CN105672189A - 一种防止超标准洪水堤坝水毁的防灾减灾方法 - Google Patents
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Abstract
一种防止超标准洪水堤坝水毁的防灾减灾方法，本发明属于洪涝和干旱与减灾及水利工程非常分洪技术领域。本发明的超标准洪水堤坝防灾减灾的分洪体系，防止灾难性的溃坝涌浪造成灭顶之灾，遇到不可抗拒的洪水使人畜有逃生机会，实现化大洪为涝、化小洪为利的目标，不永久占土、实施方便、造价低；它包括：向农田分散分泄超标准洪水保堤坝与可控分洪的超标准洪水堤坝防灾减灾理论，新型土工合成材料可控非常分洪措施，超标准洪水新型江河堤防分洪体系与抗洪抢险分洪体系、超标准洪水新型水库非常分洪体系、超标准洪水新型渠首工程非常分洪体系。本发明适用江河堤防、水库、渠首、渠道交叉非常分洪的防灾减灾设计，也适用于超标准洪水堤坝抗洪抢险。
Description
技术领域
本发明属于洪涝和干旱与减灾技术及水利工程非常分洪领域，具体涉及一种防止超标准洪水堤坝水毁的防灾减灾方法的方法。
背景技术
2015年9月10日日本4米高堤防发生溃堤，整栋房屋、成排车辆被冲走，造成多人伤亡失踪、大量财产损失，超标准洪水堤坝水毁是世界性难题。我国98年大洪水以后，江河堤防防洪标准普遍提高的情况下，洪水都汇到河道里，增加下游发生洪水的机率，堤防增高，河道存水量增大，一旦发生决堤，就是灭顶之灾，抗洪抢险队伍面临危险，日本溃堤恶性案例随时可能在我国重演，确保抗洪抢险部队的安全与堤坝安全是目前迫切要解决的难题，以下的案例进一步说明本发明会产生巨大的社会经济效益及对保障国计民生的迫切性。
超标准洪水堤坝面临的难题:遇到超标准洪水保堤坝不决口，采用手段只有三个，“蓄、挡、分”，“水库蓄、堤坝挡”都有限度，一旦遇到不可抗拒的洪水，三种手段达到极限而分洪建筑物又不能现建，决口不可避免，这是现有水利工程面临的技术难题，这三个选项中只有分洪保堤坝是万全之策。目前在土质堤坝上分洪(泄洪)建筑物形式有铪结构的分洪闸及溢洪道、过水土坝、坝下埋管、竖井式溢洪道、虹吸式溢洪道及人为决堤分洪，这些分洪溢洪建筑物均不可能在发生超标准洪水抢险时现建，竖井式溢洪道、虹吸式溢洪道超泄能力低不适合作为土石坝枢纽的非常溢洪道。现在自溃堰式分洪道，相当于无闸铪结构溢洪道，其造价也很高，而且一旦启动面临小水产生不可控的大溃。无消能设施的水库破副坝分洪，一旦启动代价高且不可控，其它非常溢洪道不仅造价高还需要一定的地形、地质条件。
超标准洪水堤漫顶溃决的原因：这些水毁案例共同的特点就是遇到超标准洪水的重大自然灾害，经济发达的国家也一样存在，世界各国通用的堤坝设计理论，是按照规范规定的具体量化洪水标准进行设计工程，确保在规范内不发生工程水毁，各国的社会经济条件不同仅仅是其规范标准不一样，发达国家标准高发生超标准洪水工程水毁概率低，而发展中国家标准低发生超标准洪水工程水毁概率高。在理论上用规范的有限量化洪水标准不能解决无限的超标准洪水工程水毁的问题；土石结构的堤坝无法抵御超标准洪水。目前也缺少水库的副坝分洪、非常溢洪道可控分洪的防灾减灾设计理论。
利用叶兴的泄洪滩地水毁机理，构建向农田、滩地分散分洪及可控分洪的新型分洪理论与措施，就可以解决以上一系列难题。
发明内容
本发明的目的：解决目前我国江河堤防普遍提高的条件下堤坝溃决面临灭顶之灾的问题，避免日本恶性溃堤水毁在我国重演，本发明实现“确保抗洪抢险队伍的安全”与堤坝安全的目标，为实现这一目标利用泄洪滩地水毁机理建立水利工程防灾减灾的理论与方法，解决现有设计理论用规范规定的有限洪水标准无法解决无限的超标准洪水工程水毁的理论难题；利用新型材料、新设计的方法避免产生溃坝涌浪造成灭顶之灾，遇到不可抵御的超标准洪水让人畜有逃生机会，减少工程水毁的损失。
为实现以上目的，利用泄洪滩地水毁机理构建向农田分散分洪及可控分洪的防灾减灾理论及土工合成材料构成防灾减灾的新型结构两项核心技术，新理论为新结构提供理论依据，新结构实现新理论的目标，两项核心技术就可以解决一系列超标准洪水堤坝水毁的难题。
为了实现以上目的其技术方案如下：
