水库防洪抢险应急预案.docx
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水库防洪抢险应急预案
水库防洪抢险应急预案
****水库二○一三年防洪抢险
应急预案
****市****县水务局
二○一三年五月
1、总则
1.1编制目的
为了提高***水库应对突发事件的能力,切实做好水库遭遇突发事件时的防洪抢险调度和险情抢护工作,力保水库工程安全,最大程度保障人民群众生命安全,有效防止和减轻灾害损失,特制定本预案。
1.2编制依据
本预案依据<中华人民共和国防洪法>、<中华人民共和国防汛条例>、<水库大坝安全管理条例>等有关法律、法规、规章以及有关技术规范、规程和经批准的***水库控制运用计划等进行编制。
1.3工作原则
以确保人民群众生命安全为首要目标,实行行政首长负责制、统一指挥、统一调度、全力抢险、力保水库工程安全的原则。
1.4适用范围
水库遭遇的突发事件是指水库工程因以下因素导致重大险情;
1、超标准洪水
水库发生或预报可能发生超标准洪水。
2、工程隐患
挡水建筑物:
发生严重的大坝裂缝、滑坡、管涌以及漏水、大面积散浸、集中渗流、决口等危及大坝安全的,可能导致垮坝的隐患。
泄水建筑物:
在紧急泄洪时,溢洪道发生启闭设备失灵,进口引水段滑坡堵塞,侧墙倒塌,底部严重冲刷等危及大坝安全的隐患;泄洪输水洞发生进水塔垮塌,洞身严重断裂或堵塞、大量漏水浑浊,启闭设备失灵等可能危及大坝安全的隐患。
3、地震灾害
超设防标准地震导致大坝严重裂缝、基础破坏等危急大坝安全的灾害。
4、地质灾害
山体滑坡、泥石流等地质灾害导致水库水位严重壅高等危及大坝安全的灾害。
5、上游大致积漂移物的撞击
6、战争或恐怖事件
7、其它
2、工程概况
2.1流域概况
南川河位于吕梁西北***境内,属三川河一级支流。
发源于***刘家坪上顶山马包泉,流经刘家坪、宁乡、金罗于离石交口填注入三川河。
流域面积810km2,流域河道长56km。
***水库控制流域面积309km2,其中森林山石区247km2,占总流域面积的80%,其流域内松青柏翠,植被良好,多年平均清水基流0.3m3/s。
南川河流域属于黄土丘陵区,温带季风气候,春季多风干旱,夏季雨量集中,秋季冷空气活动频繁,冬季干燥寒冷,是典型的季风影响下的大陆性气候,多年平均温差8。
C,最高温度35。
C,最低温度-24。
C。
全年平均温差29。
C,日平均日照7.8小时,根据万年饱水文站49年的水文资料分析（1961年-）南川河流域多年平均降雨量476.81mm,且雨量主要集中在7——8月份,占全年降雨量的80%以上,多年平均径流量1340万m3。
***水库承担着下游县城及沿川33个村庄,3.5万亩农田,孝柳铁路主干线18km,340省道18km,209国道25km,工矿企业30多家,5万余人口的防洪任务,保护范围24.14km2。
（详见附表3,***水库下游河道社经情况表）。
2.2工程基本情况
2.2.1水库工程基本情况
***水库位于南川河中游距***县城约6.5公里的***村前,为五十年设计、千年校核的年调节中型水库。
工程于1958年4月5日动工兴建,1960年拦洪蓄水,当时坝高为30米,后于1971年加高培厚,1973年8月完工,1974年开挖溢洪道,1981年工程全部竣工,水库除险加固后方达当前状况（详见附表1——1主要经济技术指标、平面布置图）。
水库枢纽工程由四大部分组成:
大坝、泄水涵管（包括坝后式水电站）、开敞式溢洪道和泄洪洞。
水库大坝为均质碾压土坝,下游设防渗堆石体排水。
坝高36.5m,防浪墙高1.2m,主坝长220m,坝顶宽12m,坝顶高程1048.5m,河底高程1012m,大坝背坡为自然草皮护坡,迎水面为干砌石护坡。
