对直接经济损失的计算,如式(3)所示:L OE=eE AR(3)式中:L OE为溃坝洪水直接造成的经济损失;E AR为风险经济量,代表溃坝洪水淹没范围内可能遭受淹没风险的承灾体经济价值;e为洪灾损失率,表示为淹没区域内各类财产的损失价值与未遭受淹没时的实际经济价值之比㊂由式(2)和式(3)可以看出,溃坝风险人口死亡率及洪灾损失率的确定是计算溃坝生命损失和经济损失的关键㊂其中,根据溃坝风险人口死亡率计算生命损失的方法和模型主要包括基于历史资料的经验模型[31]和基于致灾机理分析的物理模型[34-35]等㊂随着相关研究的不断深入,溃坝生命损失评估方法中考虑的指标和因素也越来越多,周克发等[36]基于Graham法和RESCDAM法的分析思路并结合中国溃坝历史资料数据,以溃坝洪水严重性(水深为流速之积)㊁警报时间和风险人口对溃坝洪水严重性的理解程度为主要指标,初步提出了适合中国实际情况的风险人口死亡率建议表( 李-周法 )㊂洪灾损失率主要与淹没水深㊁流速㊁历时等因素有关,可根据研究区域或类似地区历史洪水事件的调查统计资料,通过多元回归分析或者逐步回归分析方法确定[37]㊂2.4㊀考虑溃坝后果的水库工程等级划分基于水库规模㊁效益和溃坝后果,构建水库工程等级划分标准,如表3所示㊂其中,水库规模指标和效益指标的量化可参照工程资料,仍按现行标准中的有关规定执行;溃坝后果指标的量化需结合风险分析与评估方法,计算相应的溃坝生命损失和经济损失[36-37]㊂最后,将各分等指标的量化值与表3中的阈值相对应划分工程等别㊂当按照各分等指标确定出的结果不同时,其工程等别按其中最高等别确定[8]㊂此外,永久性水工建筑物的级别与工程等别紧密相关,仍按照现行标准中的对应值进行确定㊂表3㊀水库工程等级划分标准Table3Rank classification standard for reservoirs projects工程等别工程规模总库容防洪治涝灌溉供水发电溃坝后果保护人口保护农田面积保护区当量经济规模治涝面积灌溉面积供水对象重要性年饮水量装机容量生命损失/人经济损失/百万元Ⅰ大(1)型Ⅱ大(2)型Ⅲ中型Ⅳ小(1)型Ⅴ小(2)型按照‘水利水电工程等级划分及洪水标准:SL252 2017“相关规定执行[87,ɕ)[350,ɕ)[30,87)[120,350)[10,30)[40,120)[3,10)[12,40)[0,3)[0,12)注:经济损失包括溃坝洪水下的淹没损失,以及风险人口㊁风险经济量应急转移和安置所耗费的经济价值㊂㊀㊀根据上述分析,一方面,溃坝风险人口死亡率和洪灾损失率对于溃坝后果指标的最终评估结果具有重要影响;另一方面,若有因风险人口和风险经济量应急转移和安置所产生的社会资源消耗,即使最终不形成溃坝淹没损失,也可根据溃坝后果指标来划分水库的工程等级,更加严谨客观,更能体现风险管理的科学理念㊂因此,本文所提出的等级划分方法能够将水库工程等级与溃坝风险人口死亡率和洪灾损失率相关联,可有效促进水库管理部门进行风险自查,为避免溃坝后果指标评估结果过大而使工程等级划分过高,增加运行维护和管理成本,水库管理部门需及时通过完善应急预案等非工程措施控制溃坝风险人口死亡率㊁洪灾损失760㊀水科学进展第34卷㊀率以及转移安置所需费用,以确保溃坝后果与自身工程等级划分结果相匹配㊂此外,对于处于运行阶段㊁已按照现行标准确定工程等级的梯级水库,也应根据溃坝后果对其原始工程等级进行复核,分析并论证提高工程等级或减小溃坝后果2种管控方案的可行性㊂3㊀实例分析3.1㊀工程概况选择郑州市贾鲁河上游的的常庄㊁尖岗和郭家咀3座水库作为研究对象,进行工程等级划分㊂各水库地理位置及基本工程资料如图7和表4所示㊂其中,常庄水库和尖岗水库的主要任务为防洪和供水,均被按照大型水库来管理㊂3座水库均在郑州 