水库大坝安全管理应急预案编制技术导则》(征.docx
1CS93.I6OP55S1.中华人民共和国水利行业标准Sizr720202X件代S1.Z7202015水库大坝安全管理应急预案编制技术导则Technica1.guide1.inesforemergencypreparednessp1.anofreservoirdamsafetymanagement(征求意见稿)请将你们发现的有关专利的内容和支持性文件随意见一并返回202X-XX-XX实施202X-XX-XX发布中华人民共和国水利部发布前百根据水利部水利技术标准制假订计划,按照SIjr1.-2024水利技术标准编写规定要求,编制本惊准.本标准共8章和8个附录.主要技术内容有:基本规定:一编制说明:突发事件及其后果分析:应急组织体系:运行机制:应急保障;宣传、培训与演练。本次修订的主要内容有:拓展了标准的适用范围:刷除了水污染突发事件相关内容;增加了基本规定一章:对突发事件及其后果分析、应急组织体系、运行机制、应急保障等章节内容进行了调整,对其他章节内容is行了完警,本标准所替代标准的历次版本为:SUZ720-2015本标准批准部n:中华人民共和国水利部本标准七持机构:水利部运行管理司本标准耨程的位:水利部运行管理司本标准士编总位:水利部大坝安全管理中心本标准多编单位:南京水利科学研究院本标准出版、发行单位:中国水利水电出版社本标准主要起草人:盛金保彭雪辉王昭升张士辰向衍»伟周克发杨德玮龙智飞厉丹丹王立辉郭广军杨九刚江超孙玲琦张大伟蔡尊本标准技术内容审查人:本标准体例格式审查人:1总则12基本规定22.1 一般规定22.2 预案编制程序22.3 预案序页22.4 预案修订33编制说明44突发事件及其后果分析54.1 一般规定54.2 水座工程概况54.3 突发事件风险分析54.4 影响大坝安全的突发事件及其后果分析64.5 影响水务上下游公共安全的突发事件及其后果分析65应急祖织体系95.1 般规定95.2 的急组织体系框架95.3 应急指挥机构95.4 专家姐105.5 应急抢险与救援队伍106运行机制116.1 一般规定I1.6.2 监测与预警I1.6.3 应急响应126.4 应急处置136.5 应急结束146.6 善后处理147应急保障167.1 一般规定167.2 应急物资和装备保障167.3 交通、通信与电力保障167.4 经费保障167.5 其他保障168宣传、培训与演练18附录A水库大坝安全管理应急顼案编制所需资料清堆19网录B水摩大加安全管理应急预案编写提纲21附录C水库大坝安全管理应急预案麻页格式23附录D水库大烧突发事件分级标准24附录E溃坝生命损失估算方法25附录F溃坝经济损失估算方法27附录G溃坝社会与环境影晌评估方法29附录H附件31标准用词说明32标准历次版本嫡耳者信息33条文说明341总则.o.为规范和指导水库大坝安全管理应急预案(以下简称陵案)编制工作,提高应对水库大坝突发事件能力,制定本标准.1.0.2本标准适用于已建水底预案编制,坝尚小于15米的一,般小2型水厚可适当简化,1.0.3预案编制应贯彻“以人为本、分级负贵、预防为主、便于操作、物调一致、动态管现"的原则.!.0.4狡案是指导大坝主管部门和水库管理单位、水库所有者或般营者以下简称水库管理球位)应对水库大坝突发事件的专项应急侦案,应与水库所在地地方人民政府的相关预案相衔接.预案应根据工程安全性态、运行环境及风险等变化情况适时修订.并结合现场处置效果、预演结果,及时两整和优化预案应急处置方案.oi本标准主要引用下列标准:GB50201防洪标准S1.rr1.64溃坝洪水模拟技术规程S1.252水利水电工程等级划分及洪水标准S1.258水底大坝安全评价导则S1.483洪水风险图端制导则1.0.6预案编制除应符合本标准规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定.2基本规定2.1 一三½2.1.1 按案编制曲应开展现场冏查、勘刈J1.作,全面收集相关基础资料.