大坝安全防洪中的缺陷

广西自1997年正式开展水库大坝安全鉴定工作以来，累计完成安全鉴定的大型水库24座，中型水库179座，小（1）型水库568座，小（2）型水库2760多座。到目前为止全区绝大部分水库都进行了安全鉴定。本人作为水文专家，参加了大部分大中型水库及部分小型水库的安全鉴定工作，现对大坝安全鉴定过程中防洪标准复核的若干问题进行探讨。

1基本资料复核

水库基本资料复核是防洪标准复核的最基本内容，这些内容包括水库流域基本特征值，水库面积~库容曲线以及水库泄流曲线等等，这些内容的基础都与水库地形图分不开。一般情况下，设计单位都会对水库枢纽进行重新测量，而水库流域大多数采用测绘单位提供的地形图。出现问题比较多的是水库面积~库容关系曲线，由于近期的地形图都没有水库水面以下的等值线，而且水库水下情况基本都没有重新测量，所以库容曲线及面积曲线水下部分都没有反映真实的浸蚀及淤积情况。

另一种情况是很多水库采用的基面不同，有的是假设基面，有的是珠江基面或者黄海基面，在采用新地形图或者重新测量时对旧库容曲线没有进行相应的校正。这些都会影响安全复核的准确性。由于小型水库安全鉴定比较集中，并要求在极短时间内完成，很多设计单位对小型水库的流域特征值没有重新量算，重新复核。仍沿用当年的参数值，于是有个别水库出现不正常的结果。例如来宾市武宣县石滩水库，集雨面积比较大，而库容比较小，但是这个水库居然多年来极少排洪，经深入分析，是原集雨面积弄错了。

2防洪标准

广西部分大中型水库经历过一次或者多次除险加固，并进行过多次水文复核。因此设计洪水标准存在五花八门的情况。对于设计及校核标准超出规范规定的，在安全鉴定中都予以改正。但仍然存在一些争论问题：一是设计及校核洪水标准虽然在最新规范规定范围内，但是设计洪水标准与校核洪水标准不匹配。如前者取上限而后者取下限或者中间，或者相反，另一种是整个地区取一个标准：例如柳州市及来宾市的小型水库的洪水标准全部取上限，对于坝高15m以下的，且库容接近下限的也是如此。

而玉林市的小型水库洪水标准却一律取下限，无论库容是否已经接近该水库的上限，坝高比较高且对下游影响比较大也是如此。一些专家甚至认为对于库容比较大，集雨面积比较小，很难装满，所以设计洪水标准取下限也没问题。也有比较多的专家认为，复核洪水标准只要在规范范围内即可，就不应该修改。理由是按现状复核。本人认为《大坝安全评价导则》（SL258-2000)中明确指出，安全鉴定要复核洪水标准是否需要改变。所以在本人审查的工程中，对上述情况都要求设计单位作适当修改。

3设计暴雨

在设计洪水计算中，除了极少几个有条件的大型水库采用实测资料计算外，其余绝大部分都是采用由设计暴雨推求设计洪水的方法来计算的。因此设计暴雨的计算就显得尤为重要，直接影响设计洪水成果。经过长时间的积累，实测暴雨资料成果还是比较充分的，有水文系统的众多雨量站，也有气象系统的气象站，此外还有众多的水库雨量站。但是实际应用上仍以水库站为主，由于经济上的原因，水文系统的测站及气象系统的测站资料很少被采用。水库站有比较齐全的逐日雨量资料，但是短历时的资料不多。

绝大部分设计单位的做法是采用水库站实测成果及《等值线图》，这里的《等值线图》是指《广西暴雨径流查算图表》、《广西暴雨径流等值线图集》及《广西暴雨统计参数等值线图研究图》，这些成果为广西水文局（总站）不同时期综合广西水文系统测站成果。一般来说，其成果比水库单站成果稍大些。但是也有实测成果比《等值线图》成果大的，比如2010年5月30日，来宾市部分地区最大日降雨量超过300mm，最高的达到374.1mm，这样的成果比《等值线图》同频成果要大很多。这是后者因资料所限或者是系列长度等因素所限的缘故。因此，在实际审批中，我们都建议综合分析实测成果及《等值线图》成果，基于安全考虑一般建议取两者较大的。