7㊃20暴雨 中发生了不同程度的险情,郭家咀水库更是因发生漫坝而受到广泛关注[38]㊂作为灾后恢复重建重工程之一,郭家咀水库恢复建设加固项目已顺利完成,在原有基础上将水库主要建筑物级别提高至2级㊂图7㊀水库地理位置Fig.7Geographical location of the selected reservoirs表4㊀水库工程概况Table4Parameter data of the selected reservoirs水库名称总库容/亿m3坝顶高程/m设计洪水位/m校核洪水位/m主要任务常庄0.174135.74131.34135.07防洪㊁城市供水尖岗0.607158.52151.35156.96防洪㊁城市供水郭家咀0.048163.50161.45162.53防洪㊁生态涵养3.2㊀指标量化按照最不利情况,设定各水库在校核洪水位下溃坝,进行溃坝洪水淹没分析和溃坝后果计算,确定各水库溃坝洪水淹没范围㊁最大水深和流速分布[26]㊂鉴于溃坝经济损失与下游工矿企业和交通干线等基础设施分布情况有关,包括直接经济损失和间接经济损失,且不同类别洪灾损失率的确定较为复杂,在此以生命损失为例进行溃坝后果的计算㊂分别将各水库溃坝洪水最大水深与流速相结合,得到洪水严重性分布图层㊂结合溃坝洪水模拟结果及研究区域实际情况,根据文献[36]中的方法拟定溃坝风险人口死亡率㊂其中,警报。
洪水风险分析方法
附件一洪水风险分析方法二〇〇九年十月目录1 水文学方法 (1)1.1 设计洪水与设计潮位计算方法 (1)1.2 河道特征点同频率水位两侧外延法 (1)1.3 防洪保护区破堤淹没洪水风险计算方法 (2)1.4 简易破堤溢流计算模型 (3)1.5 非均匀流模型 (7)1.6 蓄水函数模型 (9)2 水力学方法 (11)2.1 一维水力学方法 (11)2.2 二维水力学方法 (14)3 实际水灾法 (21)3.1 概念 (21)3.2 资料需求 (21)3.3 技术路线与要求 (22)1 水文学方法1.1 设计洪水与设计潮位计算方法根据《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL 44-2006）计算设计洪水，根据《水利水电工程水文计算规范》（SL278-2002）计算设计潮位。
1.2 河道特征点同频率水位两侧外延法河道特征点同频率水位两侧外延法，仅适用于水量小、山丘峡谷地区河流防洪保护区的洪水风险要素估计，是一种精度较低的方法。
包括洪水频率分析、水面比降分析、同频率水位标定和洪水风险要素确定四个步骤。
（1）洪水频率分析以浙江省兰溪水文站洪水频率分析为例[1]。
兰溪水文站共有43年流量系列，并有6次历史大洪水调查资料，通过频率分析，得到兰溪站水文频率计算成果（如表1.1所示）。
表1.1 兰溪站水文频率计算成果表特征值统计参数设计频率（%）洪量均值C v C s/C v 1 2 5 10 20 （m3/s）8320 0.40 3.5 1922017300 14810 12730 10650相应水位（m）35.86 34.92 33.75 32.86 31.88（2）水面比降分析兰溪市城区分布在沿江两岸，兰溪水文站位于城区下游，相距上游马公滩横山脚12.7km，在洪水发生时两者之间有一定比降。