应收集的资料清单见附录A,2.1.2 预案应在水库大项风险评估和应急能力评估的基础上编制,依据水库大坝突发事件后果对突发事件进行分级.2.1.3 预案应简沽、实用、便于操作,预案内容应完整,数据应准确,成果应合理,网件应详细.2.2 颈案程序2.2.1 按案编制宜包括以下流程: 成立预案编制工作组: 资料收柴: 风险评估: 应急能力评估; 强案编制: 预案审枇与备案.2.2.2 按案编制工作组应明确工作职成和任务分工,制订工作大纲,组织开展强案嫔制工作.2.2.3 集的班咄资料应准确、可席,能反映水嗥工程当前的实际状况以及水库上下游现状情况.2.2.4 应对水库大现突发事件进行风险评估,要求如下:1应在危险源辨识及隐忠排查的基础上,分析影响大坝安全运行的风险因素,确定可能发生的突发”件,2应分析可能发生的突发事件对水库大坝安全的影响、对水库上下游公共安全的影响及严境程度,确定突发事件级别.2.2.5 在水库大坝突发本件风险评估的址础上,评估水库管理单位应时突发案件现行的预防措施、应急队伍、应急物资等应急能力,根据评估结果完善应急保障措施.2.2.6 应依据风险评估及应急能力评估结果,结合水库管理单位实际情况.蛆织编制预案,预案应包括扉页,编制说明,突发事件及其后果分析,应急组织体系,运行机制,应急保障,宣传、培训与演练,冏表、用图等内容。预案文本编写提纲可按附录B编写。2.2.7 预案应按规定屐行审行、批准及备案手续.2.3 预案JB页2.3.1 预案麻页应注明水库名称、所在位汽和预案版本号,2.3.2 预案扉页应注明预案编制或娉订单位与日期、审杳单位与日期、批准单位与备案单位按案扉页格式见附录C.2.4 颈案修订2.4.1 有卜列情形之一的,应及时对预案进行修订, 应急组织体系发生重大调整的: 水旅面临的风险发生重大变化的: 水库工程安全性态发生变化或水库大坝改犷隹的: 水库上下游地形、地貌、防洪保护对象发生重大变化的:一在突发事件实际应对和应急演练中发现何胭需要作出加大诩整的: 相关舱位认为应当惜了的其他情况.2.4.2 预案全面修订或修订涉及组织指挥体系与职费、应急响应、应急处置、突发事件分级标准等重要内容的.修订工作应参照预案编制、审批与备案程序组织进行:仅涉及其他内容的.修订程序可根据情况适当简化.3.0.1应说明预案的编制目的、适用范附和娘制原则.3.0.2应注明预案编制(或修仃单位与主要编制人员.3.03应说明预案编制依据的法律法规、技术标准与主要技术文件。3.0.4应确定预案版本受控和修订情况。4突发哀件及其后果分析4.1 一三½4.1.1 水库大坝突发事件及此后果分析应包括水库工程概况介绍、突发事件风险分析、影响大坝安全的突发事件及其后果分析、影响水库上下游公共安全的突发事件及其后果分析,4.1.2 水库工程概况应包括流域概况、工程概况、水情和工情施测概况、工程区域地质与地熊、水库控制运用原则、大坝安全状况、上下游水利工程基本情况、下游防洪保护对象基本情况、历史灾吉情况等。4.1.3 突发事件风险分析应分析水库人项可能发生的突发事件,以及突发事件对大坝安全及水库上下游公共安全的影响及严重程度.4.2 水东工程收况4.2.1 水库工程基本情况的述应包括卜列内容: 水库地理位置及流域自然地理、水文气象、工程地质条件及地震基本烈度等: 水峰兴建年代、控制流域面积、工程等徼、洪水标准、特征水位与相应陈容、水库兴利指标、水库漱积%及淤积分布特点: 大坝结构与主要工程特性: 泄洪设施与启闭设备:水库大坝下游防洪保护对象的防洪标准、安全滑心、警戒水位: 水库调度原则与调度运用方案: 水库对外交通、通信与供电设施: 水悔水情监测及大坝安全监测设施.4.2.2 大坝安全状况及存在的主要问题简述应包括下列内容:最近一次水库大现安全鉴定结论或除险加固情况:目前存在的影响工程安全的主要问题.4.2.3 水库J1.程概况还应包括下列内容:水库大坝运行中曾遭潮的特大洪水、地徙等自然灾害以及工程险情,相应处置情况;水庠大坝上下游其他水利工程,以及水库大坝庠区和下游人员、城(集)镇、村庄.