南水北調(diào)中線工程的初步設(shè)計(jì)已基本完成，開(kāi)工在即。此項(xiàng)工程不僅僅是跨流域大規(guī)模調(diào)水的輸水工程，更重要的是一項(xiàng)宏偉的生態(tài)環(huán)境工程、經(jīng)濟(jì)工程和社會(huì)工程，是京、津及華北地區(qū)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要保障，也是2008年奧運(yùn)會(huì)的綠色希望。具有巨大的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。對(duì)于如此重大的建設(shè)工程其風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題是不容忽視的，總干渠一旦出現(xiàn)問(wèn)題，影響著下游京、津、冀地區(qū)的千家萬(wàn)戶�？偢汕颖笔《尉�路全長(zhǎng)461.14 km，與237條大小河流交叉，交叉河流上游分布著眾多的中小型水庫(kù)�？偢汕髠�(cè)太行山迎風(fēng)區(qū)為華北暴雨多發(fā)區(qū)，該區(qū)暴雨情勢(shì)復(fù)雜，洪水問(wèn)題突出。著名的“63·8”暴雨洪水發(fā)生時(shí)，在該區(qū)域曾有5座中型水庫(kù)和314座小型水庫(kù)潰壩，給下游造成了很大的損失。目前總干渠左側(cè)交叉河流上游有許多中小型水庫(kù)現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低或工程存在質(zhì)量問(wèn)題，不能滿足總干渠100年一遇防洪的要求，一旦發(fā)生潰決，將對(duì)總干渠及交叉工程的安全運(yùn)行構(gòu)成一定的威脅。筆者對(duì)在詳細(xì)調(diào)查總干渠河北省南段左側(cè)區(qū)域中小型水庫(kù)的基礎(chǔ)上，研究了水庫(kù)可能潰壩的方式和標(biāo)準(zhǔn)，分析了水庫(kù)潰壩洪水對(duì)總干渠的影響，并提出有關(guān)預(yù)防措施和建議。
1 水庫(kù)篩選
建國(guó)以來(lái)，隨著工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，在滏陽(yáng)河流域上游修建了眾多大、中、小型水利工程，在興利和防洪方面都起到了不可忽視的作用。與南水北調(diào)中線總干渠河北省南段交叉的河流上游共有注冊(cè)水庫(kù)135座，其中大型水庫(kù)3座，中型水庫(kù)8座，小（一）型水庫(kù)23座，小（二）型水庫(kù)101座。
根據(jù)水庫(kù)的基本資料，技術(shù)指標(biāo)，目前存在的問(wèn)題以及距總干渠的距離等因素，對(duì)所有水庫(kù)進(jìn)行摸底。在粗略篩選的基礎(chǔ)上，對(duì)選定的水庫(kù)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)查勘與調(diào)查，注重客觀實(shí)際，并與地方和管理單位進(jìn)行協(xié)調(diào)，綜合確定可能潰壩的水庫(kù)。分析主要遵循以下原則：1）現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)小于或等于100年的水庫(kù)；2）無(wú)現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)和校核防洪標(biāo)準(zhǔn)，且通過(guò)估算和分析認(rèn)為水庫(kù)現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)低于100年的水庫(kù)；3）大壩有較嚴(yán)重質(zhì)量問(wèn)題的水庫(kù)。4）存在上游水庫(kù)潰壩洪水威脅的下游水庫(kù)。同時(shí)還要考慮距總干渠的距離，一般情況�。ǘ┬退畮�(kù)在20 km以內(nèi)，中型和小（一）型水庫(kù)在50 km以內(nèi)。對(duì)于控制面積較小或庫(kù)容較小，并且處于100 km2以上河流支流上的水庫(kù),雖然符合上述幾個(gè)條件，由于潰壩流量相對(duì)河道100年設(shè)計(jì)流量相對(duì)較小,不再進(jìn)行分析。根據(jù)水庫(kù)的現(xiàn)狀調(diào)查情況和上述原則，對(duì)水庫(kù)的防洪標(biāo)準(zhǔn)和存在的問(wèn)題進(jìn)行了細(xì)致的分析，確定了26座可能潰壩的水庫(kù)，涉及河流12條(表1)。
2 總體分析思路