经分析计算，确定上下游水面落差为：5～10年一遇洪水为67cm，20～100年一遇洪水为85cm。
（3）同频率水位标定根据兰溪水文站各种频率的水位，结合上下游水位落差，绘出不同频率河道水位纵剖面线（如示意图1.1所示）；从图上内插出若干距离处相应于不同频率的水位，并分别沿河道横断面两侧外延，水位以下部分为淹没剖面（如图1.2所示）；把沿河若干断面上同频率水位标定在地形图上。
水利行业应急预案的风险评估与应对措施
水利行业应急预案的风险评估与应对措施一、水利行业应急预案的重要性提出水利行业应急预案的风险评估与应对措施主题之前，首先需要明确水利行业应急预案的重要性。
水利行业作为国家基础设施之一，直接关系到人民群众的生产生活，其安全稳定对社会发展具有重要意义。
因此，制定与实施科学合理的应急预案是水利行业必不可少的任务。
二、风险评估的迫切需求1. 当前水利行业遭遇的挑战当前，水利行业面临着各种挑战，如自然灾害、设备故障、人为破坏等，这些因素都可能导致水利系统的安全性减弱，给人民生命财产造成巨大威胁。
2. 风险评估的意义风险评估是一种科学的手段，通过对可能的风险因素进行调查、分析和评估，可以为水利行业的应急预案制定提供有力的依据。
只有从源头抓起，深入了解可能的风险因素，才能建立全面、科学的应急预案，做好各种预防与应对工作。
三、风险评估的内容与方法1. 风险评估的内容风险评估的内容包括但不限于以下几个方面：(1) 水利系统存在的潜在风险；(2) 不同风险因素对水利行业的威胁程度；(3) 风险事件发生的可能性。
2. 风险评估的方法风险评估可以采用的方法有很多种，包括统计分析、现场调查、专家咨询等。
通过综合运用多种方法，可以更全面、准确地评估水利行业的风险状况，为制定应急预案提供科学依据。
四、应对措施的制定与实施1. 应对措施的制定原则制定应急预案的应对措施时，应遵循以下原则：(1) 综合考虑各种风险因素；(2) 确定各种应对策略的优先级；(3) 制定明确的责任分工。
2. 应对措施的具体内容(1) 预防措施：包括改善水利系统的安全性能、加强设备维护保养、提升管理水平等措施。
(2) 应急响应措施：建立健全的应急响应机制，明确职责分工，提高应对突发事件的能力。
(3) 恢复与重建措施：对因突发事件导致的损失进行恢复与重建，尽快恢复正常生产生活秩序。
五、应急预案的实施与考核1. 应急预案的实施为了保证应急预案的有效性，应按照规定的程序将其落实到位，并加强对实施情况的监督与管理。
郑州尖岗水库2018年维修养护工程及水资源爱惜项目
郑州市尖岗水库2018年维修养护工程及水资源爱惜项目施工招标文件招标编号：郑财招标采购-2017-912采购人：郑州市尖岗水库治理处代理机构：郑州中原招标股分二零一八年一月目录第一章招标公告................................................ 错误!未定义书签。
第二章投标人须知............................................... 错误!未定义书签。
1．总那么............................................... 错误!未定义书签。
2．招标文件............................................. 错误!未定义书签。
3．投标文件............................................. 错误!未定义书签。
4．投标................................................. 错误!未定义书签。