基础设施、理要工矿企业及交通、桥(园)地等基础设施分布情况.4.2.4 评细的水库工程基本情况介绍及相关附图可作为预案用件。4.3 突发件风Ift分析4.3.1水原大坝突发事件可分为自然灾害类事件、事故灾难类事件、社会安全类曲件和其他突发事件。1自然灾害类事件主要包括:暴崩、洪水、冰梭、地慈、地质灾害:上游水库溃坝;上海人体积漂移物撞击大坝或堵塞泄洪设施,2事故灾难类事件主要包括:大坝险情:泄洪设施及相关设备不能正常运用;水库调度不当或运行、维修不当.3社会安全类事件主要包括:战争、恐怖袭击事件:人为破坏事件。4其他影响工程安全和水库正常运行的突发事件.4.3.2应根据水麻实际情况,在现场安全检查基础上结合大坝安全评价结论,对水库大坝突发任件进行风嗫分析,确定可能发生的突发下件,现场安全检查及大坝安全评价应按S1.258的规定执行.4.33应对水庠大坝可能突发事件进行后果分析,主要包括:突发事件对大坝安全的影响:突发1Jf件对水寿上下游公共安全的影响.4.3.4应根楙突发事件后果严重程度、可控性、影响范用等因素.对突发事件进行分级.水库大坝突发事件可分为1级(特别理大)、I1.级(Ig大)、川级(较大和IV覆1.般)四级,具体分级标准可多考附录a4.4 影晌大以安全的突发,件及其后果分析4.4.1 影响大坝安全的突发事件应根据水库实际情况确定,主要包括自然灾害类事件、界故灾难类事件、社会安全类事件和生物破坏事件.4.4.2 应分析突发事件对大坝造成的各种险情,并根据险情产承程度划分为1级(特别重大)、H级(重大)、I1.1.级(较大)和N级(一般)险情.作为水库大坝突发事件分级依据.4.5 影响水率上下游公共安全的突发件及其后果分析4.5.1 影响水库上下湖公共安全的突发事件应包括影响库区安全的突发事件和影响水库下游公共安全的突发事件.4.5.2 影响军区安全的突发事件应根据水昨实际情况确定,应分析各种洪水球高底区水位导致库区淹没范困内人员、城(集)领、村庄、址础设施、地要工矿企业及交通、耕(园)地等被淹情况。4.5.3 影响水库卜海公共安全的突发事件应根据水库及卜游实际侍况确定,主要包括:水旅因各种原因非正常泄洪:超标准泄洪;溃坝洪水。4.5.4 水库因各种原因非正常泄洪计算方案应根据水库实际情况确定.主要包括,泄洪设施及相关设备不能正常运用造成滑水失控:水库调度不当或运行、维修不当造成泄水失控:水库大坝出现重大险情需应急调度而造成水库非正常泄洪。4.5.5 超标准漫洪宜包括下列计算方案: 水藻下泄洪水超过下游堤防、防洪保护区、理要基础设施、规模以上工犷企业、水利水电工程的防洪标准,具体防洪标准应按GBSO201和S1.2S2的规定执行: 水库遭遇设计洪水.洪水通过泄洪设施正常下泄: 水坤遭遇校核洪水,洪水通过泄洪设施正常下滑.4.5.6 溃坝洪水宜包括下列计尊方案:水库在正常箭水位卜遭遇地艇、战争或恐怖袭击、人为破坏或渗漏等原因而渍坝:水库遭遇设计洪水.大坝出现特别电大险情而溃坝:水深遭遇校核洪水,大坝出现特别曳大险情而溃坝:水库漫顶溃坝。4.5.7 溃口洪水分析附符合下列要求:1 土石坝应采用逐步溃决模式.渍11流质过程计算可采用适宜的模型和软件,对于小型水摩,可采用简化公式。2重力项和拱坝应采用瞬时全渍或瞬时局部溃决模式,溃口流埴过程计算UJ采用常规的水力学计算方法.3混合坝宜根据实际情况采用不同的溃决模式.4.5. «洪水演i计鸵应符合下列要求;1洪水演进计算宜包括洪水向下游演进时的沿程洪水到达时间、流速、水深、历时等洪水要素,具体应按S1.TIM的规定执行。2洪水演进计能可采用数学模型法,对于小型水底,可采用简化分析法和经照公式法。4.5.9洪水风除图应依据不低于1:10000的地形图绘制.并可作为制定人员应急转移预窠的依据.洪水风险图制作应符介S1.483及其相关技术细则的规定要求.4.5.10应根据洪水风险图统计淹没区基本情况,估号突发事件后果,并应作为突发事件分级与确定应息响应级别的依据。