一种防止超标准洪水堤坝水毁的防灾减灾方法，它包括：超标准洪水堤坝防灾减灾理论、超标准洪水堤坝防灾减灾的分洪体系；1）所述超标准洪水堤坝防灾减灾理论它是，在现有设计理论、规范的基础上，依据泄洪滩地水毁机理，增加超标准洪水工程水毁的防灾减灾设计，采用不永久占有土地资源、不破坏环境、造价低的新型土工合成材料可控非常分洪措施，防止溃坝涌浪造成灭顶之灾，遇到不可抗拒的洪水使人畜有逃生机会，减少工程水毁损失，依据泄洪滩地水毁机理，构建新型向农田分散分泄超标准洪水，实现化洪为涝，化涝为利，所述超标准洪水是指超过规范规定的洪水标准或超过工程所能承受的洪水，所述泄洪滩地水毁机理它是，承担渠首的泄洪滩地水毁演变过程是在春汛小流量时，滩地会发生冲刷破坏，形成“水打沟”；一旦水打沟形成，水流回淘演变成水打沟向上游快速扩展的“倒牵牛”，水打沟互相连通形成“串沟”；串沟与上下游河道连通，部分河水走此串沟形成“拉口子”，这些形式的滩地破坏，往往发生在小流量，大流量反而安全；串沟进一步发展就变成“割滩改道”，往往夏汛发生“割滩改道”，而春汛很少发生，以上演变可以是一次洪水也可以多次，把上下游水流量关系绘在一张图上，然后把河床底高程、堆石坝、冲沙闸、滩地高程相关因素标注其上，构成渠首泄洪滩地相关因素图，把渠首泄洪滩地相关因素图分四个区域，1区，滩地未行洪，滩地安全，2区，滩地过流但下游河水尚未出槽，此时水流属于自由堰流，滩上水流属于堰上急流，小流量高流速，冲刷破坏力强；3区，下游河水出槽，但下、上游滩上水深比〉=0.8，此时水流属于自由堰流，冲刷破坏力较大；4区，下、上游滩上水深比<0.8，此时属于淹没堰流，相对安全区；K线，同一时刻溃堤坝上下游水位～流量点连线，此时属于堰流，K的斜率小表示溃堤坝瞬间上下游水位差大、流量差大，单宽溃堤坝流量大、流速高，产生较高溃堤坝涌浪，其破坏性大，很高的溃堤坝涌浪会摧毁沿程的渠首、水库、堤防、桥梁等建筑物，形成灾难性的溃堤坝涌浪，K的斜率大表示溃堤坝瞬间上下游水位差小、流量差小，单宽溃堤坝流量小、流速低，产生较低溃堤坝涌浪，破坏性较小，甚至是安全的；如果春汛发生在二、三区而此时滩地植被尚未形成，表层松散的冻融土抗冲能力低，就会发生“水打沟、串沟、拉口子”，但此时滩地尚未完全融化，所以不会轻易改道，如果夏汛发生在二、三区时间长，一旦拉口子就会演变成“割滩改道”，把承担分洪的农田视为泄洪滩地；2）所述超标准洪水堤坝防灾减灾的分洪体系，它包括超标准洪水新型江河堤防分洪体系、超标准洪水新型江河堤防抗洪抢险分洪体系、超标准洪水新型水库非常分洪体系、超标准洪水新型渠首工程非常分洪体系；所述新型江河堤防的超标准洪水分洪体系、超标准洪水新型江河堤防抗洪抢险分洪体系它是，依据泄洪滩地水毁机理，构建新型分洪体系，确保堤防不发生溃堤涌浪，避免发生灭顶之灾使人畜有逃生机会，避免造成严重水土流失；所述超标准洪水新型水库非常分洪体系它是，依据泄洪滩地水毁机理，构建新型非常分洪体系，确保水库拦河坝不发生溃坝涌浪，避免下游拦河建筑物连锁水毁，避免发生灭顶之灾使人畜有逃生机会；所述超标准洪水新型渠首工程非常分洪体系它是，依据泄洪滩地水毁机理，构建新型渠首非常分洪体系，防止超标准洪水阻水溃堤，确保拦河坝不发生溃坝涌浪，避免下游拦河建筑物连锁水毁，避免发生灭顶之灾使人畜有逃生机会。
为了进一步实现以上目的，所述的新型土工合成材料可控非常分洪措施它包括，多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝、堤坝超标准洪水分洪管带、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带、堤坝超标准洪水分洪管带群、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带群；多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝它包括，过水土堤坝顶部连接土工合成材料护面，土工合成材料护面顶部连接保护土层，土工合成材料护面堰顶连接多级自溃土堤；堤坝超标准洪水分洪管带它包括，拍门下游连接分洪管，分洪管下游连接刚体骨架人工合成材料输水带，刚体骨架人工合成材料输水带下游连接人工合成材料输水带，人工合成材料输水带下游连接输水带浮体出口；堤坝超标准洪水分洪虹吸管带它包括，拍门下游连接分洪虹吸管，分洪虹吸管下游连接刚体骨架人工合成材料输水带，刚体骨架人工合成材料输水带下游连接人工合成材料输水带，人工合成材料输水带下游连接输水带浮体出口；堤坝超标准洪水分洪管带群它包括2个以上分洪管带单元，分洪管带单元并列排放，分洪管带单元它包括，拍门下游连接分洪管，分洪管下游连接刚体骨架人工合成材料输水带，刚体骨架人工合成材料输水带下游出口位于土工合成材料护坦上，土工合成材料护坦下游连接土工合成材料防冲段；堤坝超标准洪水分洪虹吸管带群它包括2个以上分洪虹吸管带单元，分洪虹吸管带单元并列排放，分洪虹吸管带单元它包括，拍门下游连接分洪虹吸管，分洪虹吸管下游连接刚体骨架人工合成材料输水带，所述刚体骨架人工合成材料输水带下游出口位于土工合成材料护坦上，土工合成材料护坦下游连接土工合成材料防冲段。
