唐 毅,施俊躍,彭 洪,王 東,程黎明,蔡小仁,牛 坤

(1.浙江省水利科技推廣與發(fā)展中心,浙江 杭州 310012;2.浙江省水利工程管理總站,浙江 杭州 310009;3.四川大學(xué),四川 成都 610065;4.浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院,浙江 杭州 310002)

1 問(wèn)題的提出

土石壩病險(xiǎn)信息是土石壩安全管理的重要基礎(chǔ)之一,病險(xiǎn)案例中蘊(yùn)涵著大量的安全信息,不僅對(duì)管理人員起著安全警示的作用,而且還暴露出土石壩系統(tǒng)以及安全管理中存在的薄弱環(huán)節(jié)。通過(guò)對(duì)大量病險(xiǎn)案例的搜集和統(tǒng)計(jì),建立土石壩安全病險(xiǎn)檔案庫(kù),并對(duì)險(xiǎn)情進(jìn)行深入的分析和研究,充分發(fā)掘病險(xiǎn)內(nèi)在的因果關(guān)系,探討土石壩的潰決機(jī)制,有利于大壩安全管理者采取針對(duì)性的措施,保障大壩的安全。

自2003年以來(lái),浙江省實(shí)施了以病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固為主要內(nèi)容的千庫(kù)保安工程,使全省水庫(kù)的安全狀況得到了明顯改善,按照黨中央和國(guó)務(wù)院的戰(zhàn)略部署,今后若干年仍是這項(xiàng)工作的攻堅(jiān)階段,為適應(yīng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的要求,浙江省編制了《浙江省“十二五”水庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)規(guī)劃》,加快水庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè),實(shí)現(xiàn)水庫(kù)管理現(xiàn)代化[1-3]。

2 浙江省土石壩安全信息數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

浙江省土石壩病險(xiǎn)水庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)選擇Windows XP作為基礎(chǔ)平臺(tái),在.NET FrameWork3.5的環(huán)境下以C#作為程序平臺(tái),應(yīng)用SQL Server作為數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)。系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

2.2 系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)

浙江省土石壩信息庫(kù)設(shè)權(quán)限登陸,登陸界面見(jiàn)圖2。界面采用目前較流行的樹(shù)狀式,用戶只需在此窗口選擇不同的功能按鈕即可進(jìn)入不同的功能模塊。該系統(tǒng)可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息進(jìn)行添加、刪除、修改、查詢和統(tǒng)計(jì)分析等操作。

圖2 浙江省土石壩安全信息庫(kù)系統(tǒng)登陸界面圖

3 浙江省病險(xiǎn)水庫(kù)特征研究

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能模塊能夠?qū)?shù)據(jù)庫(kù)中的所有病險(xiǎn)案例信息進(jìn)行關(guān)鍵字段(例如壩高、壩型、建成時(shí)間、水庫(kù)類型、病險(xiǎn)類型)的統(tǒng)計(jì)分析,并以直觀的圖表形式表現(xiàn)出來(lái)(如餅狀圖、條形圖等)。

利用所搜集的浙江省1954—2001年完建的病險(xiǎn)水庫(kù)案例數(shù)據(jù),案例包括了從2000年以來(lái)省管大中型、重點(diǎn)小型水庫(kù)及寧波市各類水庫(kù)具有代表性的大壩安全認(rèn)定資料。對(duì)這些病險(xiǎn)資料進(jìn)行深入地分析和歸納,有助于探討土石壩的潰決機(jī)制,為病險(xiǎn)水庫(kù)的除險(xiǎn)加固以及大壩的安全管理工作提供有價(jià)值的意見(jiàn)和建議。

3.1 病險(xiǎn)水庫(kù)的壩高分布

由圖3可以看出,壩高在10～20 m的病險(xiǎn)壩比例最高,幾乎占病險(xiǎn)壩總數(shù)的1/2,其次是20～30 m的大壩,而高于70 m的病險(xiǎn)壩很少,僅2座。按SDJ 218—84《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定:高度在30 m以下的為低壩,高度在30～70 m的為中壩,高度超過(guò)70 m的為高壩。從圖3可以看出,絕大多數(shù)病險(xiǎn)壩屬于低壩,其數(shù)目占病險(xiǎn)壩總數(shù)的82.8%。