突发件后果怙算方法见附录E附录G,4.5.11详细的突发十件及其后果分析应作为预案附件,5应急组织体系5.1 -三½5.1.1 应建立水库大坝突发出件应急组织体系,并应与当地Ji府总体应急预案及其他相关应急预案应急址织体系衔接.5.1.2 水库大坝突发事件应急组织体系应明确应急组织体系框架、应急指挥机构、专家组、应急抢险与故援队伍,以及参与水库大坝突发事件应急处置的相关各方在预案比动、应急处置、结束整个过程中承担的角色与相互之间关系,5.2 应急组织体系框架5.2.1 水库大坝突发事件应急组织体系应明确承担突发小件监测按警、应急响应、应急处置、应急结束、应急保障任务的员任主体及之间的相互关系,5.2.2 应在预案中绘制水库大坝突发事件应急组织体系框架图.明确应急指挥机构、专家组、应急抢险与救援队伍.以及水库大坝安全和(或防汛三个贲任人在应急组织体系中的定位和职责.5.2.3 应明确水库大坝突发事件应急组织体系与当地政府总体应急预窠及其他相关应急预案应急组织体系的关系与衔接方式.5.3 应急指挥机构5.3.1 应分政府层面和水库管理单位两个层面分别建立应急指挥机内。应急指挥机构应由指挥长、副指挥长、相关成员或责任单位(部门)组成.5.3.2 政府层面应急指挥机构可按照“分级负责、M地管理”原则.在突发事件发生后根据突发步件性质、影响范用与严虫程度彼时组建,负贡面向社会和公众发布预警信息,以及应急响应、人员撤小、应急结束等指令,指挥应急处置(应急调度、应急抢险、人员转移),调动应急抢险与救援队伍、设备与物资.应在预案中明确政府层面应急指挥机构组建的原则及职说,并提出成讪单位隹议.5.3.3 水库管Fp单位层面应急指挥机内由水库大坝安全政府货任人或防汛行政费什人负责现建.负责突发事件赛测预警、应急演练、险情报告与跟踪、先期处置等工作,发布内部预警信息与应急响应指令,组织水库管理人员及水库曾埋范困内相关人员撤离,配合政府层面应急指挥机构开展应急处以,应在预案中明确水库管理单位层面应急指挥机构的指挥长、副指挥长、如成人员或责任部门与责任人联系人,及各自职责与联系方式.5.4 专家组5.4.1 水库管理电位层而应成立由水文、水工、工程地质、工程施工、防汛抢险等专业的专家.以及熟悉水席工程设计、施工、运行管埋情况的专家组成的水库大坝突发事件应急处置专家组,为应急决策和应急处置提供技术支掠,必要时,可请求上级水行政主管部门派出专家组提供技本支执5.4.2 应在预案中明确水库管理单位专家组成员的姓名、单位、专业及联系方式.5.4.3 发事件发生后,应根据突发事件性质与应急处置需要,由政府应急指挥机构临时征召相关专家参加专家祖必要时,可请求上级政府应急指挥机构派出专家组提供技术支掾,5.5 应急抢险与救援队伍1.1 .1水诲管理总位应成立水库大坝突发事件应急抢险与救援队伍,负击突发工程险情先期抢护及水库管理人装及水库管理范围内相关人员撤资过程中的救援。当无法控制抢险发展时,应出政府应急指挥机构或地方政府谙求价旅军、武警部队和专业抢险与救援队伍参与应急抢险与救援工作.552应在预案中明确水阵管埋单位层面应急抢险与救援队伍的机建要求及诜任人、队长,包括人数、加成、分工,以及应配备的装(设)j,5.5 J应在预案中明确水库管理单位层面应急抢险勺救援队伍贲任人与队长联系方式.6运行机制6.1 -m½6.1.1 应在预案中明确水座大坝突发事件监测预警、应急响应、应急处置、应急结束、善后处理等各个环节有序运转的流程、应采取的措施,以及各个环节之前的相互关系和防调方式.6.1.2 水库管理单位应根据突发事件及其后果分析结果,加强突发事件监测预警,发现危及大坝安全和公共安全的险情(紧急情况)和突发事件征兆及时报告,必要时可以越级上报,并向洪水风险区地方人民政府通报。6.1.3 应根据水库大坝突发事件预警级别确定应急响应级别,及时启动应急响应。发现危及大坝安全和公共安全的险情(紫急情况)和突发事件征兆后,水库管理单位应根据突发事件类型和危急程度,及时启动内部相应级别的应急响应,先期开展应急处置.