5．开标................................................. 错误!未定义书签。
6．评标................................................. 错误!未定义书签。
7．合同授予............................................. 错误!未定义书签。
履约担保............................................... 错误!未定义书签。
8．从头招标和再也不招标................................. 错误!未定义书签。
9．纪律要求、投诉、监督、质疑、惩罚..................... 错误!未定义书签。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
模 拟溃坝洪水 ， 准确预测溃 坝洪 水 的传播 、 推进过程 ， 防 对 灾 、 护人 民生命财产安全等具有 十分重要 的意义 。溃 坝洪水 保
影 响的河段 一般 较长 ， 多采 用 一维 非恒 定 流数 学 模 型进行 模 拟 。在模拟 溃坝水流时 ， 由于坝址 断面处 水流 的间 断 ， 因此无
溃坝。
法通过水 动力学模型计算 溃坝 处 的流量 ， 只好用经 验公 式 Ｊ ，
如波额 流量 法 、 宽顶堰流公式法 、 流与堰 流相交法 等。同时 ， 波 根据经验公 式计 算的坝址流量及上游来 流情况 ， 采用调 洪演算
（） ２ 工程 隐患 。尖 岗水 库大坝下 游 曾先 后 出现过 涌泉 、 沸 土、 轻微管涌翻沙 、 部岸 坡流 土和 大坝背 水坡抗 震 台坍塌 等 局
建筑材料 的调查分析与勘测勘探试验 工作 ， 做好水库上游 雨情 、 汛情信息收集 以及 洪水 演算预报 工作 ， 为决 策、 险赢得 抢
宝贵时 间； 强化 工程管理 ， ② 优化 水库 洪水调 度方案 ， 充分发挥 水库工程 效益 ； ③加 强防汛抢 险队伍建设和 防汛抢险物 资 筹备 ； ④不 断完善 水库抢 险预 案和人 员转移预案 ， 高预案的可操作性 。 提
维普资讯
第 ３ 第 ７期 Ｏ卷
２０ ０ ８年 ７月
人
民
黄
河
Ｖｏ ． ０． ． １ ３ Ｎｏ ７
ＹＥ Ｌ Ｌ ＯＷ ＲＩ Ｒ ＶＥ
Ｊ１，０ ｕ ． ２ ０８
【 文 ・ 沙】 水 泥
尖 岗水库溃坝洪水 计算与风险 评估
可友 国 ， 雷宏 军２ 王 永 高２ 徐 建 新２ ， ，
溃坝流量过程 线与溃坝最大流量 Ｑ 溃坝 时入 库流量 Ｑ 、 、 。 下游水位及溃坝洪量有 关 ， 其线型近似 于四次抛 物线 ， 即
式 中： ｂ为溃 口宽度 ； 为水库总库容 ； 曰为坝顶长 ； 日为 坝高 ；
为经验系数 ， 壤土取 １ ３ 。 ．０
溃坝最大流量采 用 肖克列奇经验公式计算 ：
Ｑ ＝８ ２ ｇ （ ／ ）／ 硪／ ／７ Ｂ ｂ１６ ３ ４ （） ２ 式 中： 为坝址最大 流量 ， ｓＢ为坝顶 长度 ， ｂ为溃 口宽 Ｑ ｉ／； ｎ ｍ； 度 ， 为溃坝 时坝前水 深 ， ｍ； 等于校核水位 对应 的水深 ； ｇ为重
ｔＴ＝ ［ 一（ 。／ Ｑ ／ １ Ｑ 一Ｑ ）（ 一Ｑ ） 。］