泄水工程由引水涵管和坝后式水电站组成,涵管为直径1.0m钢筋砼压力管,长180m,纵坡1/300,设计流量7m3/s,最大泄水流量11.85m3/s,涵管进口为竖井式,无闸门控制,进口高程为1017m,出口为坝后式水电站,安装混流发电机两台220千瓦,出口由直径1.0m的平板闸阀控制。
开敞溢洪道位于大坝右岸,进口为实用堰,堰顶高程为1041.5m,宽12m,高7m,采用12×7m的弧形钢板闸门和电动启闭机控制,全长180m,纵坡1/200,出口采用挑流消能,溢洪道设计流量为147m3/s。
泄洪洞位于溢洪道和引水涵管中间,全长179.9mm,进口高程1029.83m,出口高程1016m,洞径3.5m,全部用钢筋混凝土衬砌。
进口设检修平门一座,出口采用弧门控制,消力池消能,工程最大泄量为128.7m3/s。
2.2.2有关技术参数及泄流曲线、库容曲线
有关技术参数见附表及附图:
水库水位——库容——面积曲线
附表2-1水库水位—库容—面积关系表
水位
泄量（m3/s）
泄洪洞
溢洪道
总泄量
1029.0
6.1
0.0
6.14
1032.0
41.1
0.0
41.14
1035.0
96.0
0.0
96.04
1038.0
104.5
0.0
104.45
1041.0
112.3
0.0
112.25
1041.5
113.5
0.0
113.5
1042.0
114.7
6.3
121.03
1042.5
116.0
18.0
133.95
1043.0
117.2
33.0
150.16
1043.5
118.4
51.0
169.35
1043.9
119.3
67.0
186.3
1044.5
120.7
94.0
214.71
1045.5
123.0
146.0
369.02
1046.5
125.3
206.0
331.28
1047.5
127.5
270.0
397.51
1048.5
129.7
341.0
470.7
附图2-1水库水位——库容——面积曲线图
附表2-2***水库水位、面积、库容关系表
水位（m）
面积（km2）
库容（万m3）
1033.0
0.227
426.78
1034.0
0.244
450.35
1035.0
0.260
475.55
1036.0
0.274
502.25
1037.0
0.289
530.42
1038.0
0.308
560.29
1039.0
0.328
592.06
1040.0
0.377
627.30
1041.0
0.406
666.44
1042.0
0.440
708.73
1043.0
0.462
754.33
1044.0
0.472
801.02
1045.0
0.481
848.67
1046.0
0.490
897.22
1047.0
0.500
946.72
1048.0
0.520
1011.61
1049.0
0.538
1050.62
1049.5
0.550
1077.82
附图2-2***水库水位—面积曲线图
附图2-3***水库水位—库容曲线图
2.2.3历次重大改建、扩建、加固等基本情况
1971年水库大坝经过第一次扩建加坝工程,坝高由30米加高到36.5米,相应库容由原来的670万立方米增加到933万立方米。
为了提高防洪标准,1974年新开挖了溢洪道,并进行了衬砌,增设了溢洪道7*12米的弧形钢闸门,溢洪道泄洪流量达到了147m3/s。
对***水库进行了除险加固,培厚大坝3米,对大坝进行了坝基和坝体灌浆,进一步提高了大坝的安全系数,库容达1012万立米,并新建3.5米直径泄洪洞,最大泄量128.7m3/s,从而使水库的防洪标准达到了百年设计,千年校核的部颁标准