并加强突发事件监测,跟踪并报告险情发展,当突发事件应急处置超出水库管理单位层面能力时,应启动政府层面的应急响应,由政府层面应急指挥机构指挥应急处跣水座管理单位应做好应急处置配合,作.6.2 监测与覆警6.2.1 水库管理单位应根据水库大坝工程特点和突发事件及其后果分析结果,建立必要的水雨情测报、工程安全监测、视版监捽与通信、报警设施.并充分利用无人机、卫星遥感等信息技术手段,结合人工巡视检查,建立物武水森枢纽、阵区而没范围、下游洪水影响范围的突发犷件监测预警系统,6.2.2 应在预窠中明确仇责突发事件监视的货任部门、出fE人及监测要求,包括重点监泅部位.监刈项目、监测方式、监测频次、通信方式、报送对象等.突发事件发生后,应增加必要的监测手段,弁加强巡if自守,加密监泅频次,6.2.3 应在预案中明确水库突发事件信息报告责任部门与贵fE人,并应明确紧急情况下的信总报告程序与报告对象.突发事件发生或发现突发事件征兆后,应当按程序及时向水座管理单位及其应急指挥机构、水雇主管部门(业主),以及所在地人民政府及其应急部门报告突发W件信息,必要时可越级上报.6.2.4 应在侦案中确定水库大坝突发事件预警级别.预警级别应根据水庠大坝突发事件级别划分.面向社会和公众发布的预警级别应划分为四级,分别为I级(特别严重)、11级(严曳)、川级(较Hi)和N级一般,对应为红色、楸色、黄色和蓝色预警;水库管理单位可根据自行确定的突发事件分级标准划分内部段瞽级别.6.2.5 在预案中明确水岸大坝突发界件预警信息发布权限、发布条件、发布流程、发布方式、发布内容、发布范国、时限等要求,6.2.6 和公众发布的预警信息应由政府层面应急指挥机构发布:水库管理单位内部按警信息应由水库管理尔位层面应急指挥机构发布.2接到水库突发任件信息报告后,应急指挥机构应及时组织专家迸行会商,对突发'"件性质、严重性、发展趋势及可能造成的后果与影晌进行评估,当符合预警发布条件时,应按照规定的权限和程序发布相应级别的预警信息.3预警信息发布内容应包括突发事件类别、预警级别、起始时间、可能影响范围、警示M项、应采取的措施等.4预警信息发布范用应包括应急指挥机构成员、参与水库突发事件应急处置的相关或仔部门和责任人、受影响区域地方人民政府及其相关部门.以及洪水风险区内的机关、学校、医院、企事业笊位、居民区与村庄等.5预警发布时机应满足洪水风险区内机关、学校、医院、企事业单位及社会公众应急避险和重要基础设施防护要求.6当需要对水库枢纽区人员和洪水风险区内公众进行转移时.应及时发出撤忌警111.A员撤离警报信号应少光约定,纳入预案,井演练和向公众公布,6.2.7 预警级别和预警信息应根据事袭发展好时调整并重新发优,当突发事件得到控制、险情解除时.脚及时翘除警报,终止预野期,并应耨除相关械急措施.6.3 应急I响应6.3.1 水库大坝突发事件发生后,应根据预警级别及时启动相应侬别的应急响应,立即实施应急响应措施.应急响应应由应急指挥机构H动.6.3.2 应在预案中明确水库大坝突发任件应急响应级别,突发裂件应急响应级别应与突发犷件段瞽级别相对应.1政府层面应急响应级别应根据突发事件预警级别划分为如下四级:一红色预警,1级响应:一橙色预警,I1.级响应:黄色侦警,山级响应:蓝色预警,IViS响应.2水库管理单位可根据11行确定的突发千件预警级别划分应急响应级别,3当预警级别调整时,应同步调整应急响应级别。6.3.3 在预案中明确水库管理单位层面不同级别/.:.(急响应的启动条件.启动程序和应急响应措施.当应总处置超出水库管理单位职责衽用和能力时,特别是涉及下游洪水风险区人为转移和重要基础设施防护时,应及时报告当地政府和政府层面应急指挥机构,由政府层面应急指挥机构启动应急响应和采取应急响应措施,水底管理单位做好配合工作.应在预案中明确政府层面不同级别应急响应的启动条件和启动程序。