由于水庫(kù)多及其情況各異，對(duì)其分析計(jì)算比較復(fù)雜，首先建立3個(gè)基礎(chǔ)庫(kù)，即基本資料庫(kù)、分析計(jì)算模塊庫(kù)、成果庫(kù)，以便在計(jì)算中隨時(shí)調(diào)取資料和計(jì)算程序并存放中間或最終計(jì)算成果。
整個(gè)分析過(guò)程包括：基礎(chǔ)資料分析和水庫(kù)的篩選排查、分析計(jì)算、影響分析及預(yù)防措施建議。1)在眾多的水庫(kù)中，根據(jù)水庫(kù)的基本情況、技術(shù)指標(biāo)和存在問(wèn)題，分析在總干渠防洪標(biāo)準(zhǔn)（100年）情況下有可能潰壩的水庫(kù)，確定潰壩形式；2)根據(jù)各水庫(kù)的具體情況，分析是否進(jìn)行設(shè)計(jì)洪水計(jì)算和水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算確定潰壩指標(biāo)、水庫(kù)潰壩分析及洪水演進(jìn)分析、區(qū)間洪水分析及洪水組合分析；3)潰壩洪水對(duì)總干渠影響分析、提出防護(hù)措施建議。詳見(jiàn)圖1。
由于河流大小不一，流域內(nèi)潰壩水庫(kù)的數(shù)量不同，處理的方法也不同，對(duì)于僅有一座水庫(kù)潰壩的河流，影響總干渠的洪水由單庫(kù)潰壩洪水和區(qū)間洪水組成。由于所分析水庫(kù)均在中小型河流上，沒(méi)有大中型水利工程，對(duì)于小型水庫(kù)，100年洪水基本不考慮削峰能力，單庫(kù)潰壩時(shí)水庫(kù)控制面積以外的流域均作為區(qū)間處理。對(duì)于有多座水庫(kù)潰壩的河流，同時(shí)進(jìn)行單庫(kù)和不同組合的多庫(kù)串聯(lián)潰壩分析，分別于相應(yīng)的區(qū)間組合，綜合分析，按最有可能出現(xiàn)的較不利情況分析對(duì)總干渠的影響。鑒于各水庫(kù)的壩型、壩長(zhǎng)、壩質(zhì)及與下游河道的關(guān)系等要素不盡相同，潰壩的形式與寬度也不一樣，分析時(shí)根據(jù)水庫(kù)的技術(shù)指標(biāo)及實(shí)地勘察，考慮對(duì)總干渠的不利因素，確定其潰壩形式和寬度。大壩瞬時(shí)全潰的有：地處山勢(shì)險(xiǎn)峻、壩體較高、壩長(zhǎng)相對(duì)較短的土壩；壩長(zhǎng)適中、與下游河道等寬且河道比較順直的土壩；有嚴(yán)重質(zhì)量問(wèn)題的土壩；混凝土溢流壩。根據(jù)壩體的形狀，考慮選擇矩形公式或拋物線型公式。對(duì)于壩體較長(zhǎng)的土壩及壩長(zhǎng)適中但下游河道較窄的土壩，按大壩瞬時(shí)橫向局部一潰到底處理。對(duì)于局部潰壩的寬度，根據(jù)計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)查勘綜合分析確定。
對(duì)于串聯(lián)或并聯(lián)水庫(kù)群的潰壩分析，以最下游水庫(kù)為目標(biāo)，按不同的潰壩組合進(jìn)行分析，潰壩與演進(jìn)的方法與單庫(kù)相同，但各個(gè)要素視不同的組合分析確定。
3 結(jié)果分析
通過(guò)對(duì)26座水庫(kù)不同條件下潰壩洪水、洪水演進(jìn)、與區(qū)間洪水組合以及洪水到達(dá)總干渠洪水位的系統(tǒng)分析，并結(jié)合總干渠有關(guān)指標(biāo)進(jìn)行了對(duì)比(表2)，在表2可以看出下列情況。
第一，流域面積大于100 km2的河流。1)白馬河、沁河，流域內(nèi)發(fā)生水庫(kù)潰壩后產(chǎn)生的洪峰流量均小于交叉河流100年洪峰流量和建筑物設(shè)計(jì)最大泄量，對(duì)總干渠沒(méi)有影響；2)七里河、李陽(yáng)河，流域內(nèi)發(fā)生水庫(kù)潰壩后產(chǎn)生的洪峰流量大于交叉河流100年洪峰流量和建筑物設(shè)計(jì)最大泄量，但均小于交叉建筑物的校核流量，當(dāng)流域內(nèi)發(fā)生水庫(kù)潰壩時(shí)，基本不會(huì)加重校核標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)對(duì)總干渠的影響；3) 牛河南支上游分兩個(gè)大支，單支串聯(lián)潰壩影響不大，兩支同時(shí)發(fā)生潰壩的可能性很小，因此，對(duì)總干渠的影響甚微。
第二， 河一支、午河，在流域面積20～100 km2之間，與總干渠交叉建筑物按100年一遇洪水設(shè)計(jì)，300年一遇洪水校核。潰壩洪峰流量均大于該河300年一遇洪峰流量。尤其是午河，流域內(nèi)形成了水庫(kù)群，距總干渠的距離較近，一旦發(fā)生串聯(lián)或并聯(lián)水庫(kù)潰壩，洪水總量和水流流速都比較大，洪水出槽嚴(yán)重，對(duì)總干渠和交叉建筑物將構(gòu)成較大的危害。