2.2.4水库历次安全鉴定简述
大坝安全鉴定和核查情况
按照水库大坝安全管理要求,***县***水库管理处于年10月委托***水利勘测设计研究院对***水库管理进行了安全鉴定。
该院综合工程质量、防洪复合、渗流安全、结构安全等多方面的分析结果,编制了<***水库安全鉴定报告>,同年12月24日,经水利部大坝安全管理中心核查,认定水库为三类坝,其主要存在以下问题:
（1）水库防洪标准仅有100年一遇设计,300年一遇洪水校核标准,低于水利部颁发的规范要求1000年一遇洪水校核标准。
（2）大坝土力学参数偏低,下游坝坡抗滑不稳定,不满足规范要求。
（3）高水位时浸润线在下游坝坡逸出,有坝体渗透变形的可能;运行中曾出现管涌现象,坝基土渗透坡降大于允许坡降,存在接触渗透稳定问题,坝右端浸润线高于左端。
（4）溢洪道闸门止水脱落,门体锈蚀,出口下游河道滩石过高,洪水回流直接掏涮坝趾。
（5）未建水情自动测报系统;大坝渗流观测设备落后,大坝变形观测项目短缺。
附:
***水库大坝安全鉴定报告书
2.2.5工程存在的主要防洪安全问题
泄洪洞出口没有海漫、护坦,尚不能投入运行,因此校核洪水标准还是除险加固前的3一遇校核,还达不到部颁标准10一遇校核。
大坝左坝肩土坝和山体连接处石碴没有清除干净,大约有四、五米宽,六、七米厚,大坝高水位运行时将形成隐患。
2.3、水文
2.3.1***水库所在流域暴雨、洪水特征
***水库控制流域属温带季风气候区,是典型的大陆性气候,流域有8条较大的支沟,森林石山区地貌占控制流域面积的80%,汛期七、八、九月份的降雨占到全年降雨的70%左右,且七、八、九月份暴雨较多,流域洪水由暴雨形成,暴雨特征一般历时短、强度大、洪水汇集快、起落快。
由于上游植被好,一般河道内均有基流。
2.3.2上游水文站分布情况
水库上游1km处有万年饱水文站,主要观察雨量、流量、含砂量和径流量,以及洪水预报等工作。
2.3.3水库报讯方式及洪水预报方案
洪水预报利由万年饱水文站用电话通知水库,精度在90%以上,预见期2小时,水库设有报汛站,利用无线电话网与省防办、市防办联系。
2.4工程安全监测
2.4.1水库安全监测项目、测点分布以及监测设施、工况等
在0+100、0+135、0+170每个段面上布设5条观测铅垂线,15个观测点,它们分别在坝轴线上游6米,下游8.5米、18.5米、49.5米、82.5米处,另在0+100、0+170断面大坝下游侧距离18.5米、49.5米、82.5米处布置有6个坝基渗压测点。
大坝变形观测只进行表面变形观测,包括竖向位移和水平位移观测。
观测共用一个测点,纵断面共设三排,其中上游1044.5米高程设一排,坝顶下游侧没一排,下游坝坡1032.5米马道设一排,共十二个测点,6个基准工作点。
各纵断面上测点间距50米,即0+50、0+100、0+150、0+200。
两岸每一纵测点的延长线上各布设一个工作点。
大坝竖向位移和岸坡位移用水准法测量,参照国家三等水准测量方法进行;坝体横向水平位移采用视准线法测量,仪器采用经纬仪;表面水平纵向位移用普通钢尺加改正系数,误差不得大于0.2mm。
2.4.2以往水库工程安全监测情况
***水库运行五十多年来,由于观测设施落后和陈旧,只能进行浸润线、进出库流量、水位、雨量等的观测,工程运行基本良好,未出现大的问题,溢洪道曾经过40m3/s,未发现异常现象。
1963年下游坝高10m处曾发生局部塌坑,深5m,长20m,宽1m,经回填处理效果良好,到当前为止再无异常现象发生。
2.5汛期调度运用计划
2.5.1、水库的防洪标准