为了进一步实现以上目的，超标准洪水新型江河堤防分洪体系它是，对于暴涨河流沿两岸分散布置多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝；对于缓涨河流沿两岸分散布置堤坝超标准洪水分洪管带群、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带群直接向农田分洪保堤坝，沿两岸分散布置堤坝超标准洪水分洪管带、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带通过沟、塘、低洼地向农田分洪，或者以上几种分洪措施进行联合运用分洪保堤坝，或者钢筋混凝土分洪闸与以上几种分洪措施进行联合运用分洪保堤坝进行联合运用分洪保堤坝。
为了进一步实现以上目的，超标准洪水新型江河堤防抗洪抢险分洪体系是，在已经完善的江河堤防遇到超标准洪水对于城镇仍然采取修建子堤抗洪的方法，对于非城镇农田区，采用多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝、堤坝超标准洪水分洪管带、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带、堤坝超标准洪水分洪管带群、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带群等分洪措施为主，以修建子堤为辅。
为了进一步实现以上目的，所述新型水库可控分洪体系它是，对于已建不可控自溃式的非常溢洪道及副坝分洪可以改建为本发明的多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝，或者采用堤坝超标准洪水分洪虹吸管带、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带群预泄，实现小水不启动代价高昂的不可控的自溃式非常分洪措施，也可以增设堤坝超标准洪水分洪虹吸管带、堤坝超标准洪水分洪管带群、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带群，实现小水预泄；对于无地形条件修建非常溢洪道的水库，采用本发明多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝堤坝超标准洪水分洪管带、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带、堤坝超标准洪水分洪管带群、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带群在主坝上分洪。
为了进一步实现以上目的，所述的新型的渠首工程非常分洪体系它是多级自溃封闭式渠首工程，多级自溃封闭式渠首工程它包括，多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝布置在封闭渠首工程的堤防上，多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝布置在封闭渠首工程的土质拦河坝上，土质拦河坝连接拦河闸，拦河闸连接进水闸。
本发明的有益效果是：本发明实现了“确保抗洪抢险部队安全”与堤坝安全的目标，为了实现这一目标创建的超标准洪水堤坝防灾减灾理论与方法进而解决了堤坝水毁造成灭顶之灾的世界性难题，进而实现超标准洪水堤坝水毁的可控性，让人畜有逃生机会，进而解决堤防、水库拦河坝、渠首、渠道交叉等以上一系列水毁难题；本发明简单易行，投入低、效果大，解决系列水利工程的效益与国家经济、环境、社会矛盾的难题。具体效果如下。
1、本发明的超标准洪水堤坝漫顶溃决的防灾减灾理论的学术价值：本发明与现有设计理论区别在于在现有设计理论、规范基础上，利用泄洪滩地水毁机理,增加超标准洪水防灾减灾设计，填补水利工程防灾减灾设计理论空白，向农田分散分洪填补堤防非常分洪设计理论空白，可控分洪填补水库非常分洪设计理论空白，向农田、滩地分洪填补渠首工程非常分洪设计理论空白。