6.3.4 启动应急响应后,水库管卉单位层面应急指挥机构应立即如织采取如卜应急响应措施:6.3.5 部门和责任人进入应急状态,落实专人加强巡查值守和突发事件监测并将相关情况上报当地人民政府、水行政主管部门和应急部门,2祖织专寡进行会商,分析突发犷件性质、严质程度、可能后果及突发W件慑别,组织做好应急调度、应急抢险、人员转移的各种准备,调集应急抢险所需材料、设备、工具,确定应急处置措施后立即组织实施.3货令应急抢险队伍、负有特定职责的人员进入待命状态,弁动员后备人员做好参加应急处置的准需,4采取必要拼6卷确保交通、通信畅通,供电设检正常运行.5关闭或者限制使用可能受到洪水危害的场所,中止容易导致危害扩大的公共场所活动。6加强对枢纽重要部位和取要设施的保护,通知枢纽区和附近可能受到洪水危杏的人员做好转移准备,及时转移可能受到洪水危害的人员.7做好政府层面应急响应的配合工作,6.4 应急处置6.4.1 应急处置包括信息报告与发布、巡连值守和应急监测、应急刑度、应急抢险、人员转移.6.4.2 伯恩报送应符合下列要求:1应确定负成水雨情、险情、灾情信品报告的出任部门及贡任人,以及报告对象、内容、方式、时间与频次要求。2应确定突发事件侑息发布的击任人与发布方式、发布原则.3应规定水雨情、险情、灾情信息Hi告的记录要求.4在应急处置过程中,应实时续报及发布有关信息。6.4.3 应编制巡支值守和W急监刈方案,并应符合下列要求:1应规定突发事件发生后的巡视值守和应急监测要求,具体见622.2应确定负货巡15值守和应急监溯的揖任部门与货任人,6.4.4 应热制应急调度方案,并应符合卜列要求:1应根据突发事件分析结果,制定各种猿急情况下的应急调度方案.2应确定应急诩度权限,以及调度命令下达、执行的部门与俄任总位及近任人.顶或海透破坏(管涌、接触冲刷)引起.破坏程段取决干漫顶或管涌流圻大小与杼续时间.两种破坏的溃门型式相似.1型制的麻口洪水计算(1) BREACHMaBREACH模型是基于FNad(1984)预报土坝溃坝洪水过程线而开发的一个数学模型,该模型建立在水力学、泥沙输移、上力学、大坝几何尺寸与数学特征、库容特征、溢洪道特征及入库流量随时间变化的基础上。模里有7个主要部分:溃口形成:渍口宽度:库水位:溃口池槽水力学:泥沙怆格:突然坍塌引起溃口的扩大:计算方法.模型可以模拟因漫项或管涌弓I起的溃坝,大坝可以跄均质的,也可以是由两组不同特性材料组成的坝亮和心地,(2) DB-IWKR*9中国水利水电科学研究院喙相煜等提出T基于物理机制的数学参数模型.在MiCmSOftEXCeI中开发了DB-IWHR模型,提出演F1.侵蚀率的双曲线冲刷模型,引入了边坡稳定计算模拟溃口展览,该模型采用速度墙址形式I1.接求解控制方程,避免了数值迭代,旦参数敏感性何题得到了较好的解决。(3)南科院模型南京水利科学研究院陈生水等根据水库大坝溃决机理,提出了均质土坝和粘土心墙坝漫顶溃决过程数学模型,以及土石坝渗透破坏溃坝过程数学模型。<4)面板堆石康池模型面板堆石坝与一般土石坝溃决过程的区别在于钢舫混凝土面板在未被冲毁的下游坝体支撑下仍起挡水作用,而附着下游坝体冲刷的积累,面板能空长度不足以承受面板白球和水荷成的共同作用便折断,此时水头突然增加,渍口处流量突增,溃决过程突然加速。其后,做着水头逐渐减小,渍口流速、流量及冲刷也逐渐减小,而板乂起到挡水作用.如此往更.宜至最后植定在某一平衡位置,A李模盘为简化分析,设面板为单向板.取宽度b=1.()m.当下讷支撑体被冲毁后,可视为一在自曳和水荷敦共同作用下的悬竹板其计算简图见图I.iU'Wtm则自欧荷就产生的号矩可按式(I)计修:AUMI=Ay=-Q<8)演1的出流量与平均流速U、过流面枳A的乘枳成正比,有:Q=u="从o-Zz)<9)通常溃口出流业作为宽顶垠来计算的,即:<2=,bm2g(h0-Zf)y(10)对照式(9、式10),作为矩形断面,可知:«=%”痛(-Z/)=.J-Z,<>式中m流量系数:G侧收缩系数:b渍口平均宽度,m:%和Z/如前所定义,VRSingh等(1988)提出如式(12)所示的卜谢坝体冲刷速度公式:=,w(dt-式中Z下游坝体冲刷高程,m:u水流平均流速,ni/s;小和河经验系数,/%大约为2,误差可用冲刷系数修修正,>=().