关 键 词 ： ｎｏ ｏｋ Ｓ Ｉｆｗ ｒｓ ；风 险 评 估 ；洪 水 演 进 ；溃 坝 ； 尖 岗 水库 Ｒ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０ １７ （ ０ ８ ０ —０ ３－ ２ １０ — ３ ９ ２ ０ ） ７ ０ ６ ０ 中 图 分 类 号 ：Ｔ ２ ；３ ３ Ｖ１２ Ｐ ３
来 先后 完成 了坝后导渗降压廊道 、 溢洪道 、 常溢洪道 、 非 坝体劈
裂灌浆和大坝抗震加固等工程。
生超标准洪水 ， 这些塘坝 及拦 河坝 溃坝 的可能 性极 大 ， 严重 威
胁水库安全 。
２ 工 程险情种类及成 因
收 稿 日期 ：０ ７ ９ １ ２０ —０ —２
险情的种类 主要 有 ： 坝身 大面 积散 浸 、 洞 、 涌、 漏 管 泄洪 洞 闸门启 闭失灵和大坝溃决 。导致 险情 的主要 因素包括 ： （） １ 超标 准洪水 。超标 准洪水 是指 超过校 核标准 的 洪水 。
【 责任编辑
翟戌亮】
程进 行 了动 力 学 模 拟 ， 果 表 明 ： 核 水位 条件 下 ， 坝 洪 水 的 淹 没 面 积 为 １． ６ｋ 涉及 １ 行 政 村 、５个 自然村 ， 结 校 溃 ７ ５ ｍ ， ３个 ２ 受
灾 １ ５ ３５９人 ； 水库 溃坝时库水位急剧 降低 ， 水库两岸 山体 出现滑坡 、 崩塌 的可能性极 大。建议 ： ①加 强水文、 形、 质、 地 地
基金项 目： 华北水利水 电学院高层 次人 才启动基金 资助项 目； 华北 水利水 电学
院科研 基金 资助项 目（ Ｓ Ｊ０ ６ ０ ） Ｈ Ｑ ２ ０ ０５ 。 作 者简介： 可友 国（９ ２ ， ， １７ 一） 男 湖北 浠永人 ， 工程师。
Ｅ— ｉ： ｙ ７ ７ １ ３ ｃ ｍ ｍａｌ ｋ ｇ ２ ＠ ６ ． ｏ
安全 。
洪水校核。于 １５ ９ ９年 开 始兴 建 ，９ ０年停 工 ；９ ５年再 次勘 １６ １６
测规划设计 ，９ ９年续建 ，９ ０年 １ １６ １７ ０月拦 河蓄水 。１７ ９ ５年 以
（） ５ 上游水库溃 坝。尖 岗水 库上游 有各 式塘 坝 、 型拦 河 小 坝， 它们 大部分 为均质 碾压 土坝 ， 排水 设施 。一 旦流 域 内发 无
表 ３ 。
表 ３ 溃坝洪水演进计算结果
峭且为黏性壤 土。水 库溃坝 时库水位 急剧 降低 ， 水库两 岸山体
出现滑坡 、 崩塌的可能性极大 。
４ 防范措施及建 议
①加强水文 、 地形 、 质、 筑材 料的调查 分析 与勘测 勘探 地 建
试验工作 ， 做好水 库上游雨情 、 汛情信 息收集以及洪水演算预报 工作 ， 领导决 策 、 为 防汛抢险赢 得宝 贵时 问。② 强化工 程管理 ， 优化水库洪水调度方案 ， 分发挥水 库工 程效益 。③加强 防汛 充 抢险 队伍建设和 防汛抢 险物资筹 备 ， 为水库 安全度 汛做好 各项 准备工作 ， 确保 大坝万无一 失。④不 断完善 水库抢 险预案 和人
３个行政村 、５个 自然村 ， 灾人 口 １ ５ 。设 计 水位 溃坝 的 ２ 受 ３５ ９ 采用英 国水利研究 院 Ｉｆ ｒｓＲ 河流 网络模 拟系统进行 ｌ ｎｏ ｋ Ｓ Ｗｏ
４ ３ ｍ 。尖 岗水库上游干 流长 ２ ． ｍ， ６ ３ｋ 两岸 陡 洪水演算 。利用圣维南方 程计算 下游河 道断 面流量 等 ， 果见 淹没面积为 １ ．４ ｋ 结
评估 。
１ 基本情况
尖 岗水库位 于淮河流域颖 河水系贾鲁河 干流上游 ， 是郑 州 市最大 的重点 中型水 库 ， 总库容 为 ６８０万 ｍ ， 主要 功 能为 ２ 其 防洪和城市应急供水 。按 １０年一 遇洪水设计 ，００ ０年一 遇 ０ １ ０