圖3 病險(xiǎn)水庫(kù)的壩高分布圖

3.2 病險(xiǎn)水庫(kù)的工程規(guī)模分布

由表1可以看出,大型水庫(kù)病險(xiǎn)率占病險(xiǎn)水庫(kù)總數(shù)的1.9%,中型水庫(kù)病險(xiǎn)率占病險(xiǎn)水庫(kù)總數(shù)的9.7%,小型水庫(kù)病險(xiǎn)率占病險(xiǎn)水庫(kù)總數(shù)的88.4%,而庫(kù)容小于100萬(wàn)m3的小 (2)型水庫(kù)所占比例為51.2%,由于大量由縣鄉(xiāng)管轄的小型病險(xiǎn)水庫(kù)尚未統(tǒng)計(jì)在內(nèi),因此,其所占比例還要提高。由此反映出,大壩安全的重點(diǎn)除了影響范圍大的大中型水庫(kù)以外,小庫(kù)容水庫(kù)的除險(xiǎn)加固和管理也應(yīng)高度重視。

從水庫(kù)修建年代看,各時(shí)期修建的小型水庫(kù)的病險(xiǎn)率相比其它類型都是較高的,特別是1954—1980年修建的,幾乎占同年代修建的病險(xiǎn)水庫(kù)數(shù)目的80%以上 (見(jiàn)表2)。

表1 病險(xiǎn)水庫(kù)類型統(tǒng)計(jì)分析表

表2 不同完建年代病險(xiǎn)水庫(kù)百分比表%

3.3 病險(xiǎn)水庫(kù)的病險(xiǎn)類型分類

土石壩所處環(huán)境的變化,可分為施工階段、蓄水時(shí)、水庫(kù)水位變動(dòng)時(shí)或地震時(shí)等,在不同條件下雖然各種造成病險(xiǎn)的因素錯(cuò)綜復(fù)雜并且相互作用,但不同的病險(xiǎn)仍可從發(fā)生過(guò)的多次事例中識(shí)別出來(lái)。統(tǒng)一處理多種多樣的病險(xiǎn)是不合理的,以下從其主要原因著手進(jìn)行整理分析 (見(jiàn)表3、圖4)。滲漏及滲透破壞是浙江省土石壩的主要病險(xiǎn)類型,其中壩基滲漏、壩體滲漏是滲透破壞的最普遍的原因。

表3 非潰壩性病險(xiǎn)類型分類統(tǒng)計(jì)表

圖4 非潰壩性病險(xiǎn)原因分類統(tǒng)計(jì)圖

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)浙江省土石壩病險(xiǎn)案例的統(tǒng)計(jì)分析,獲得了以下結(jié)論:

(1)病險(xiǎn)土石壩大多完建于20世紀(jì)70年代以前,高度30 m以下的低壩在浙江省病險(xiǎn)土石壩中占絕大部分;

(2)滲漏及滲透破壞是浙江省土石壩的主要病險(xiǎn)類型,壩基滲漏、壩體滲漏是滲透破壞的最普遍的原因;

(3)土石壩安全的重點(diǎn)除了大中型水庫(kù)以外,小庫(kù)容水庫(kù)的除險(xiǎn)加固及管理也應(yīng)高度重視。

[1]朱曉源,呂樂(lè).淺談?wù)憬∷畮?kù)安全管理現(xiàn)狀、存在問(wèn)題及建議 [J].水系民生,2008(5):36-39.

[2]姚月偉,盧健國(guó).實(shí)施 “千庫(kù)保安”保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展[J].浙江水利科技,2003(5):19-21.

[3]孫小三,施俊躍,范波芹.浙江小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)報(bào)告編制規(guī)定的主要內(nèi)容 [J].中國(guó)水利,2008(18):32-33.