(XX)8-0.0090,当&取得很小时,式(12)可表示为:Z=aVr(13)当溃口开始出流时,在起始条件明确时,即可根据式11、式(13)及式<5>确定在Ah时段内面板会有折断.从而确定Ab时段中面板顶部高程,再根据式(8)和式(9)求出剩余库容.根据库容的现求褥新的水面岛程,可继续Ak时段的计算,循环往复.便可分析各时段水力要素(溃口流业、流速、下泄水敢等)、上游阵水位和面板顶离程,域后得到上述各要素的溃坝过程线.B除生水模型陈生水认为,要正确模拟面板砂砾石坝溃决过程,应近点解决以下两个问SS:一是针对砂砾石材料粒径范图宽的特点,提出能较为合理计算其冲蚀率的经验表达式;二是正确分析下讷坝体冲tift对混凝土面板受力状态的影响,合理确定面极的折断时刻.a)砂砾石境料临界起动流速忽略砂斑石颗粒间的粘聚力,对如图2所示的代表颗粒1而言,所受的力股有浮重度IV,水流拖戋力入、上举力R,其表达式分别为:W=沁儿)抬(14Af=0.75-0.65<21.>于是式(19)可以写为:R=1.3M0-几(22如图2.土体颗粒起动时受到的摩擦力可表示为:弓=1.an>R+(W-阴8sJj+CKK=can纠以,.3M+*cosej优-九)-cos.;+c%式中F>土颗粒受到的摩擦力.kN:土体颗粒间的内摩擦用:8一坝坡坡角;c土体的粘聚力.kPa.通过受力分析可知,土体颗粒1起动的临界条件为:5+WsinO=尸,+/;sin0(24)将式(14)、<I5K<16),(22x<23)代入式(24)可得到上体颗粒在坝坡上的般I界起动流速为:80«%tan81.3÷-cos/9Isin。(兀一九),.r_J.6J6+昵(25>Y7.(4+tancos0-sin)/,(4+tan>cosd>-sin<?)b)砂频塌体冲惊率砂砾石坝体在溃坝水流的作用下,坝顶溃11和下游坝坡将发生冲蚀,针而砂砾石料级用莅用宽,增大颗粒与最小驰粒粒径相差大,在分析不同土体陡水槽冲蚀试验结果的葩础上,其中:选择小与小,作为代衣粒径,建议计簿砂册石料单宽冲蚀率的经脸表达式如卜;(26)(27)(28)(29)式中q.单宽冲蚀率.m:mm:小和&<1小于某粒径的粒含量分别90%和30%所对应的颗粒粒径.B溃I1.宽度m:v摩阻流速,m:电溃口底流速,Ws:V水流平均流速,m:Qh溃1-1流Iftm'/s:J水力梯度:H水库水位病程,m:H,溃1.1.底部高程.m:N演11糙率,溃口流玳Q(I分别采用下述方法计算,当没顶溃坝发生后,水流沿在初始溃口冲蚀下游坝坡,可采用下面的宽顶墙公式计尊:Q*=nBj2g(/_/«户+2,n7J7Ian1.j-户(30)式中WJ一流世系数.此处取0.5.«1籽下游坝料冲蚀,渣门向上游发展,海口部位坝顶宽度逐渐然少.当坝顶冲蚀完毕后,由于面板还在发挥挡水作用,因此过流断面为薄壁堰,此时的溃口流峡按式(31)计算:J(31)其中:mu=0.403+竺”+0.053(32)MP1式中m0流段系数:b薄峨堰过流宽度,m:r堰顶水头,ni:P1.地高,m“c)溃口发展和面板折断时刻确定由于溃坝水流的作用,下游坝坡发生冲蚀,某一时间段增依&,内,液口纵向冲蚀深度增IitAy”为:.%=£)'(X式中,y,一沏】纵向冲蚀深度,m:1.2下游坝坡长度,m:n坝壳料孔隙率。假设初始溃口为梯形.在水流冲蚀情况下,溃I边坡保挣核限稳定边坡,坡角为砂珠石材料的内摩擦角:溃仙底部的冲饨速率与溃口边坡的冲蚀速率相等,如图3,则水淹对坝体溃口两IW的直接冲刷形成的溃口宽度增瓜AH可表达为:1.R=J(,+ff,)=J2tB1.=2y.(35)I-I时间段内水底水位变化最为:Aw=身(-Q)M(>5式中QW入库流量,m;Sa库水位为时的水库面积,t/,由于面板的挡水作用,渍口的发展主要以溢流水流而下游坝体的冲刷为主.随芾坝体不断经受过坝水流冲刷,面板下方残存的堆石体下塌至极限稳定边坡(如图4),上游边坡坡比记为1:,山。