錢小春
【摘要】水庫工程是流域防洪安全保護(hù)系統(tǒng)和水資源開發(fā)利用,系統(tǒng)的重要組成部分,盡管國(guó)家加大了對(duì)小型水庫除險(xiǎn)加固投資力度,水庫的安全狀況有了一定改善,但中小型水庫的病險(xiǎn)率仍偏高。因此中小型水庫除險(xiǎn)加固是搞好當(dāng)?shù)胤篮轶w系建設(shè)的重要措施,是保障地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、居民安居樂業(yè)、社會(huì)長(zhǎng)治久安的根本途徑。
【關(guān)鍵詞】水庫;除險(xiǎn)加固;大壩安全;措施
一、病險(xiǎn)水庫存在的問題
(一)年久失修,壩體及附屬設(shè)施破損嚴(yán)重
壩體及附屬設(shè)施破損嚴(yán)重屬于水庫的表象病險(xiǎn),這類水庫病險(xiǎn)主要表現(xiàn)在大壩局部存在塌陷、坑洞,壩體迎水坡護(hù)體脫落,背水面沖刷嚴(yán)重,此類病險(xiǎn)水庫如遇汛期蓄水,將存在很大安全隱患,一旦水頭過高,壩前護(hù)體抗沖刷能力不夠,壩體出險(xiǎn),將很難給予補(bǔ)救,所以,這類水庫一般都不敢高水位蓄水,甚至有些水庫常年處于死水位,擔(dān)心一旦蓄水出現(xiàn)潰壩事故。諸如河南洛陽常陵水庫、登封少林水庫、新鄭五虎趙水庫等均存在這種問題,常年處在死水位,無法發(fā)揮水庫的興利效益。
(二)大壩滲漏嚴(yán)重,無法蓄水
這是水庫的"內(nèi)傷",這類水庫由于大壩防滲體破壞或壩基存在繞滲,常年難以蓄水,水庫一直處于死水位,導(dǎo)致水庫周邊人民守著水庫無水用,旱季需要用水時(shí),無奈從死水位下抽水,待水抽干后,由于暴曬,壩底出現(xiàn)干裂,再次蓄水時(shí)則壩體容易垮坡,一旦遇到洪水,就更加危險(xiǎn)。
(三)原設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)較低,安全系數(shù)不夠
從大多數(shù)病險(xiǎn)中小水庫來看,大壩原設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)普遍較低,同時(shí)溢洪道最大泄洪能力與最大洪峰流量之比不高,從壩體結(jié)構(gòu)來看,很多大壩壩頂寬度窄,下游坡度小,如河南義馬常
窯水庫,壩頂寬度為 2.5m,下游壩坡為 1∶1.3,因其水庫面積較小,要達(dá)到興利庫容主要靠抬高水位,從而使得水頭壓力增加,正常水位時(shí)壩前水頭高度超過了 35m,相對(duì)如此"單薄"的壩體,安全性確實(shí)令人擔(dān)憂。
(四)大壩穩(wěn)定性差和強(qiáng)度問題。
壩體的不穩(wěn)定包括整體的不穩(wěn)定(相對(duì)建基面整體滑動(dòng))和部分壩段、壩體(從整個(gè)壩體上分離)的失穩(wěn)。首先是壩基、壩肩的抗滑穩(wěn)定問題;其次是邊坡穩(wěn)定問題,主要表現(xiàn)在滑移邊界條件的存在, 以及邊坡出現(xiàn)變形;第三是滲透穩(wěn)定問題,主要表現(xiàn)在沿壩基和壩肩或壩體與岸坡的接觸部位產(chǎn)生管涌、流土等。在失穩(wěn)問題中還必須注意一些特殊的失穩(wěn)問題,如拱壩的上滑失穩(wěn)、金屬面板失穩(wěn)、長(zhǎng)架空輸水管道失穩(wěn)或鎮(zhèn)墩失穩(wěn)等。
對(duì)于強(qiáng)度問題,主要表現(xiàn)為產(chǎn)生裂縫、接縫寬度增加、內(nèi)部融蝕、表面凍融
等,其中貫穿性裂縫對(duì)壩體安全極為不利。產(chǎn)生裂縫的主要原因有拉應(yīng)力過大或有效應(yīng)力減少、材料的抗剪或抗拉強(qiáng)度降低、溫度應(yīng)力、土石壩材料的干容重和密實(shí)度不能滿足要求等。
(五)其他安全問題
輸、放水及泄洪建筑物老化,破壞較為普遍,如閘門的銹蝕嚴(yán)重, 啟閉機(jī)不能正常使用;材料和結(jié)構(gòu)老化;防汛公路不暢,管理設(shè)施、水文測(cè)報(bào)、大壩觀測(cè)設(shè)備等不完善;水庫淤積、山體滑坡、南方白蟻破壞等,均需引起高度重視。
二、病險(xiǎn)庫的成因分析
(一)先天不足。我國(guó)一部分水庫建成于"大躍進(jìn)"和"文革"期間。這個(gè)期間修建的水庫,限于當(dāng)時(shí)特殊的歷史條件,如水文站點(diǎn)少及普遍存在的設(shè)計(jì)、技術(shù)、施工力量及資金不足、水庫淤積等因素,設(shè)計(jì)規(guī)范不完善,"三邊"(邊勘測(cè)、邊設(shè)計(jì)、邊施工)工程多,水庫實(shí)際運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
(二)后天不足。重建設(shè)、輕管理,以及缺乏維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用造成管護(hù)不及時(shí),特別是一些中小型水庫根本就沒有觀測(cè)設(shè)施及手段,水庫的病險(xiǎn)情況不能及時(shí)掌握,更不能得到及時(shí)處理,最終形成重大隱患。
三、病險(xiǎn)水庫治理的對(duì)策
(一)做好水庫大壩安全鑒定及探查工作。
在病危水庫安全建設(shè)時(shí),大壩安全鑒定主管部門應(yīng)嚴(yán)格按照《水庫大壩安全鑒定辦法》要求,組織設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理等方面的資深專家,嚴(yán)格按此辦法全面準(zhǔn)確地查找出水庫存在的各種隱患,同時(shí)委托具備相應(yīng)資質(zhì)的專業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)這些隱患進(jìn)行專題調(diào)研,找準(zhǔn)隱患部位,分析產(chǎn)生原因,提出處理措施。