第三，流域面積小于20 km2的河流有5條，它們是劉莊溝、東窯頭溝、渚河北支、前五郭店溝和五郭店溝，與總干渠交叉建筑物按50年一遇洪水設(shè)計(jì)，100年一遇洪水校核。水庫(kù)潰壩后的洪峰流量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于該河流100年一遇校核流量，且洪水均已出槽。由于潰壩洪水流速較大，具有一定的沖擊力量，對(duì)總干渠和交叉建筑物都有一定的影響�？傮w看，有11座水庫(kù)潰壩將對(duì)總干渠局部產(chǎn)生不同程度的影響，涉及河流7條（表3）。潰壩洪水對(duì)總干渠構(gòu)成危害具體表現(xiàn)在兩個(gè)方面：1)分析表明潰壩洪水的流速一般較大,大者可達(dá)10 m/s,小的也在4 m/s以上，對(duì)總干渠左堤將產(chǎn)生一定的沖擊力量。2)由于潰壩洪峰流量遠(yuǎn)大于河道和交叉建筑物的泄流能力，洪水出槽后受總干渠的阻擋，無(wú)法向下游宣泄，全部積于左堤前，對(duì)左堤外坡面造成水侵，削弱大堤的穩(wěn)定性。
總干渠河北省南段受水庫(kù)潰壩洪水影響的渠段約11 km，具體位置在磁縣的7＋000至11＋000段、邯鄲縣的46＋000至48＋000段、內(nèi)丘縣的140＋000至142＋000段和臨城縣的165＋000至168＋000段共4段。劉莊溝、東窯頭溝、渚河北支、 河一支、前五郭店溝、五郭店溝和午河的交叉建筑物將受到一定的影響。
4 結(jié)語(yǔ)
(1)南水北調(diào)中線工程是解決京、津、冀地區(qū)水資源短缺、優(yōu)化水資源配置的戰(zhàn)略性工程，是百年大計(jì)。確保總干渠長(zhǎng)期、安全、有效的運(yùn)行具有十分重要的意義�？偢汕魏尉植砍霈F(xiàn)問(wèn)題都會(huì)影響全線輸水，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，因此水庫(kù)潰壩問(wèn)題不容忽視，尤其是流域面積在20 km2以下的河流，水庫(kù)位置距總干渠都比較近，水庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)較低或存在質(zhì)量問(wèn)題，由于流域較小，易被人們所忽視，所以對(duì)總干渠永遠(yuǎn)是潛在的危險(xiǎn)。
(2)通過(guò)對(duì)南段水庫(kù)潰壩分析，潰壩洪水對(duì)總干渠有影響的水庫(kù)以�。ǘ┬退畮�(kù)居多，多處于小型河流之上，雖對(duì)總干渠局部有一定的影響，從全局分析影響不大。鑒于此，建議從兩個(gè)方面考慮采取預(yù)防措施：1）對(duì)總干渠有關(guān)渠段左堤加強(qiáng)防護(hù)，對(duì)相關(guān)建筑物應(yīng)提高抗水平?jīng)_擊的能力。2）與水庫(kù)管理部門協(xié)調(diào)，對(duì)相關(guān)水庫(kù)進(jìn)行加固除險(xiǎn)，提高水庫(kù)的防洪能力，使水庫(kù)的防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到中華人們共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50201—94《防洪標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的水庫(kù)校核防洪標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)壩型不同，小（一）型水庫(kù)校核標(biāo)準(zhǔn)在200～1 000年；�。ǘ┬退畮�(kù)校核標(biāo)準(zhǔn)在100～300年。最低標(biāo)準(zhǔn)要求要略高于總干渠100年防洪標(biāo)準(zhǔn)。
綜合分析兩種預(yù)防措施的利弊，筆者認(rèn)為對(duì)總干渠和建筑物加強(qiáng)防護(hù)，雖然確保了渠道輸水的安全，但水庫(kù)潰壩將給國(guó)家和水庫(kù)下游的群眾帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)損失。如果采取對(duì)水庫(kù)加固的預(yù)防措施，可以一舉兩得，既保障了總干渠的輸水安全，又避免了水庫(kù)潰壩帶來(lái)的損失。具體采用的工程措施還應(yīng)根據(jù)工程投資和水毀損失的大小綜合確定。
