摘要：南水北调中线工程开工在即，工程建成后的风险问题不容忽视。总干渠左侧上游水库溃坝洪水是其中重要的影响因素之一，通过对总干渠河北省邯邢段（以下简称“南段”）范围内所有水库基本资料、技术指标、存在问题的系统分析，筛选排查以及溃坝洪水的分析，研究溃坝洪水对总干渠的影响，提出了总干渠防护措施建议。

关键词：南水北调 水库 溃坝 影响

南水北调中线工程的初步设计已基本完成，开工在即。此项工程不仅仅是跨流域大规模调水的输水工程，更重要的是一项宏伟的生态环境工程、经济工程和社会工程，是京、津及华北地区经济可持续发展的重要保障，也是2008年奥运会的绿色希望。具有巨大的生态、经济和社会效益。对于如此重大的建设工程其风险问题是不容忽视的，总干渠一旦出现问题，影响着下游京、津、冀地区的千家万户。总干渠河北省段线路全长461.14 km，与237条大小河流交叉，交叉河流上游分布着众多的中小型水库。总干渠左侧太行山迎风区为华北暴雨多发区，该区暴雨情势复杂，洪水问题突出。著名的“63·8”暴雨洪水发生时，在该区域曾有5座中型水库和314座小型水库溃坝，给下游造成了很大的损失。目前总干渠左侧交叉河流上游有许多中小型水库现状防洪标准偏低或工程存在质量问题，不能满足总干渠100年一遇防洪的要求，一旦发生溃决，将对总干渠及交叉工程的安全运行构成一定的威胁。笔者对在详细调查总干渠河北省南段左侧区域中小型水库的基础上，研究了水库可能溃坝的方式和标准，分析了水库溃坝洪水对总干渠的影响，并提出有关预防措施和建议。

1 水库筛选

建国以来，随着工农业经济的不断发展，在滏阳河流域上游修建了众多大、中、小型水利工程，在兴利和防洪方面都起到了不可忽视的作用。与南水北调中线总干渠河北省南段交叉的河流上游共有注册水库135座，其中大型水库3座，中型水库8座，小（一）型水库23座，小（二）型水库101座。

根据水库的基本资料，技术指标，目前存在的问题以及距总干渠的距离等因素，对所有水库进行摸底。在粗略筛选的基础上，对选定的水库进行了现场查勘与调查，注重客观实际，并与地方和管理单位进行协调，综合确定可能溃坝的水库。分析主要遵循以下原则：1）现状防洪标准小于或等于100年的水库；2）无现状防洪标准和校核防洪标准，且通过估算和分析认为水库现状防洪标准低于100年的水库；3）大坝有较严重质量问题的水库。4）存在上游水库溃坝洪水威胁的下游水库。同时还要考虑距总干渠的距离，一般情况小（二）型水库在20 km以内，中型和小（一）型水库在50 km以内。对于控制面积较小或库容较小，并且处于100 km2以上河流支流上的水库,虽然符合上述几个条件，由于溃坝流量相对河道100年设计流量相对较小,不再进行分析。根据水库的现状调查情况和上述原则，对水库的防洪标准和存在的问题进行了细致的分析，确定了26座可能溃坝的水库，涉及河流12条(表1)。

2 总体分析思路

由于水库多及其情况各异，对其分析计算比较复杂，首先建立3个基础库，即基本资料库、分析计算模块库、成果库，以便在计算中随时调取资料和计算程序并存放中间或最终计算成果。

整个分析过程包括：基础资料分析和水库的筛选排查、分析计算、影响分析及预防措施建议。1)在众多的水库中，根据水库的基本情况、技术指标和存在问题，分析在总干渠防洪标准（100年）情况下有可能溃坝的水库，确定溃坝形式；2)根据各水库的具体情况，分析是否进行设计洪水计算和水库调洪计算确定溃坝指标、水库溃坝分析及洪水演进分析、区间洪水分析及洪水组合分析；3)溃坝洪水对总干渠影响分析、提出防护措施建议。详见图1。

由于河流大小不一，流域内溃坝水库的数量不同，处理的方法也不同，对于仅有一座水库溃坝的河流，影响总干渠的洪水由单库溃坝洪水和区间洪水组成。由于所分析水库均在中小型河流上，没有大中型水利工程，对于小型水库，100年洪水基本不考虑削峰能力，单库溃坝时水库控制面积以外的流域均作为区间处理。对于有多座水库溃坝的河流，同时进行单库和不同组合的多库串联溃坝分析，分别于相应的区间组合，综合分析，按最有可能出现的较不利情况分析对总干渠的影响。鉴于各水库的坝型、坝长、坝质及与下游河道的关系等要素不尽相同，溃坝的形式与宽度也不一样，分析时根据水库的技术指标及实地勘察，考虑对总干渠的不利因素，确定其溃坝形式和宽度。大坝瞬时全溃的有：地处山势险峻、坝体较高、坝长相对较短的土坝；坝长适中、与下游河道等宽且河道比较顺直的土坝；有严重质量问题的土坝；混凝土溢流坝。根据坝体的形状，考虑选择矩形公式或抛物线型公式。对于坝体较长的土坝及坝长适中但下游河道较窄的土坝，按大坝瞬时横向局部一溃到底处理。对于局部溃坝的宽度，根据计算和现场查勘综合分析确定。