(二)對(duì)病險(xiǎn)庫進(jìn)行科學(xué)論證和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
在實(shí)施對(duì)水庫安全加固時(shí),加固方案的合理性對(duì)工程投資和經(jīng)濟(jì)效益至關(guān)重要[4],因此前期調(diào)查和資料收集整理工作就顯得尤為重要, 這需要認(rèn)真做好諸如水文地質(zhì)及工程地質(zhì)勘察、水文資料、大壩位移觀察資料、大壩及庫區(qū)滲漏資料的收集整理, 以及調(diào)研大壩運(yùn)行管理現(xiàn)狀等許多基礎(chǔ)性的工作。防洪工程的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)結(jié)果是決定工程興建與否的重要依據(jù)之一,病險(xiǎn)庫的治理還必須重視財(cái)務(wù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià), 這是治理的主要依據(jù)。合理的投資風(fēng)險(xiǎn)分析為小型水庫除險(xiǎn)加固工程的可行性提供了技術(shù)支持,對(duì)發(fā)揮工程的除險(xiǎn)加固效益產(chǎn)生積極作用。通過對(duì)加固工程進(jìn)行投資風(fēng)險(xiǎn)分析,可精確判斷工程加固方案的合理程度和效益指標(biāo)的高低,為進(jìn)一步對(duì)除險(xiǎn)加固工程方案進(jìn)行優(yōu)化提供了明確的思路和途徑。
(三)努力提高病險(xiǎn)水庫加固的科技含量
在對(duì)病危水庫加固工程過程中應(yīng)依托科研、設(shè)計(jì)、施工、大學(xué)院校等方面的技術(shù)力量,廣泛采用新技術(shù)、新方法、新材料、新工藝,力求體現(xiàn)先進(jìn)性、科學(xué)性和經(jīng)濟(jì)性相統(tǒng)一,堅(jiān)持加固與提高、加固與技術(shù)進(jìn)步相結(jié)合,使病險(xiǎn)水庫治理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面達(dá)到高水平。
(四)建立良性的水庫運(yùn)營(yíng)管理機(jī)制
建立嚴(yán)格的管理責(zé)任制, 責(zé)任落實(shí)到人。嚴(yán)格按照《水庫大壩安全管理?xiàng)l例》等法律法規(guī)的要求實(shí)施,使管理規(guī)范化、制度化,同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)水庫大壩的監(jiān)測(cè)和觀測(cè)工作, 配備齊全的監(jiān)測(cè)設(shè)備, 建設(shè)必要的觀測(cè)設(shè)施,采用先進(jìn)的觀測(cè)手段,對(duì)大壩進(jìn)行及時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)大壩的隱患。完善水利工程設(shè)施的監(jiān)管和維護(hù),這對(duì)保障水利設(shè)施的正常運(yùn)行, 延長(zhǎng)其使用壽命有這積極意義,同時(shí)在水庫的病險(xiǎn)得到有效排除的前提下,增容和恢復(fù)庫容是提高水庫自身經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,解決水資源緊張狀況的一條好的途徑。
(五)建立合理的融資方式
病險(xiǎn)水庫嚴(yán)重制約水庫效益正常發(fā)揮。由于存在病險(xiǎn)問題,許多水庫不能按設(shè)計(jì)要求蓄水運(yùn)行,無法滿足供水、灌溉、發(fā)電等用水要求,嚴(yán)重影響興利效益的發(fā)揮,乃至缺乏更新改造經(jīng)費(fèi), 有些甚至沒有維修資金, 使水利工程設(shè)施得不到及時(shí)維修養(yǎng)護(hù)和更新改造,因此建立合理的融資方式是解決目前建設(shè)資金短缺和病險(xiǎn)水庫大量存在的行之有效的方法。
(六)建立完善的水庫治理效果綜合評(píng)價(jià)體系
在我國(guó)目前還沒有建立以個(gè)比較規(guī)范完整的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,往往不能全面客觀地反映整個(gè)除險(xiǎn)加固工程的治理效果,有的研究?jī)H是針對(duì)除險(xiǎn)加固中具,體一項(xiàng)或某幾項(xiàng)指標(biāo)說明本次除險(xiǎn)加固的治理效果,而且這些方法可移植性較差,不能方便快捷地推廣到大量病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固治理效果評(píng)價(jià)工作中。因此建立建立完善的水庫治理效果綜合評(píng)價(jià)體系對(duì)于綜合治理病險(xiǎn)水庫有著積極意義。
結(jié)語
通過國(guó)家實(shí)施強(qiáng)有力的病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固措施,中小型水庫的興利地位將逐步恢復(fù)并提升,一系列除險(xiǎn)加固措施的應(yīng)用對(duì)這些病險(xiǎn)水庫將起到起死回生的作用,在水資源日益貧乏的今天,水庫的功能恢復(fù)將對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)起到巨大的推動(dòng)作用,為人們生活的安全穩(wěn)定奠定了堅(jiān)強(qiáng)的基石。
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