·工程管理·
东养水库大坝溃坝分析
张传燕，郭相武
（广西国瑞建设工程有限公司，南宁
[摘要]
530000）
和形式，以500年一遇洪水漫坝顶工况进行溃坝计算，分析溃坝对下游的淹没情况及影响，为该水库汛期的防洪预案参考。[关键词][中图分类号]
漫坝溃坝；溃坝计算；下游洪水；传播时间
TV698.237
[文献标识码]
B
[文章编号]
1003-1510（2018）03-000104-03
东养水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖的小（1）型水库。通过分析可能导致该水库大坝溃决的原因
1概况
1.1
1.2水库溃坝影响情况
当水库遭遇溃坝，主要影响下游3个自然村的
工程情况
东养水库位于广西田东县林逢镇东养村那养屯附近，坝址距林逢镇政府5km，距离田东县城15县平马镇梅宁村，流域地理位置，东经107°11'～km。坝址位于右江二级的支流林逢溪，发源于田东107°14'，北纬23°37'～23°42'之间。流域面积18.0坡降2.21%。
km2，溪段长10.5km，溪面平均宽度15m，溪段平均
东养水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖的小（1）型水库。水库主要建筑物包括：大坝1座、溢洪道1座、输水设施1座。工程等别Ⅳ等，主要水工建筑物级别为4级。东养水库大坝为土坝，防洪标准以50年一遇洪水设计，500年一遇校核。
大坝为均质土坝，坝顶高程为136.50m，防浪墙顶高程137.5m，基础高程为117.00m，最大坝高19.5m，坝顶长180m，坝顶宽3.5m。
溢洪道布置在大坝右侧山坳，距离右坝头约
7个自然屯，共计1033户4308人，均为农村人口。影响下游农田3000亩。影响下游南昆铁路长800落屯和云桂高铁经过。
m和国道G324长1675m。另水库上游库尾处有那
水库下游主要影响的村屯包括：东养村：那养屯（473人148户）、那务屯（296人118户）；林逢村：班方屯（651人133户）、东往屯（739人167户）、含炉屯（632人125户）；英和村：东务屯（574人142户）、坛匠屯（943人200户）。影响下游南昆铁路800m和国道G324长1675m。溃坝洪水沿林逢河一带泄洪，流经7km后从英和村的东务屯和坛匠屯附近汇入入右江。
2溃坝分析
2.1
可能导致大坝溃决因素
（1）超设防标准地震、地质等自然灾害导致大坝严重裂缝、滑坡、基础破坏等危及大坝安全的险情；
（2）超标水位可能造成严重的大坝裂缝、滑坡、管涌以及漏水、大面积散浸、集中渗流、缺口等危及大坝安全，导致垮坝的险情；
（3）超过校核标准的洪水，或者上游水库溃坝时下泄洪水可能引发漫坝、溃坝；
（4）工程隐患：如输水洞断裂或大量漏水等可
100m，中间有一座小山包与大坝隔开，下泄洪水不会危及大坝安全。溢洪道为开敞式实用堰，堰顶宽池，消力池采用底流消能。
30m，堰顶高程133.5m。溢洪道设有陡槽段和消力
放水设施采用放水塔和隧洞相结合的放水模式。采用闸阀控制放水，最大过流断面为Φ600钢管，放水隧洞断面采用门洞型，宽1.2m，高1.8m。
[收稿日期][作者简介]
2018-02-28
张传燕（1981-），女，广西玉林人，广西国瑞建设工程有限公司工程师，学士，主要从事水利水电工程设计工作。
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张传燕，郭相武:东养水库大坝溃坝分析
能危及大坝安全的险情；
（5）战争灾害或人为破坏等导致大坝溃坝；（6）上游大体积漂移物的撞击事件；（7）其它不可预见的因素。2.2
坝体溃决形式
水库的溃决形式，一般从规模上分为全溃和局部溃决；从时间上分为瞬时溃和逐渐溃。大坝的溃决形式主要取决于坝的类型、坝的基础和溃坝的原因。
东养水库大坝为土坝，溃决一般属于逐渐溃坝类型，但是由于引起溃坝的水流冲击能力极强，从决口开始到基本稳定的时间过程非常短暂，为了安全考虑，本工程按局部瞬时溃坝进行计算处理。
3.3.1坝溃决口长度
11大坝溃决口的长度，根据黄河水利委员会水利b=k(W2B2H)
12科学研究院推荐的公式进行计算：
东养水库漫坝溃坝时蓄水量取总库容，为311万m3，坝长为180m，坝前水深为20.5m（计算至防浪顶高程），经计算，当东养水库发生漫坝溃坝时，溃决口宽度为48.75m。3.3.2坝址最大溃坝流量
按照瞬时横向局部一溃到底的情况进行溃坝
3溃坝计算[1-3]
3.1
计算工况
本次计算采取的工况为：假定溃坝发生在汛期，遭遇500年一遇洪水，坝上水位为坝顶高程（有防浪墙的应加墙高）的漫顶水位。本工程按照大坝瞬时横向局部一溃到底的情况进行溃坝计算。3.2
计算任务
（1）计算溃坝坝址遭遇500年一遇洪水漫坝溃坝情况下的流量和水位过程线；
（2）进行溃坝洪水向下游演进的计算，给出沿程各处的流量、水位和洪水传播时间等。3.3
溃坝计算
表1
断面
序号12345678910111213坝址至各断面的距离/m
100018002000300032004000500052006000660068007000溃坝最大流量（/m3/s）5820.994613.333956.643820.673260.463167.572843.522521.132465.232264.402134.012093.822055.12