4设计洪水

4.1由暴雨推求设计洪水计算方法的若干问题由设计暴雨推求设计洪水的方法主要有《广西暴雨径流查算图表》，这也是《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-93）对无资料地区计算设计洪水推荐的方法。《广西暴雨径流查算图表》介绍了用瞬时单位线法及推理公式法两种方法来推求设计洪水。但实际使用中，仍遇到比较多的问题：一是由于计算复杂，该书又没有附相应的计算程序，部分设计单位自己编程计算，这样难免有错误。也有部份设计单位从网上下载一些流域机构的软件来计算设计洪水。

在审查中发现这些软件虽然很好地平衡了瞬时单位线法与推理公式法的成果，但是问题也是非常明显的，例如随着流域面积变小，计算成果的洪峰模数也变小，这是明显错误的；二是《广西暴雨径流查算图表》计算设计洪水时也存在着明显问题：①用瞬时单位线法及推理公式法计算的设计洪水成果中，前者时段洪量径流系数偏小而洪峰偏大，后者相反，推理公式法计算成果中甚至经常出现径流系数大于1的情形。这是不合理的；②随着集雨面积、主河流长及河流比降的变化，有时用两种方法计算的成果相差很大，尽管已经尽量修改有关参数，成果仍然互相矛盾。基于上述原因，曾有专家提出修改有关公式参数等，但是缺乏权威性。也有专家指出可通过修改设计洪水成果过程线型态来解决上述矛盾，问题是修改的依据及程度如何确定呢？基于上述情况，我们在审查中都强调进行设计洪水成果的地区分析，做合理性检查，确保径流系数及洪峰模数在一定区域范围内合理。

4.2设计洪水计算时距讨论由设计暴雨推求设计洪水时计算时距的选择存在比较多的争论，一般建议大中型水库时距长取1h即可，小型水库特别是小（二）水库取0.5h，这是比较合适的。广西柳江县绿照水库各时距百年一遇设计洪水计算成果及调洪成果对照表（见表1）。绿照水库集面积为0.901km２，总库容库21.04万m３，百年一遇最大24h降雨量为328.3mm。从表中可以看出，设计洪水成果洪峰流量随着计算时距的缩短明显变大，但是相应的设计洪水位只在时距为0.5h时略有提高，随后都没有变化。说明对于小型水库计算时距取0.5h时已经满足设计精度要求。

4.3梯级水库设计洪水的计算广西水库众多，特别是在桂东、桂南可以说是星罗棋布，梯级水库也比较多。对于梯级水库设计洪水计算主要是看上游水库对下游水库的调蓄作用大小而定，主要影响因素有上游水库集雨面积占下流水库控制面积比以及上游水库调洪库容的大小等。如果上游水库集雨面积较小，或者上游水库调洪库容较小可以不考虑上游水库的调蓄影响，相反应分开计算。计算上游水库同频率设计洪水，调洪后得其排洪过程，可通过河道演进计算后或者直接与区间洪水叠加。

一般情况下，考虑上游水库调蓄后的设计洪水成果要稍小些。条件允许，不考虑上游水库调蓄作用也是可行的。表2是玉林市山草坪水库设计洪水计算成果比较表（推理公式法），山草坪水库上游分别有竹脉坑水库及关塘水库，两者都在山草坪水库流域内。从表中可以看出，不考虑水库内两水库的调蓄作用时，设计洪峰流量各调洪计算成果都大一些。

