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浅谈小型水库安全检查与运行管理

2020-09-02刘双泉曹清明

神州·下旬刊 2020年8期
关键词:小型水库安全检查运行管理

刘双泉 曹清明

摘要:小型水库具有良好的灌溉、防洪排涝、抗旱功能,对改善区域小气候环境和区域经济发展意义重大,其安全检查与运行管理工作至关重要。文章以鹅形咀水库为例,在分析安全检查与运行管理工作必要性的基础上,从多方面讲述了安全检查主要内容,进而提出了加强小型水库安全检查与运行管理的几点建议,为提升小型水库安全检查质量与运行管理水平奠定基础。

关键词:小型水库;安全检查;运行管理

小型水库一般指的是总库容大于10万m3小于1000万m3的人工水库,其中总库容在10万m3—100万m3之间的水库称为小Ⅱ型水库,总库容在100万m3—1000万m3的水库称为小Ⅰ型水库。小型水库不仅对区域经济发展有积极的促进作用,而且具有灌溉、防洪排涝等功能,并且对改善区域小气候环境有积极的作用,如发展区域湿地型小气候区等。因此,加强小型水库安全检查与运行管理工作对提升小型水库的使用寿命和下游居民的生命财产安全至关重要。基于此,本文以赫山区鹅形咀水库为例,分析小型水库安全检查与运行管理的重要性,为提升安全检查质量以及管理水平提供參考。

1  研究区基本概况

鹅形咀水库位于湘江二级支流沧水铺河流域,属于湖南省益阳市赫山区鱼形山街道百羊庄村,是一座以灌溉为主,兼有防洪等综合效益的水利工程。水库坝址控制集雨面积2.61km2,坝址以上干流长度3.09km,干流平均坡降为45.0‰,设计正常库容10.90万m3,设计总库容14.42万m3,设计灌溉面积600亩,保护面积600亩,保护人口1300人。鹅形咀水库始建于1963年10月,施工设备简陋,主要采用木夯、石夯等工具,导致施工质量较差。由于当时技术条件及施工力量薄弱,部分工程项目无设计图纸和系统施工记载,随着水库运行时间的增长,工程日渐老化,新老问题频发,严重威胁着水库的安全运行。

因此,2015年8月,益阳市水利水电勘测设计研究院对鹅形咀水库进行除险加固工程勘测与设计。同年10月—12月对该水库进行了除险加固。

2  小型水库安全检查与运行管理的必要性分析

鹅形咀水库总库容14.42万m3,正常库容10.90万m3,设计灌溉面积600亩,是赫山区鱼形山街道的一座小Ⅱ型水库,其灌溉、防洪等综合效益十分显著。但是,鹅形咀水库经过五十多年的运行,水库枢纽工程老化严重,水库的安危关系到水库受益区经济的发展,因此,加强水库的安全检查工作是保障水库安全运行的基础。总体而言,小型水库安全检查与运行管理的必要性包括:①水库下游防洪保平安的需要,水库一旦失事,将直接危及下游百羊庄村0.13万余人生命财产安全,600亩农田及农作物也将受到洪水淹没而造成重大经济损失,因此加强水库安全检查及管理力度是十分有必要的;②防洪排涝功能的需要,小型水库除对区域经济具有明显的促进意义之外,还对防洪排涝、抗旱等具有明显的调控作用。因此,通过水库安全检查与管理工作提高水库运行效率是有必要的。

3  小型水库安全检查内容分析

3.1  库区渗漏检查

水库渗漏是诱发水库溃坝的主要因素,在水库安全检查中必须重视。鹅形咀水库库区周围植被覆盖一般,库盆两岸无大的溪流,水库主要接受上游汇水区域的大气降水补给,以地表径流的方式补给,具有明显的季节性变化特征。

3.2  坝体变形检查

水库大坝的稳定性是确保水库安全的基础,由于水库受到上游水体径流的冲击力是源源不断的,极易导致水库坝体变形,进而影响水库的安全,因此,水库坝体变形检查是水库安全检查中的重中之重。鹅形咀水库的大坝为粘土斜墙坝,坝区从上至下出露地层主要为斜墙填土、大坝下游面碎石土、残坡积土及元古界板溪群砂质板岩。建坝时由于填土来源较少,将耕植土、含碎石土放在一起填筑,导致大坝斜墙填土含砾量较高,约8%,质量稍差;且当时施工条件有限,缺乏技术和设备,多采用木夯及石夯,夯实质量较差,土体的密实度不均一,因此,鹅形咀水库的大坝存在沉降变形。但是,由于鹅形咀水库大坝的填筑时代久远,自重固结已基本完成,沉降变形已基本稳定,大坝后期多年运行未发现坝体变形、垮塌等现象。