计算，坝址最大溃坝流量计算公式如下：
3B184QM=g()bH02b27经计算，东养水库漫坝溃坝最大流量为5820.99m3/s。
3.3.3溃坝下游流量
溃坝后，溃坝洪水向下游进行快速传播，在坝
址附近波速最大，距离坝址愈远，波速削减愈快，根据黄河水利委员会水利科学研究院的实验公式进行计算，下游各断面的最大流量计算公式如下：
W
QLM=
WL+QMvK
经计算，当发生溃坝时，东养水库下游各断面的最大流量见表1。
东养水库漫坝工况溃坝计算成果表
最大淹没
水深/m5.711.983.354.233.972.251.982.012.502.782.371.86
洪水起涨时间/s43.39121.38145.96296.75332.23490.95725.49777.03998.151179.331242.581307.24
洪峰到达时间/s113.86337.75343.48571.42635.641001.331412.571486.551727.181913.192077.002297.14
洪水消退时间/s1391.661693.431773.952204.462295.892678.383192.633300.123745.024094.034213.224333.82
地址那养屯那务屯班方屯含炉屯东往屯林逢镇东务屯坛匠屯
3.3.4下游淹没深度
当淹没断面宽度较大时，可近似地认为水力半径R=过流深度h，则曼宁公式可简化为如下公式：
hM=
当溃坝最大流量到达下游各断面时，各断面的
过流深度可按曼宁公式计算：
1Q=A×R23S12
n105
(nQLML⋅S0.5)0.6
张传燕，郭相武:东养水库大坝溃坝分析
经计算，当发生溃坝时，东养水库下游各断面的最大过流深度见表1。
各断面淹没深度并不等于计算最大过流深度，当下游地坪高程高于上游或下游有狭窄面时，下游水位顶托上游水面，使其平顺而下。因此，计算各断面淹没深度时，须充分考虑淹没高程平顺而下的原则，淹没深度计算结果详见表1。
各断面累计泄水总量为该断面以上泄洪水量之和，计算办法为各断面宽度、淹没深度与与计算段长之积，并逐段累计。当某一断面以上的累计泄水总量等于或大于水库溃坝库容时，水库泄空，水位逐步下降，但洪水仍不断往下游演进。3.3.5下游洪水传播时间
水库大坝溃决后，洪水到各断面的时间分为洪
断面的传播时间见表1。
4溃坝对下游影响分析
东养水库下游为丘陵地貌，大部分为坡降较缓
的向下游倾斜，局部坡降较陡，甚至为阶地。当水库发生溃坝后，溃坝洪水顺着大坝下游地势冲出，溃坝后开始为漫滩流，至下游1400m处漫滩水深渐渐容纳水库容量，之后水位慢慢消退，至下游7000m处汇入右江。
漫坝工况溃坝后最大流量达到5820.99m3/s，
2
淹没面积为7.47km（1.12万亩），涉及淹没自然村3
个，直接淹没7个屯，直接影响人口4308人，溃坝洪水淹没至林逢镇镇区边缘；靠近大坝淹没深度较深，坝址往下游1km以内平均淹没深度8.3m左右，最大淹没深度达12.37m；坝址往下游1km至7km（出口）淹没水深大部分为2m左右，局部过流狭窄区域淹没水深最大达4.36m。
参考文献
[1][2][3]
电出版社，2006.技出版社，2000.
李
炜.水力计算手册（第二版）[M].北京：中国水利水
水起涨时间、洪峰到达时间和洪水消退时间，现分别计算如下。
（1）水起涨时间计算L1.75(10-h0)t1=K1
W0.2H00.35（2）大流量到达时间计算
L1.4
t2=k0.20.50.25WH0hM
（3）水消退时间计算
2Wt3=+t1
QLM
1.3
郑邦民，槐文信，齐鄂荣.洪水水力学[M].武汉：湖北科
张志昌.水力学[M].北京：中国水利水电出版社，2011.
（责任编辑：周
群）
经计算，当发生漫坝溃坝时，东养水库下游各
DambreakanalysisofDongyangReservoir
ZHANGChuan-yan,GUOXiang-wu
(GuangxiGuoruiConstructionEngineeringCo.,Ltd.,Nanning530000,China)
Abstract:DongyangReservoirisasmall-scalereservoirprivilegedtoirrigationincorporatingwithfloodcontrolanddationandinfluenceareafromdambreak,providingreferenceforfloodcontrolschemeofreservoir.Keywords：Overflowdambreak;dambreakcalculation;downstreamflood;transmissiontime
cultivation.Analysiswasmadeonthepossiblecausesandstatesofdambreak.Dambreakcalculationwasconduct⁃edfortheoverflowoperatingconditionatfloodonceevery500years.Theauthorsalsoanalyzethedownstreaminun⁃
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