4.4设计洪水成果的地区平衡设计洪水成果的合理性分析是计算设计洪水极为重要的一环，很多设计单位都没有考虑这一环，致使设计洪水成果出现很不合理的现象。设计洪水成果的合理性分析主要有3种情况：一是历次设计洪水成果比较，看看是不是有很大差别，分析差别的原因；二是与邻近流域设计洪水成果进行比较，主要是洪峰模数比较，看其是否符合流域分布规律；三是与实测成果比较，主要是历次最高洪水位。例如来宾市象州县北梦水库【3】，1994年发生大洪水时主坝几乎漫顶，但是从安全复核洪水成果分析还是比较合理的，经过深入分析并对当地群众了解情况才发现该水库库区有地下河流入，特别是大洪水时，更为明显。经对1994年这场洪水反推，初步确定了地下水入库流量，把它加入设计洪水后进行调洪，结果显示比较合理。

5调洪演算

5.1起调水位的问题根据水库的工程状况，防汛部门基于安全考虑，每年都会定一个汛限水位（确切地说，应该是汛期临时控制水位），有相当一部分的设计单位把它理解成设计阶段的汛期限制水位，用来做水库调洪演算的起调水位，这是错误的。另一种情况是未完工水库的起调水位如何确定的问题。在广西，有部分水库在建设过程中因资金等各种原因没有完建。大多数情况是主坝未建到设计坝高，有的甚至连溢洪道都没有。广西玉林市福绵区的大义水库就是这种情况。这种情况需要重新设定起调水位。个人认为，有两种方法:一是根据水库供水需求重新确定兴利库容，从而确定正常水位（起调水位）；二是根据严格控制主坝加高的规定，按现有坝高，结合防洪要求重新确定正常水位。当然对于大义水库这种情况，在安全鉴定阶段根据无排洪道、放水能力有限等情况可只做定性描述，并得出防洪安全性等级，至于正常水位的确定留到除险加固初步设计阶段确定也是可行的。

5.2引水水库的调洪演算考虑充分利用水资源，增加水库水量以提高工程效益，有的水库通过建拦水坝部分引水的，也有直接从一个水库引向另一个水库的。实际上一般水库的引水量与设计洪水相比还是比较小的。引水水库的调洪计算比较简单，为安全起见，把引水流量加入设计洪水进行调洪。首先弄清楚引水渠道的过流能力，引水渠道是否有闸门控制等等。计入设计洪水的引水流量应按渠道过水能力计算，有闸门控制的引水渠，调洪时可不考虑引水流量。

5.3连通水库的调洪演算广西河网发达，水库之间通过渠道或者隧洞连通的情况比较多。由于受连通渠（洞）的过流能力影响，加上设计洪水成果、集雨面积及泄洪情况的不同，连通水库调洪演算也较复杂。若连通渠（洞）的过流能力够大，把连通水库合成一个水库计算是完全可以的。但是绝大多数连通水库的连通渠（洞）过流能力比较有限，这样连通渠两边的水位必然有所不同。由于各种连通水库的情况不同，加上连通水库数量的不同，无法开发通用计算程序。崇左市扶绥县伯俺水库集雨面积77.6km2。

伯俺水库由两个水库组成，中间有一个遂洞连通。主坝一边的水库（以下简称库1）集雨面积为3.6km2，排洪道一边的水库（以下简称库2）集雨面积为74.0km2。连通渠一边底高94.00m，另一端为高程94.50m。连通渠为长方型，尺寸为1.9m×2.5m。由于正常水位为99.00m，连通渠在洪水期间为有压涵管形式。水库1较库2的库容稍大，从调洪过程看，洪水经连通洞先从库2流向库1，在库2水位消落一时间后，洪水从库1流向库2。从计算成果看，分开计算与合并计算有较大的差别的。编程计算的关键是先假设库1的水位，再假设库2的水位，通过水量平衡试算得库2水位，再反过来试算库1的水位，经过双重试算可得到精确数值解。南宁市宾阳县陶鹿、山口、灯头3水库也是通过渠道及隧洞相连，我们在计算中也采用了分开计算的方法，通过三重循环试算获得了准确的数值解。

6结语

广西水库众多，各水库的条件各不相同，水库水文资料条件差别较大，同时，水文分析与计算的复杂性，在防洪标准复核中难免会出现各种各样的问题，本文只列出了一些常见的问题。