对于串联或并联水库群的溃坝分析，以最下游水库为目标，按不同的溃坝组合进行分析，溃坝与演进的方法与单库相同，但各个要素视不同的组合分析确定。

3 结果分析

通过对26座水库不同条件下溃坝洪水、洪水演进、与区间洪水组合以及洪水到达总干渠洪水位的系统分析，并结合总干渠有关指标进行了对比(表2)，在表2可以看出下列情况。

第一，流域面积大于100 km2的河流。1)白马河、沁河，流域内发生水库溃坝后产生的洪峰流量均小于交叉河流100年洪峰流量和建筑物设计最大泄量，对总干渠没有影响；2)七里河、李阳河，流域内发生水库溃坝后产生的洪峰流量大于交叉河流100年洪峰流量和建筑物设计最大泄量，但均小于交叉建筑物的校核流量，当流域内发生水库溃坝时，基本不会加重校核标准洪水时对总干渠的影响；3)　牛河南支上游分两个大支，单支串联溃坝影响不大，两支同时发生溃坝的可能性很小，因此，对总干渠的影响甚微。

第二，　河一支、午河，在流域面积20～100 km2之间，与总干渠交叉建筑物按100年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核。溃坝洪峰流量均大于该河300年一遇洪峰流量。尤其是午河，流域内形成了水库群，距总干渠的距离较近，一旦发生串联或并联水库溃坝，洪水总量和水流流速都比较大，洪水出槽严重，对总干渠和交叉建筑物将构成较大的危害。

第三，流域面积小于20 km2的河流有5条，它们是刘庄沟、东窑头沟、渚河北支、前五郭店沟和五郭店沟，与总干渠交叉建筑物按50年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核。水库溃坝后的洪峰流量都远远大于该河流100年一遇校核流量，且洪水均已出槽。由于溃坝洪水流速较大，具有一定的冲击力量，对总干渠和交叉建筑物都有一定的影响。总体看，有11座水库溃坝将对总干渠局部产生不同程度的影响，涉及河流7条（表3）。溃坝洪水对总干渠构成危害具体表现在两个方面：1)分析表明溃坝洪水的流速一般较大,大者可达10 m/s,小的也在4 m/s以上，对总干渠左堤将产生一定的冲击力量。2)由于溃坝洪峰流量远大于河道和交叉建筑物的泄流能力，洪水出槽后受总干渠的阻挡，无法向下游宣泄，全部积于左堤前，对左堤外坡面造成水侵，削弱大堤的稳定性。

总干渠河北省南段受水库溃坝洪水影响的渠段约11 km，具体位置在磁县的7＋000至11＋000段、邯郸县的46＋000至48＋000段、内丘县的140＋000至142＋000段和临城县的165＋000至168＋000段共4段。刘庄沟、东窑头沟、渚河北支、　河一支、前五郭店沟、五郭店沟和午河的交叉建筑物将受到一定的影响。

4 结语

(1)南水北调中线工程是解决京、津、冀地区水资源短缺、优化水资源配置的战略性工程，是百年大计。确保总干渠长期、安全、有效的运行具有十分重要的意义。总干渠任何局部出现问题都会影响全线输水，造成一定的经济损失，因此水库溃坝问题不容忽视，尤其是流域面积在20 km2以下的河流，水库位置距总干渠都比较近，水库标准较低或存在质量问题，由于流域较小，易被人们所忽视，所以对总干渠永远是潜在的危险。

(2)通过对南段水库溃坝分析，溃坝洪水对总干渠有影响的水库以小（二）型水库居多，多处于小型河流之上，虽对总干渠局部有一定的影响，从全局分析影响不大。鉴于此，建议从两个方面考虑采取预防措施：1）对总干渠有关渠段左堤加强防护，对相关建筑物应提高抗水平冲击的能力。2）与水库管理部门协调，对相关水库进行加固除险，提高水库的防洪能力，使水库的防洪标准达到中华人们共和国国家标准GB 50201—94《防洪标准》规定的水库校核防洪标准。根据坝型不同，小（一）型水库校核标准在200～1 000年；小（二）型水库校核标准在100～300年。最低标准要求要略高于总干渠100年防洪标准。

综合分析两种预防措施的利弊，笔者认为对总干渠和建筑物加强防护，虽然确保了渠道输水的安全，但水库溃坝将给国家和水库下游的群众带来一定的经济损失。如果采取对水库加固的预防措施，可以一举两得，既保障了总干渠的输水安全，又避免了水库溃坝带来的损失。具体采用的工程措施还应根据工程投资和水毁损失的大小综合确定。

参考文献：

[1] 武汉水利电力学院水利教研室.水利计算手册[M].北京：水利出版社，1980

Influence of Dam Burst in Reservoirs on Flood Prevention in General Main Channel of the Water Transfer Project

Abstract: The Water Transfer middle line is starting at once, we must think much of the venture that will occur after the project is completed. The dam burst flood in upriver reservoirs on left bank of general main channel is a main effect of the venture, after the systemic analysis of basic date, technique target, occurring problems etc. of all reservoirs in Handan Region of Hebei Province and filtrate, check and study dam burst flood has on the general main channel is reported and the defense methods of the general main channel is given.

Key words: the water transfer; reservoir; dam burst; influence