2、本发明的泄洪滩地水毁机理的作为防灾减灾理论依据的学术价值：利用泄洪滩地水毁机理可以解释以上一系列水毁案例，泄洪滩地水毁机理是一种普遍性的机理，无需具体的洪水标准，这就解决现行规范规定的有限具体的洪水标准无法解释无限超标准洪水堤坝水毁的普遍规律；利用泄洪滩地水毁机理的泄洪滩地破坏普遍性的规律进行防灾减灾，无需具体洪水标准，无需防灾减灾工程措施一劳永逸只需堤坝不发生失控性、灾难性溃决的目标，解决现有按规范规定的有限洪水标准设计的堤坝在规范内一劳永逸，但是无法抵御无限的超标准洪水工程水毁的理论性难题。
3、本发明泄洪滩地水毁机理特征的学术价值：利用泄洪滩地水毁机理的泄洪滩地破坏首先起源于小流量大流量反而安全的特性，据此防灾减灾措施有据可循容易解决；利用泄洪滩地水毁机理的泄洪滩地植被的生态性、可恢复性、可控性及水打沟到割滩改道的演变过程，实现沿江河两岸临时向农田分散分泄超标准洪水进行防灾减灾，实现化洪为涝、化涝为利的分洪设计，解决建滞洪区集中分洪的理论限制，实现不永久占有农田、不建或少建滞洪区围堤、不破坏环境、造价低廉、实施便捷却可以防止、减少巨大工程损失的目标；利用泄洪滩地水毁机理的泄洪滩地植被的生态性及泄洪滩地破坏可恢复性、可控性机理，采用土工合成材料分洪建筑物进行防灾减灾，解决现行土、石、砼、铪结构无法抵御超标准洪水的难题；利用泄洪滩地水毁机理的上下游水头差大破坏性大的特性，溃坝时上下游水头差最大，较大的溃坝涌浪毁摧毁沿程一切，采用多级可控自溃进行防灾减灾设计，实现小的超标准洪水小级别自溃、大的超标准洪水大级别自溃，大的超标准洪水逐渐自溃，使下游水位逐渐上涨，避免不可抵御的超标准洪水漫堤坝溃决产生的溃坝涌浪给人们造成灭顶之灾、摧毁沿程建筑物的工程灾难，让人畜有逃生的机会，实现人性化的工程设计。
4、本发明的广泛应用价值与社会效益：应用于江河堤防，构建新型堤防防洪分洪体系，解决堤防一系列的防洪设计与抗洪抢险的难题；应用于水库，构建新型水库可控非常分洪体系，解决水库一系列非常分洪的难题；应用于渠首工程，构建新型封闭式渠首的非常分洪体系，解决渠首工程一系列非常分洪的难题；还可以应用于渠道堤防与交叉以及施工围堰抵御超标准洪水工程水毁，本发明会获得巨大社会效益。
5、本发明直接的经济效果：水库、堤防的堤坝溃决问题得到解决，水库可以降低防洪库容增加兴利库容，直接提高水库经济效益，水库、堤防的洪水标准也可以降低，也可以减少水库、堤防的投资；渠首工程拦河坝、堤防洪水标准也可以降低，渠首投资也降低。
6、本发明的超标准洪水堤坝漫顶溃决的防灾减灾作为现行规范补充，形成按规范设计还要结合具体工程依据泄洪滩地水毁机理考虑超标准洪水不伤人、不毁物的防灾减灾新型设计理论与方法。当规范滞后社会经济发展时，一些新技术、新理念的“防灾减灾措施”，作为规范与经济、社会发展重要衔接；当成熟的“防灾减灾措施”可以列入规范，推动、充实一系列规范的修订。
7、本发明可控堰上水头的可控分洪，截流堵口容易，避免抢险队伍身陷绝境、险境。
8、新中国水利建设得到极大完善江河堤防的防洪标准普遍提高条件下，采用传统的抗洪方法会带来极大风险，本发明把超标准洪水工程水毁防灾减灾理论与新技术纳入新工程设计及防汛预案，改变几千年“兵来将挡水来土掩”的被动抗洪思想，也改变了全民全线修子堤抗洪抢险的方式，形成可控自动分洪及专业队伍可控主动分洪保堤坝的新型防灾减灾的度汛方法，这也恰恰适应农业机械化、城镇化农村缺少青壮抗洪抢险队伍的社会条件。
附图说明：
图1多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝示意图；
图2堤坝超标准洪水分洪管带示意图；
图3堤坝超标准洪水分洪虹吸管带示意图；
图4堤坝超标准洪水分洪管带群示意图；
图5堤坝超标准洪水分洪虹吸管带群示意图；
图6多级自溃封闭式渠首工程示意图。
具体实施方式：下面结合附图对本发明的最佳实施方式做详细说明：
实施例：一种防止超标准洪水堤坝水毁的防灾减灾方法（参见图1、2、3、4、5、6），构建超标准洪水堤坝防灾减灾理论，解决用规范规定的具体洪水标准无法解决无限的超标准洪水工程水毁的难题，它包括：1）在现有设计理论、规范的基础上，依据泄洪滩地水毁机理，增加超标准洪水工程水毁的防灾减灾设计，采用不永久占有土地资源、不破坏环境、造价低的新型土工合成材料可控非常分洪措施，防止溃坝涌浪造成灭顶之灾，遇到不可抗拒的洪水使人畜有逃生机会，减少工程水毁损失，依据泄洪滩地水毁机理，构建新型向农田分散分泄超标准洪水，实现化洪为涝，化涝为利，所述超标准洪水是指超过规范规定的洪水标准或超过工程所能承受的洪水，所述泄洪滩地水毁机理它是，承担渠首的泄洪滩地水毁演变过程是在春汛小流量时，滩地会发生冲刷破坏，形成“水打沟”；一旦水打沟形成，水流回淘演变成水打沟向上游快速扩展的“倒牵