***水库的设计正常水位1045.33m,相应库容875.45万m3,死水位1033m,相应库容426.78万m3。
该水库按百年一遇洪水设计,三百年一遇洪水校核,设计洪水位1045.71m,相应库容448.67万m3,经过50年的运用,已淤积426.78万m3,坝前淤高15.83m。
该水库下游保护大型工矿企业、中小城镇,灌溉面积1.5万亩,因此该水库可抵御百年一遇洪水即为安全,即、洪峰415.6m3/s,洪量302万m3,起调水位1045.33m,最高洪水位1047.93m,相应库容980万m3,最大泄洪流量427.81m3/s。
2.5.2、不同频率的设计洪水
附表2-3不同频率的洪水要素成果表
频率（%）
单位
0．05
0．1
0．2
1
2
5
洪峰
m3/s
905
784.5
519.5
415.6
洪量
万m3
695
599
383
302
历时
h
24.3
24.3
24.3
24.3
洪水过程线:
采用万年饱水文站1969年7月27日洪水过程线为典型洪水过程线,运用同频率法计算。
2.5.3、调洪泄流方式
水库利用溢洪道和泄洪洞进行泄洪。
当进库水量小或洪水初潮时,可打开泄洪洞闸阀,利用异重流排沙泄洪。
当洪水为百年一遇时,考虑下游安全（下游河道安全泄洪157m3/s）,根据洪水预报调节溢洪道和泄洪洞闸门,灵活掌握。
当洪水达千年一遇时,溢洪道、泄洪洞畅泄,最大泄流量470.7m3/s,离坝顶还差0.12m,坝顶防浪墙高1m。
当遇特大洪水时,可组织抢险队伍用沙袋垒临时围堰,加高培厚防浪墙,同时根据危急情况,通知下游做好安全转移工作。
2.5.4、调洪演算成果
调洪演算成果表
P（%）
单位
0.1
2
讯限
水位
1045.33米
Z
m
1047.93
1045.71
Q
m3/s
427.81
281.46
V
万m3
980
883.19
2.5.5、调洪成果分析
（1）新建泄洪洞使用之后,可用新的汛限水位1045.33,经过计算说明,起调水位以1045.33m为宜,在水库水位不超过此高程时,能经过千年一遇洪水,大坝确保安全.
（2）汛期水位与设计相同,但由于水库已淤积426.78万m3,因而在确保大坝安全的情况下,应尽量多蓄水,使水库发挥更大的效益.
2.5.6、允许最高水位
经过计算得风浪爬高为0.48m,安全超高0.7m,根据水库的实际情况,确定允许最高水位为1045.33m。
2.5.6防汛措施
1、加强水库防洪工作的组织与领导,确定汛期包库行政和技术负责人。
2、切实做好职工的思想教育工作,消除麻痹思想,做好迎接大洪水的思想准备。
3、认真做好汛前检查,对工程枢纽的各部位、各部件进行全面细致的检查,对存在的问题及时处理。
4、建立健全规章制度。
充实、完善汛期值班制度、工程检查、观测制度、完善溢洪道、泄洪洞等重点部位管理规程,及时分析汛情、工情,做到任务到人、责任明确、管理规范。
5、搞好信息传递、汛期要密切注意天气预报,与有关水文、气象部门要紧密联系,及时互通情报,协同度汛。
6、做好超标准洪水的抢险准备。
根据水库调度计划,结合水库工程实际情况,确定汛期警戒水位为1042.5m。
紧急水位为1045.19m,到1045.19m时,组织工程技术人员加强观测检查,及时掌握工程运行情况,如遇雨情、汛情或工情异常时,由当地民兵组成抢险队,日夜坚守,做好防汛抢险准备。
当库水位达到危急水位1047.9时,根据工情情况通知下游群众转移避险,鳄鱼特大非常洪水时,立即封堵防浪墙豁口。
详见经县、市水利主管部门批准的<***县***水库二○一三年度控制运用计划>。
附:
<***县***水库二○一三年度控制运用计划>。
2.6历史灾害及抢险情况
2.6.1水库兴建前