3.3  坝体抗滑稳定性能检查

水库上游径流对坝体的影响不仅表现在坝体变形上,而且极易诱发坝体滑移。因此,加强坝体滑移问题检查是制定除险加固措施的基础。鹅形咀水库大坝为粘土斜墙坝,溢洪道为岸边正槽式,位于大坝右岸山体上,基础为元古界板溪群强风化砂质板岩,基础强度满足要求。库区地处新华构造体系之第三复式隆起带,地壳运动相对宁静,以振荡运动为主,构造运动较弱,且未见大的断裂或活动断裂通过,区域稳定性较好。同时,库区地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s,场地地震基本烈度为Ⅵ度,属相对稳定地区。此外,大坝下游面为碎石土,对大坝的抗滑稳定有利。

3.4  大坝渗漏检查

坝基渗漏问题对水库大坝安全影响较大,且不容易发觉,是诱发溃坝的主要因素之一。根据鹅形咀水库坝基基础组成、现场试验以及室内土工试验等,认为鹅形咀水库坝体填筑质量一般,斜墙填土主要由含砾的粉质粘土及粘土组成,土料质量较差,结构疏松—稍密,属中等偏高压缩性土。通过现场对斜墙部分的注水试验查明,作为防渗部位的斜墙粘土渗透系数平均在4.7×10-5cm/s,不满足粘土斜墙坝防渗体K<1×10-5的规范要求,为中等透水层,存在坝体渗透问题,导致这一问题的原因为附近山体覆盖层较薄,填土来源较少,将耕植土、含碎石土放在一起填筑,填土质量较差,且当时施工条件有限,缺乏技术和设备,多采用木夯及石夯,夯实质量较差,土体的密实度不均一。因此,总体上鹅形咀水库坝体渗透稳定性较差。此外,鹅形咀水库大坝的坝轴线处河谷为“V”型谷,大坝坝基出露的岩性为元古界板溪群砂质板岩,坝基岩体风化较强烈,节理裂隙发育,且据钻孔揭露局部夹石英脉,透水性强,根据钻孔压水试验成果,上部坝基岩石透水坝率q=31.8Lu>10Lu,属于中等透水层,存在坝基渗漏问题。

4  加强小型水库安全检查与运行管理的几点建议

4.1  加强安全检查与运行管理制度的建设工作

由于小型水库一般位于乡、村地区,导致水库安全检查与管理工作相对薄弱,无法很好的将检查内容落到实处。因此,为了切实提高小型水库安全检查质量和管理水平,必须健全安全检查与运行管理制度,将责任落到实处,可通过以下几个方面实现:①鱼形山街道农业综合服务中心(2020年3月乡镇机构改革,水利部门职能划入农业综合服务中心)和村(社区)成立组织机构,将安全检查与运行管理主体、内容、責任、权限等落实到人;②水库安全检查是发现安全隐患,及时处理安全隐患,最终目的是确保水库的正常运行,因此必须坚持“预防为主、综合治理”的基本原则;③水库安全检查是一项经常性的细致的重要工作,管理人员对大坝、溢洪道、放水设施等建筑物进行检查观察。填写检查观察记录。水库工程的安全检查工作可分为经常检查、定期检查和特殊检查,4月1日—9月30日必须每天巡视检查。

4.2  加强安全监测技术方法的应用

水库溃坝过程不是一蹴而就的,是多种综合因素长期演化的过程,因此,应加强水库安全检查与运行管理的细节,如大坝坝体的顶部是否存在裂缝、积水、变形或者植物生长等现象;坝体的背水面是否存在裂缝、滑动、剥落、蚁穴、渗漏和高杆植物生长等;坝体的迎水面是否存在剥落、裂缝、冲刷等现象;水库的防浪墙是否出现开裂、倾斜、挤碎、错断等问题;放水设施是否断裂漏水;溢洪道是否垮塌堵塞等。为提高水库安全检查与管理,可通过以下几个方面提高安全检查技术水平:①加强现代化监测技术的应用,对水库进行全方位的监控管理,逐步实现远程实时动态监测目的,实现现代化管理,如InSAR技术、GPS技术、GNSS技术等的应用,能够较好的反映坝体形变演变规律等,对进一步制定除险加固措施提供可靠的依据。

4.3  水库管理人员应掌握的技术知识

小型水库运行管理的任务是:确保工程安全,充分发挥工程效益。水库管理人员应熟悉责任水库基本情况,准确掌握工情、水情、雨情、险情,认真作好检查观察记录,发现安全隐患及时报告并积极组织处理。

5  结束语

综上所述,小型水库一般位于我国乡村地区,对促进当地经济发展、农业灌溉、防洪排涝及抗旱有积极的作用。但是,小型水库一般历史较为久远,由于受当时施工条件以及技术水平限制,导致小型水库新老问题频发,影响了小型水库的正常运行。因此,加强小型水库安全检查与运行管理工作是预防水库失事,充分发挥效益的重要措施。所以,加强小型水库安全检查与运行管理工作是十分重要的。

参考文献:

[1]黎凤赓,彭月平,万思源,唐少龙.小型水库实施标准化管理的对策措施[J].江西水利科技,2019,45(03):202-204,210.

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