牛”，水打沟互相连通形成“串沟”；串沟与上下游河道连通，部分河水走此串沟形成“拉口子”，这些形式的滩地破坏，往往发生在小流量，大流量反而安全；串沟进一步发展就变成“割滩改道”，往往夏汛发生“割滩改道”，而春汛很少发生，以上演变可以是一次洪水也可以多次，把上下游水流量关系绘在一张图上，然后把河床底高程、堆石坝、冲沙闸、滩地高程相关因素标注其上，构成渠首泄洪滩地相关因素图，把渠首泄洪滩地相关因素图分四个区域，1区，滩地未行洪，滩地安全，2区，滩地过流但下游河水尚未出槽，此时水流属于自由堰流，滩上水流属于堰上急流，小流量高流速，冲刷破坏力强；3区，下游河水出槽，但下、上游滩上水深比〉=0.8，此时水流属于自由堰流，冲刷破坏力较大；4区，下、上游滩上水深比<0.8，此时属于淹没堰流，相对安全区；K线，同一时刻溃堤坝上下游水位～流量点连线，此时属于堰流，K的斜率小表示溃堤坝瞬间上下游水位差大、流量差大，单宽溃堤坝流量大、流速高，产生较高溃堤坝涌浪，其破坏性大，很高的溃堤坝涌浪会摧毁沿程的渠首、水库、堤防、桥梁等建筑物，形成灾难性的溃堤坝涌浪，K的斜率大表示溃堤坝瞬间上下游水位差小、流量差小，单宽溃堤坝流量小、流速低，产生较低溃堤坝涌浪，破坏性较小，甚至是安全的；如果春汛发生在二、三区而此时滩地植被尚未形成，表层松散的冻融土抗冲能力低，就会发生“水打沟、串沟、拉口子”，但此时滩地尚未完全融化，所以不会轻易改道，如果夏汛发生在二、三区时间长，一旦拉口子就会演变成“割滩改道”，把承担分洪的农田视为泄洪滩地；2）超标准洪水堤坝防灾减灾的分洪体系，它包括超标准洪水新型江河堤防分洪体系、超标准洪水新型江河堤防抗洪抢险分洪体系、超标准洪水新型水库非常分洪体系、超标准洪水新型渠首工程非常分洪体系；所述新型江河堤防的超标准洪水分洪体系、超标准洪水新型江河堤防抗洪抢险分洪体系它是，依据泄洪滩地水毁机理，构建新型分洪体系，确保堤防不发生溃堤涌浪，避免发生灭顶之灾使人畜有逃生机会，避免造成严重水土流失；超标准洪水新型水库非常分洪体系它是，依据泄洪滩地水毁机理，构建新型非常分洪体系，确保堤防不发生溃坝涌浪，避免下游拦河建筑物连锁水毁，避免发生灭顶之灾使人畜有逃生机会；超标准洪水新型渠首工程非常分洪体系它是，依据泄洪滩地水毁机理，构建新型渠首非常分洪体系，防止超标准洪水阻水溃堤，确保拦河坝不发生溃坝涌浪，避免下游拦河建筑物连锁水毁，避免发生灭顶之灾使人畜有逃生机会。
新型土工合成材料可控非常分洪措施，实现向农田分洪，实现可控分洪，它包括：多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝1、堤坝超标准洪水分洪管带2、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带3、堤坝超标准洪水分洪管带群4、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带群5；所述的多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝1它包括，所述的过水土堤坝1-1顶部连接土工合成材料护面1-2，所述的土工合成材料护面1-2顶部连接保护土层1-4，土工合成材料护面1-2堰顶连接多级自溃土堤1-3；所述堤坝超标准洪水分洪管带2它包括，所述拍门2-1下游连接分洪管2-2，所述分洪管2-2下游连接刚体骨架人工合成材料输水带2-3，所述刚体骨架人工合成材料输水带2-3下游连接人工合成材料输水带2-4，所述人工合成材料输水带2-4下游连接输水带浮体出口2-5；所述堤坝超标准洪水分洪虹吸管带3它包括，所述拍门3-1下游连接分洪虹吸管3-2，所述分洪虹吸管3-2下游连接刚体骨架人工合成材料输水带3-3，所述刚体骨架人工合成材料输水带3-3下游连接人工合成材料输水带3-4，所述人工合成材料输水带3-4下游连接输水带浮体出口3-5；所述堤坝超标准洪水分洪管带群4它包括2个以上分洪管带单元，分洪管带单元并列排放，所述分洪管带单元它包括，所述拍门4-1下游连接分洪管4-2，所述分洪管4-2下游连接刚体骨架人工合成材料输水带4-3，所述刚体骨架人工合成材料输水带4-3下游出口位于土工合成材料护坦4-4上，所述土工合成材料护坦4-4下游连接土工合成材料防冲段4-5；所述堤坝超标准洪水分洪虹吸管带群5它包括2个以上分洪虹吸管带单元，分洪虹吸管带单元并列排放，所述分洪虹吸管带单元它包括，所述拍门5-1下游连接分洪虹吸管5-2，分洪虹吸管5-2下游连接刚体骨架人工合成材料输水带5-3，所述刚体骨架人工合成材料输水带5-3下游出口位于土工合成材料护坦5-4上，所述土工合成材料护坦5-4下游连接土工合成材料防冲段5-5。