史料记载,13和1556年,在赵城等地发生十度大地震,影响波及本区,造成六至七度破坏;1552年***县发生过5度地震。
1959年8月19日,南川河洪水泛滥,冲毁农田100多亩,最大洪峰达710m3/s
2.6.2水库兴建后
1977年8月5日,南川河洪水漫堤淹没农田,金罗镇水过桥顶,街道居民均遭水灾。
1984年8月26日,南川河降雨达105,冲毁水利工程多处,淹没农田4813亩。
3.突发事件危害性保障分析
3.1重大工程险情分析
3.1.1导致工程出现重大险情的主要因素
1．水库淤积
水库近年来淤积严重,达399.7万立米,占到水库总库容的40%,因此高水位运行已是现实。
2．工程设施配套不完善,影响着工程效益的正常发挥。
1）泄洪洞出口没有海漫、护坦,尚不能投入运行,因此校核洪水标准还是除险加固前的3一遇校核,还达不到部颁标准10一遇校核。
2）没有自动化检测监测设备,影响着工程技术资料的采集和及时传递。
3）大坝左坝肩土坝和山体连接处石碴没有清除干净,大约有四、五米宽,六、七米厚,大坝高水位运行时将形成隐患。
3.2大坝溃坝分析
3.2.1可能导致水库大坝溃决的主要因素
1．发生超标准洪水
2．高水位运行,造成左坝肩局部渗漏,形成通道,从而引起整个大坝溃决。
3.2.2溃坝计算
1.洪水计算
***水库建成运行五十多年来,各种观察手段健全,水文资料长而齐全,故本预案没有重新计算,采用九七测淤后的调洪成果。
附表3-1调洪演算成果表
P（%）
单位
0.05
0.1
0.2
1
2
5
洪峰
m3/s
983
900
800
528
418
297
洪量
万m3
651
548
485
342
282
205
历时
h
24
汛限水位（m）1041.5
m3
1047.9
1045.2
m3/s
289.33
163
万m3
624.72
489.99
2.淹没计算
淹没计算是依据海淹没区的地形图,对各高程下汇集流水的区域进行算定勾划,按照自由流进行水力计算,以此求出其相应高程内的积水量高程,以及推算溢出水,计算过流水深,经计算淹没范围详见洪水淹没范围示意图。
3.溃坝计算
溃坝时有可能瞬间局部溃坝或局部渐溃,也可能瞬间全溃,后一种后果最为恶劣,因此在本预案中按后一种进行考虑。
（1）溃坝流量计算
大坝瞬时全溃公式
Qm=0.206B2gH01.5
式中:
Qm----为大坝瞬间全溃最大泄量
B---为坝址平均宽度取140m
H0----为溃坝前最大水深
由资料表明,当水位超过防浪墙时,才能产生溃坝,即溃坝前最大的水深为防浪墙高程减去坝前淤高。
H0=1049.7－1028.88=20.82m
Qm=0.206×1402g×20.821.5=12129.04m3/s
（2）溃坝过程线
溃坝过程线采用概化过程线。
如下表:
ｔ/T
0
0.05
0.1
0.2
0.3
1
Q/Qm
1
0.65
0.48
0.34
0.26
Q/Qm
由此求出溃坝过程线如下表
t/T
0
0.05
0.1
0.2
0.3
1
Q/Qm
1
0.65
0.48
0.34
0.26
Q/Qm
Q
12129.04
7883.85
5821.94
4123.87
3153.55
0
依据公式:
Qm=KV/T可得
T=KV/Qm
式中:
T----泄空时间
K----溃坝后最大的流量与平均流量的比值,取K=1.5
V----水库溃坝前的蓄水库容,相应水位H=1049.7m,V=716.928万m3
T=1.5×7169280/12129.04=886.62s
泄空时间概化过程线如下表
t/T
0
0.05
0.1
0.2
0.3
1
T（s）
0
44.33
88.66
177.32
265.99
886.62