（） ４ 地质灾 害。尖 岗水库 地处嵩 山 山前 丘陵 地带 ， 流域 内 地形属切割堆积地 形 ， 山坡 、 山头岩石 裸露 ， 被稀 少 ， 植 水土 流 失严重 。当降雨量较 大 时 ， 可能 发生 山体 滑坡 、 有 泥石 流等 地 质灾害 ， 致 库 水 位严 重 壅 高 或 泄洪 洞 堵 塞 ， 而 危 及 大 坝 导 进
［］ 李炜． ５ 水力 计算手册［ ． 版． Ｍ］２ 北京 ： 中国水利水 电出版社 ，０６ ２０ ．
根据推算 的下游各 断面洪水 水位 ， 以绘 出坝 址下 游河道 可 洪水 水位过程线及最大水 面 曲线 ， 坝址下游 地形 图和计 算水 按 位绘 制洪水淹没范 围及 淹没 区 ， 出淹没 范围 。校 核水位 条件 划
ｈ 在设计水位溃坝初期 ， （ 水库入库流量 ＝１２０ｍ３ｓ 。 ２ ／ ）根据 和 Ｑ 即可概化 出流量过程 线 ， ， 计算结果见表 ２ 。
表 ２ 设计 水 位 溃 坝 流 量 过 程 预 测
３ ３ 溃坝 洪 水演进 计 算 ．
下， 溃坝洪水 的淹没面积为 ｌ ．６ｋ１（ ７ ５ ｎ 估算 到南 阳坝处 ） 涉及 ２ ，
维普资讯
第 ７期
可友 国等 ： 岗水库溃坝洪水计算与风 险评估 尖
・３ ７・
力加速度 。 计算的坝址处 的溃坝最大流量为 ６ ５ １ ｓ ６０ ６Ｉ ／ 。 Ｉ
３ 水库溃坝计算
３ １ 校 核水 位 时溃坝 ．
（） １ 溃坝流量计算 。溃 口宽度采用黄委经验公式计算 Ｊ ：
（ ． 州市 尖 岗水库管理处 ， １郑 河南 郑州 ４０ ６ ； ． ５ ０ ２ ２ 华北水 利水 电学院 ， 南 郑州 ４ ０ １ ； 河 ５０ １ ３ 郑州 市防汛抗 旱指 挥部 办公室 ， ． 河南 郑州 ４ ００ ） ５ ０ ６
摘
要 ： 已有 溃坝洪水数学模型的基础上 ， 在 结合 Ｉｆｗ ｒｓ Ｓ河流网络模 拟软件 ， ｎｏ ｏｋ Ｒ 对尖 岗水库溃坝洪水向下游的演进过
震基本烈度 为 ６度 。由于坝体抗震 标准低 ， 且坝基 土壤为轻 粉 壤土 ， 因此存在液化 的可能 。ｉ ８ ９７年对 坝体进 行 了抗震 加 固， 现 大坝抗震 能力 标准达 ７级 ， 地震 烈度达 ７度 。一般情况下 地 震对水 库 的 危 害 在 可 控 范 围 内， 不 排 除 出 现 较 大 烈 度 的 但
地震 。
何形状及其 随时间的变化 、 溃决 断面的泄流过 程和溃 坝洪水在 下游河道 中的推 进等 ３个模 块组 成 。笔 者在 已有溃 坝洪 水数
学模型基础上 ， 结合 Ｉｆｗ ｒｓＲ ｎｏ ｏｋ Ｓ河流 网络模拟软件 ， 对郑 州市
尖 岗水库 库 溃 坝洪 水 演进 情 况 进 行 了模 拟 计 算 与 洪 水风 险
ｂ ＝ ＫＷ Ｂ Ｈ ｆ ） １
（） ２ 溃决流 量过 程推算 。根 据水 量平衡 原理 ， 岗水库 泄 尖
空 时 间应 满 足
Ｔ＝５ ／ Ｑ Ｗ （ 一Ｑ ） 。
（） ３
式 中： 为溃坝前的水库蓄水量 ； 。 Ｑ 为入库流量 。 校核水 位溃坝 初期 Ｑ ０＝３３０ｍ ／。 ４ ｓ
法模拟水库 水位消落情况 。这类模型 的框架 ＿ 主要借 鉴美 国 ２
气象局提 出的 Ｄ ＭＢ Ｋ 模 型 ， 模 型主 要 由溃决 口门 的几 Ａ Ｒ 该
现象 。虽经 过处 理 ， 但未经大洪水 、 高水位 的考验 ， 若遇暴 雨或 高水位 ， 则依然存在坝基渗流破坏 、 大坝背水坡坍塌 的可能性 。 （） ３ 地震 。根 据河 南省地震 局鉴定 ， 岗水库 坝址 区 的地 尖