超标准洪水新型江河堤防分洪体系，解决目前堤防高风险大的问题，它是：对于暴涨河流沿两岸分散布置多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝1；对于缓涨河流沿两岸分散布置堤坝超标准洪水分洪管带群4、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带群5直接向农田分洪保堤坝，沿两岸分散布置堤坝超标准洪水分洪管带2、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带3通过沟、塘、低洼地向农田分洪，或者以上几种分洪措施进行联合运用分洪保堤坝，或者钢筋混凝土分洪闸与以上几种分洪措施进行联合运用分洪保堤坝进行联合运用分洪保堤坝。
超标准洪水新型江河堤防抗洪抢险理论，解决堤坝高抢险风险大的问题，解决城镇化机械化农村缺青壮抢险队伍的社会问题，它是：在已经完善的江河堤防遇到超标准洪水对于城镇仍然采取修建子堤抗洪的方法，对于非城镇农田区，采用多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝1、堤坝超标准洪水分洪管带2、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带3、堤坝超标准洪水分洪管带群4、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带群5等分洪措施为主，以修建子堤为辅。
新型水库可控分洪体系，解决水库无非常分洪的问题，解决非常溢洪道、副坝分洪不可控的问题，对于已建不可控自溃式的非常溢洪道及副坝分洪可以改建为本发明的多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝1，或者采用堤坝超标准洪水分洪虹吸管带3、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带群5预泄，实现小水不启动不可控的自溃式非常分洪措施，也可以增设堤坝超标准洪水分洪虹吸管带3、堤坝超标准洪水分洪管带群4、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带群5，实现小水预泄；对于无地形条件修建非常溢洪道的水库，采用本发明多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝1堤坝超标准洪水分洪管带2、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带3、堤坝超标准洪水分洪管带群4、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带群5在主坝上分泄超标准洪水。
新型的渠首工程非常分洪体系它是多级自溃封闭式渠首工程6（参见图6），解决渠首改造、洪水标准低的问题，所述多级自溃封闭式渠首工程6它包括，所述多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝6-1布置在封闭渠首工程的堤防6-2上，多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝6-3布置在封闭渠首工程的土质拦河坝6-4上，所述土质拦河坝6-4连接拦河闸6-5，所述拦河闸6-5连接进水闸6-6。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种防止超标准洪水堤坝水毁的防灾减灾方法，其特征在于它包括：超标准洪水堤坝防灾减灾理论、超标准洪水堤坝防灾减灾的分洪体系；1）所述超标准洪水堤坝防灾减灾理论它是，在现有设计理论、规范的基础上，依据泄洪滩地水毁机理，增加超标准洪水工程水毁的防灾减灾设计，采用不永久占有土地资源、不破坏环境、造价低的新型土工合成材料可控非常分洪措施，防止溃坝涌浪造成灭顶之灾，遇到不可抗拒的洪水使人畜有逃生机会，减少工程水毁损失，依据泄洪滩地水毁机理，构建新型向农田分散分泄超标准洪水，实现化洪为涝，化涝为利；所述超标准洪水是指超过规范规定的洪水标准或超过工程所能承受的洪水；所述泄洪滩地水毁机理它是，承担渠首的泄洪滩地水毁演变过程是在春汛小流量时，滩地会发生冲刷破坏，