3.3影响范围内有关情况
3.3.1影响范围的社经情况和防洪重点保护对象
***水库承担着下游***县城和宁乡、金罗两镇沿川33个村庄,3.5万亩农田,孝柳铁路主干线18km,340省道18km,209国道25km,中钢、桃园等30多家工矿企业,5万余人口的防洪任务,保护范围24.14km2。
3.3.2下游河道防洪标准和安全泄量
下游河道防洪标准为五十年一遇,安全泄量为150m3/s。
4.险情监测与报告
4.1险情监测和巡查
4.1.1水库险情监测、巡查的部位、内容、方式、频次
l、高位蓄水期险情监测和巡视
高位蓄水期,应对大坝、坝脚下游、左右岸潜在滑坡体、泄洪洞及溢洪道闸门等部位加强监测和巡视。
监测内容和方式。
大坝:
观测孔隙水压力,坝体渗水压力,坝基渗水压力,上游库水位,巡视检查上下游坝坡及坝顶有无裂缝和隆起、塌陷,下游坡有无散漫、集中渗漏等突变。
坝脚下游:
观测减压井水位,下游水位,坝基渗流量,巡视检查减压井排水通道有无淤堵,有无地面散浸、管涌和流土等突变。
2、有洪期险情监测和巡视
防汛抗洪期应对大坝坝脚下游、泄洪洞、溢洪道等部位以及通讯、电力线路和设备加强监测和巡视。
监测内容和方式。
大坝:
观测孔隙水压力,坝体渗水压力,坝基渗水压力,上游库水位;巡视检查上下游坝坡及坝顶有无裂缝、隆起和塌陷,下游坡有无散浸、集中渗漏等突变。
坝脚下游:
观测减压井水位、下游水位、坝基渗流量,巡视检查减压井排水通道有无淤堵,有无地面散浸、管涌和流土等突变。
泄洪洞:
观测进水塔裂缝,巡视检查进水塔有无扭曲,进口平板钢闸门启闭行走系统是否完好;泄洪洞出口弧形闸门有无震动,出口机房后有无渗水明流。
进出口钢丝绳有无锈蚀,断股现象,启闭机配电线路是否正常。
溢洪道:
巡视检查间室各部位砼表面有无磨殒、剥蚀和露筋缝,弧形闸门及启闭机机械系统是否变形、裂缝、锈蚀、焊缝开裂,铆钉和螺栓是否松动,钢丝绳有无锈蚀、断股现象等。
防抢公路:
巡视检查公路桥梁,有无变形,路基、路面有无塌陷,路面有无翻浆等。
通讯、电力线路及设备:
巡视检查工程枢纽内、外线,通讯线路、设备是否正常,电力线路、供电设备是否正常。
以上所述各时期险情监测和巡视检查未发生险情时,要求每天白天和晚上各进行一次;险情发生后,全天24小时跟踪观测、检查。
4.1.2监测、巡查人员的组成及结果处理程序
1、险情监测和巡视检查由水库管理站负责,成立水库工程险情监测组,下设险情监测小组和险情巡视检查小组。
工程险情监测组由水库管理站站长担任组长、副站长及有关专家为成员,负责险情分析并提出处理意见。
险情监测小组由分管副站长任小组长,工程管理股技术人员为成员。
险情巡视检查小组由副站长任小组长,工程管理股、机电管理股和综合办公室有关人员为成员。
2、工程监测过程中,工程险情监测组要每日一次将工程状态分析及成果,以文字形式报***水库防洪应急指挥部。
发现险情后,工程险情监测组要随险情变化或每日两次以文字形式上报<工程险情及抢险处理意见>和<水库险情及抢险情况报告表>。
监测组:
组长:
朱艳兵
组员:
张建兴李建军刘晓燕冯应全
巡查组:
组长:
武治国
组员:
王东锁王守智李朱大刘桂花
监测、巡查中发生异常情况及时向水库防汛领导组、县防汛指挥部汇报,不得拖延,否则坚决追究当事人责任。
4.2险情上报与通报
4.2.1险情上报
就险情发生的部位、当前情况、可能引起的后果及上报上级主管部门、县防汛指挥部,采用电话（卫星电话）联系,每半小时上报一次,遇特殊情况,每十分钟上报一次。
4.2.2险情通报
***水库防洪应急指挥部依据水库险情状况,经报
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