取单位宽度面板进行分析,当下游支枝体被冲蚀后,面板可视为在白电和水荷栽共同作用卜的悬曾板,总四板承受自取荷或产生的弯矩M1及水荷载产生的弯期AZ可通过下式计算:M1=式中,自重荷载产生的穹矩,kNm:PnI面板的密度,kgnr1:一面板的厚度,m:1.it折断面板的长度,m,(3味.24十叫式中Af2水荷我产生的零矩,kNm:p>,水的密度kg/m,:H一座水位高程,m:面板顶部裔程,m。2+m,(37)(38(46)%(阳+叼4式中W,现顶宽度.m:W2坝底部宽度,m:Ho坝高,m,则面板折断的时刻在渍坝发生后的时间AT"J按式(47)表达:A7=1.2k(47)9.此时可通过式35)、<47)求出此时溃口的宽度和面板发生折断的时间,当面板折断后,湖门宽度和溃门流质物突然增大,如枭面板砂砾石坝较高,面板可能不止发生一次折断,可继续采用上述方法计算面板发生折断的时间和溃口的发展.3)俺化计靠法坝址处的最大溃坝流显Qm可按式(48>计算:Qc=2"D"'(48)式中Qm最大溃坝流散,msF简化评估特征参数,F=1.3;V下治水的总体积IO3mH最大水深.m.式(48)为保守热利用地形与水文过程线资料和凭经验确定的溃决流啾表达式,适用于坝高小于等于12m的均麻上坝。时于以高大于12m的均质土坝或坝高小于等于12m的非均旗土石坝或非粘性材料坝,其溃口特性不同.最大溃坝流才应做相应调整.2E口洪水计算Q)淑K±塌K时全溃示的二次拈物跳(如图5所示方程:,得(丽可V=翡+时式中H”为坝址上游水深,m当x=0时,坝址处的水深和流速即为常数,即:九二/“假定坝下游无水,上下游河槽断面为矩形,楙底坡降i=0,并设溃坝时水流惯性力为主导.忽略水流阻力,则根据圣维南方程和特征线理论,溃坝波的波形为式(49).式(50)所(49)(51)(50)«决都分egfJM陶MME示(3)泡凝土塌时看向局部M与,向局部一浪到底仁同的是,在坝高方向成用了一段坝体,如图7所示。设坝体残留郃分高度为川,期此时溃门处的依大流麻可按式(60)计算:Q“哮痴h卜阳Hi')如果沿大坝横向和垂向同时同部溃决,则最大流量公式修改为式(61):G吟碓为"I1卜师从-W美国水道实验井对式61进行了修正:式中h=Ho-h,黄河水利委员会水利科学研究院根据试脸提出卜式:。“哈Tn号耳犷4)!1时M时塌址HitS线估算通过详细算法成果和模型实供资料分析,发现瞬时潴坝流附过程线的最大流墙与溃坝前下泄流成及溃坝前可泄库容溃坝库容有关,可概化为4次或2.5次恤物城,见表I、表2.参数设置及初始条件等操作建立一维水动力模型.根据溃坝洪水演进的下垫面实际情况.对计修断面进行内插加密处理,使得计算断面间矩尽可能小,河道走向较为顺直的河段,断面间距一般取0.5km。演进过程中走向发生显著变化的河段和有工程(桥、闸、坝、堰等)的位置,断面进行适当加密。(2)二维溃坝洪水演进模型网格削分,也集溃坝可能影响区域内的基础地形资料,包括各种跳水结构物,例如房屋、道路、桥梁、堤防等,对渍坝计算区域进行计算网格剖分.Hi据不同的应用要求,破大网格面枳不入于0.1km主要沟渠、重要地区、地形和平面形态变化较大地区的计算网格适当加密.区域内部的桥涵、仔堤和路基等建筑物,可以采用水工建筑物恒定流过流计算公式,进行极化和模拟.3则“*选取、率定与酗HS模型参数对模型的计算结果影响显著,因此合理进行模型参数设置时渍坝洪水演进计算非常重要,原则上所有的模型参数均需要采用实测数据进行率定,但是由于项目研究区域内的数据有限,部分无法直接率定的参数将借助以往项目钱验诳行选取,另外,部分参数也可以借鼎附近区域或者类似河道的参数,但是为键叁数必须采用实测数据进行率定。(1)介数初步选取1)一推溃坝洪水演进模型主要为河道便率、河道断面形状、河道比降等,通过实地彻查与咨询确定。2)二维渍坝洪水演进模型主要为溃坝洪水演进可能影响M域的糙率。糙率初步选择根据学水力计算手册(第二版方.并结合研究区域下里面的实际情况.对不同下垫面类型的取值综合确定检举初值,再依据历史典型洪水演进和淹没模拟结果进行冏整.(2)套效率定1)一堆溃坝洪水演进模型:在所有边界节点上输入历史洪水事件中实测记录的水位流量数据.根据计算结果中监测站点处的模拟值与实测Ci比较来对模型的准确度进行检脸.如果相差