形成“水打沟”；一旦水打沟形成，水流回淘演变成水打沟向上游快速扩展的“倒牵牛”，水打沟互相连通形成“串沟”；串沟与上下游河道连通，部分河水走此串沟形成“拉口子”，这些形式的滩地破坏，往往发生在小流量，大流量反而安全；串沟进一步发展就变成“割滩改道”，往往夏汛发生“割滩改道”，而春汛很少发生，以上演变可以是一次洪水也可以多次，把上下游水流量关系绘在一张图上，然后把河床底高程、堆石坝、冲沙闸、滩地高程相关因素标注其上，构成渠首泄洪滩地相关因素图，把渠首泄洪滩地相关因素图分四个区域，1区，滩地未行洪，滩地安全，2区，滩地过流但下游河水尚未出槽，此时水流属于自由堰流，滩上水流属于堰上急流，小流量高流速，冲刷破坏力强；3区，下游河水出槽，但下、上游滩上水深比〉=0.8，此时水流属于自由堰流，冲刷破坏力较大；4区，下、上游滩上水深比<0.8，此时属于淹没堰流，相对安全区；K线，同一时刻溃堤坝上下游水位～流量点连线，此时属于堰流，K的斜率小表示溃堤坝瞬间上下游水位差大、流量差大，单宽溃堤坝流量大、流速高，产生较高溃堤坝涌浪，其破坏性大，很高的溃堤坝涌浪会摧毁沿程的渠首、水库、堤防、桥梁等建筑物，形成灾难性的溃堤坝涌浪，K的斜率大表示溃堤坝瞬间上下游水位差小、流量差小，单宽溃堤坝流量小、流速低，产生较低溃堤坝涌浪，破坏性较小，甚至是安全的；如果春汛发生在二、三区而此时滩地植被尚未形成，表层松散的冻融土抗冲能力低，就会发生“水打沟、串沟、拉口子”，但此时滩地尚未完全融化，所以不会轻易改道，如果夏汛发生在二、三区时间长，一旦拉口子就会演变成“割滩改道”，把承担分洪的农田视为泄洪滩地；2）所述超标准洪水堤坝防灾减灾的分洪体系，它包括超标准洪水新型江河堤防分洪体系、超标准洪水新型江河堤防抗洪抢险分洪体系、超标准洪水新型水库非常分洪体系、超标准洪水新型渠首工程非常分洪体系；所述新型江河堤防的超标准洪水分洪体系、超标准洪水新型江河堤防抗洪抢险分洪体系它是，依据泄洪滩地水毁机理，构建新型分洪体系，确保堤防不发生溃堤涌浪，避免发生灭顶之灾使人畜有逃生机会，避免造成严重水土流失；所述超标准洪水新型水库非常分洪体系它是，依据泄洪滩地水毁机理，构建新型非常分洪体系，确保堤防不发生溃坝涌浪，避免下游拦河建筑物连锁水毁，避免发生灭顶之灾使人畜有逃生机会；所述超标准洪水新型渠首工程非常分洪体系它是，依据泄洪滩地水毁机理，构建新型渠首非常分洪体系，防止超标准洪水阻水溃堤，确保拦河坝不发生溃坝涌浪，避免下游拦河建筑物连锁水毁，避免发生灭顶之灾使人畜有逃生机会。
2.根据权利要求1所述的一种防止超标准洪水堤坝水毁的防灾减灾方法，其特征在于：所述新型土工合成材料可控非常分洪措施它包括，多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝（1）、堤坝超标准洪水分洪管带（2）、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带（3）、堤坝超标准洪水分洪管带群（4）、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带群（5）；所述的多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝（1）它包括，所述的过水土堤坝（1-1）顶部连接土工合成材料护面（1-2），所述的土工合成材料护面（1-2）顶部连接保护土层（1-4），土工合成材料护面（1-2）堰顶连接多级自溃土堤（1-3）；所述堤坝超标准洪水分洪管带（2）它包括，所述拍门（2-1）下游连接分洪管（2-2），所述分洪管（2-2）埋于堤坝（2-6）顶部，分洪管（2-2）下游连接刚体骨架人工合成材料输水带（2-3），所述刚体骨架人工合成材料输水带（2-4）下游连接人工合成材料输水带（2-4），所述人工合成材料输水带（2-4）下游连接输水带浮体出口（2-5）；所述堤坝超标准洪水分洪虹吸管带（3）它包括，所述拍门（3-1）下游连接分洪虹吸管（3-2），所述分洪虹吸管（3-2）埋于堤坝（3-6）顶部，分洪虹吸管（3-2）下游连接刚体骨架人工合成材料输水带（3-3），所述刚体骨架人工合成材料输水带（3-3）下游连接人工合成材料输水带（3-4），所述人工合成材料输水带（3-4）下游连接输水带浮体出口（3-5）；所述堤坝超标准洪水分洪管带群（4）它包括2个以上分洪管带单元，分洪管带单元并列排放，所述分洪管带单元它包括，所述拍门（4-1）下游连接分洪管（4-2），所述分洪管（4-2）下游连接刚体骨架人工合