吕高峰，李 涛

(1.中国电建集团 华东勘测设计研究院有限公司，浙江 杭州 311122；2.国家水电站大坝安全和应急工程技术中心，浙江 杭州 310014)

0 引 言

防洪问题是水电站大坝运行安全评价中最为关注的一个问题。防洪标准不满足现行规范，运行过程发生大洪水或强降雨导致运行期实际洪水超过原设计标准，土石坝沉降导致坝顶(防浪墙顶)高程不满足现行规范，是大坝运行安全防洪评价中的常见问题。上述问题直接影响了大坝的防洪安全，要在评价过程中重点关注。

防洪相关的评价要素有洪水设计标准、坝顶高程，其中混凝土坝和土石坝的坝顶高程评价标准不一样。评级分为a、a-、b和c四个等级，具体评价标准见表1。[1-3]

表1 水电站大坝防洪安全相关评价标准

1 大坝的防洪标准不符合现行规范

1.1 原设计洪水标准偏低

山西天桥水电站为三等工程，本工程设计阶段选用的设计洪水重现期是100年，但未设置校核洪水标准，设计阶段选用的洪水标准不符合现行规范要求。

1.2 现洪水规范已有变更

修文水电站设计的时候采用老规范，按重现期50年设计，200年校核。按照现行规范核查，原定的洪水标准不符合现行规范要求。

1.3 建筑物级别的变化导致防洪标准变化

下六甲电站因面板堆石坝最大坝高84.2 m，根据现行规范，堆石坝最大坝高超过80 m，建筑物级别提高至2级，洪水标准也要相应提高(见表2)。因此，建筑物级别和洪水标准不符合电力行业现行规范规定。

表2 提高壅水建筑物级别的坝高指标

2 运行过程发生大洪水或强降雨导致实际洪水超过原设计标准

2.1 大洪水导致洪水成果增大

白山水电站因2010年、2013年流域发生特大洪水，经洪水计算，设计、校核洪峰流量，分别比原设计审定成果增大8.0%、8.7%。

2.2 强降雨导致洪水成果增大

蒲石河抽水蓄能电站上水库的设计洪水成果是由当地的设计暴雨推求得到。设计阶段采用《辽宁省暴雨洪水查算图表》和砬子沟水文站实测年最大降雨量频率适线等方法进行计算和复核。竣工安全鉴定阶段将砬子沟站系列延长至2012年，充分考虑了2010年特大暴雨(24 h最大降雨量为622.1 mm)的影响，设计洪水成果在校核和设计标准的设计值分别比可行性研究阶段成果增大33.4%和27.8%。

3 土石坝沉降导致坝顶(防浪墙顶)高程不满足现行规范

土石坝的坝顶土石坝在坝体填筑到顶后，坝体依旧有较大的沉降，沉降量过大将导致坝顶(防浪墙顶)高程不满足规范要求。未预留竣工后的沉降超高或者预留的沉降超高小于沉降实际值，是导致坝顶(防浪墙顶)高程不符合现行规范的原因[4-6]。

3.1 坝顶高程不满足现行规范

百丈漈一级水电站受坝体沉降，2020年1月实测主坝坝顶最低高程是658.91 m，连珠坟副坝坝顶最低高程是658.64 m，白坟副坝坝顶最低高程是658.62 m。主坝坝顶最低高程与校核洪水位均为658.91 m，两者一致。连珠坟和白坟两座副坝的实测坝顶高程低于校核洪水位658.91 m。目前，三座大坝的坝顶高程不符合现行规范的要求。

3.2 防浪墙顶高程不满足现行规范

双沟水电站受坝体沉降影响，2019年6月防浪墙顶实测最低高程低于计算值0.32 m，防浪墙顶高程不符合规范要求。沉降过程线见图1。

图1 大坝坝顶沉降过程线

4 运行期防洪问题的解决方法

4.1 加高坝顶(防浪墙顶)高程

百丈漈一级水电站通过对主副坝进行了加高，主坝、连珠坟副坝、白坟副坝坝顶高程分别加高至659.18 m、658.96 m和658.95 m，均高于校核洪水位，满足现行规范要求。双沟水电站利用防浪墙上部的栏杆，电厂在防浪墙顶部焊接钢板，使防浪墙加高50 cm，防浪墙顶高程满足现行规范要求。湖北某水电站加高防浪墙近2 m左右，为便于从坝顶向水库上游巡查，增设台阶(见图2)。

图2 坝顶加高防浪墙及防浪墙下台阶的现场

4.2 增大泄流能力

天桥电站新建2孔泄洪闸和4孔排沙闸，并加高土坝坝顶高程至838.00 m。通过除险加固，提高了工程的防洪标准，使之满足校核洪水重现期1000年要求，符合现行防洪标准。实际上，很多水电站大坝因泄流能力不够而采取增加泄洪设施来解决，例如柘林水电站增建了第二溢洪道，百丈漈一级水电站增设了非常溢洪道。

4.3 限制运行条件

4.3.1 增加泄水量

蒲石河抽水蓄能电站经过调洪计算，在上水库设计洪水位393.60 m、校核洪水位394.00 m维持不变的情况下，当汛期上水库发生洪水且水位达到392.5 m时，开启1台机组发电约半小时或以其他可能发电运行方式泄放水量，上水库200年一遇和1 000年一遇的洪水位分别为393.50 m和394.00 m，均未高于可行性研究阶段设计的相应频率洪水位。实际运行中汛期仍执行上水库控制水位不超392.0 m，通过水位测量、视频监控和自动停止抽水等防超抽安全措施，基本能保证上水库水位在正常蓄水位392.00 m以下工作。

4.3.2 降低汛限水位

柘溪大坝洪水复核表明大坝防洪安全不能满足上级批准的防洪标准要求，主汛期应调整调度方案，汛期限制水位控制在162.0 m以下运行，并需加高加固防浪墙。

4.3.3 限制上游水库运行

珠窝大坝初步设计时洪水设计只考虑官厅至珠窝区间洪水，未考虑上游官厅水库泄洪的影响，当区间发生重现期为500年洪水时，上游的官厅水库必须关闸停泄，方可保证大坝安全[8]。

4.4 联合调度

4.4.1 桓回连调

鉴于回龙山的工程原设计标准偏低及泄流能力小的缺陷，由上游的桓仁工程承担其提高设计、校核标准所需库容。对洪水频率P<0.2%洪水，桓仁水电站分时段按回龙山水库控制入库流量，减少桓仁-回龙山区间流量泄放，从而提高回龙山工程的设计及校核洪水标准，整体上提高浑江梯级工程的安全度。

4.4.2 白丰联调

新丰满大坝重建前，需要白山大坝承担一定的防洪任务，即在不同频率洪水条件下，白山大坝对下泄流量进行控制，以保护丰满大坝及下游其他重点设施。

5 结 语

水电站大坝防洪问题是运行期常见的问题，防洪问题直接影响大坝运行安全，大坝运行期防洪问题及解决方法如下：

(1)防洪标准不满足现行规范，运行过程发生大洪水或强降雨导致运行期实际洪水超过原设计标准，土石坝沉降导致坝顶(防浪墙顶)高程不符合现行规范等常见问题。

(2)原设计洪水标准偏低、洪水标准相关规范变化、建筑物级别变化导致防洪标准变化是大坝运行期防洪标准不符合现行规范的三个主要原因。

(3)运行期大坝防洪问题的解决方法主要有加高坝顶(防浪墙顶)高程，增建泄洪设施增大泄流能力，限制运行条件(降低汛限水位、增加泄水量、限制上游水库运行等)和联合调度。