成材料输水带（4-3），分洪管（4-2）埋于堤坝（4-6）顶部，所述刚体骨架人工合成材料输水带（4-3）下游出口位于土工合成材料护坦（4-4）上，所述土工合成材料护坦（4-4）下游连接土工合成材料防冲段（4-5）；所述堤坝超标准洪水分洪虹吸管带群（5）它包括2个以上分洪虹吸管带单元，分洪虹吸管带单元并列排放，所述分洪虹吸管带单元它包括，所述拍门（5-1）下游连接分洪虹吸管（5-2），所述分洪虹吸管（5-2）埋于堤坝（5-6）顶部，分洪虹吸管（5-2）下游连接刚体骨架人工合成材料输水带（5-3），所述刚体骨架人工合成材料输水带（5-3）下游出口位于土工合成材料护坦（5-4）上，所述土工合成材料护坦（5-4）下游连接土工合成材料防冲段（5-5）。
3.根据权利要求1所述的一种防止超标准洪水堤坝水毁的防灾减灾方法，其特征在于：所述超标准洪水新型江河堤防分洪体系它是，对于暴涨河流沿两岸分散布置多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝（1）；对于缓涨河流沿两岸分散布置堤坝超标准洪水分洪管带群（4）、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带群（5）直接向农田分洪保堤坝，沿两岸分散布置堤坝超标准洪水分洪管带（2）、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带（3）通过沟、塘、低洼地向农田分洪，或者以上几种分洪措施进行联合运用分洪保堤坝，或者钢筋混凝土分洪闸与以上几种分洪措施进行联合运用分洪保堤坝进行联合运用分洪保堤坝。
4.根据权利要求1所述的一种防止超标准洪水堤坝水毁的防灾减灾方法，其特征在于：所述超标准洪水新型江河堤防抗洪抢险分洪体系是，在已经完善的江河堤防遇到超标准洪水对于城镇仍然采取修建子堤抗洪的方法，对于非城镇农田区，采用多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝（1）、堤坝超标准洪水分洪管带（2）、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带（3）、堤坝超标准洪水分洪管带群（4）、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带群（5）等分洪措施分洪为主，以修建子堤挡水为辅。
5.根据权利要求1所述的一种防止超标准洪水堤坝水毁的防灾减灾方法，其特征在于：所述新型水库可控分洪体系它是，对于已建不可控自溃式的非常溢洪道及副坝分洪可以改建为本发明的多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝（1），或者采用堤坝超标准洪水分洪虹吸管带（3）、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带群（5）预泄，实现小水不启动代价高昂的不可控的自溃式非常分洪措施，也可以增设堤坝超标准洪水分洪虹吸管带（3）、堤坝超标准洪水分洪管带群（4）、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带群（5），实现小水预泄；对于无地形条件修建非常溢洪道的水库，采用本发明多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝（1）堤坝超标准洪水分洪管带（2）、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带（3）、堤坝超标准洪水分洪管带群（4）、堤坝超标准洪水分洪虹吸管带群（5）实现在主坝上分泄超标准洪水。
6.根据权利要求1所述的一种防止超标准洪水堤坝水毁的防灾减灾方法，其特征在于：所述新型的渠首工程非常分洪体系它是多级自溃封闭式渠首工程（6），所述多级自溃封闭式渠首工程（6）它包括，所述多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝（6-1）布置在封闭渠首工程的堤防（6-2）上，多级自溃土工合成材料土质分洪堤坝（6-3）布置在封闭渠首工程的土质拦河坝（6-4）上，所述土质拦河坝（6-4）连接拦河闸（6-5），所述拦河闸（6-5）连接进水闸（6-6），构成抵御超标准洪水的新型渠首工程形式。
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