李金榮

（新平縣水利局水庫管理中心 云南玉溪 653499）

水庫水文觀測應(yīng)該注意的問題及浸潤線變化的情況分析

李金榮

（新平縣水利局水庫管理中心 云南玉溪 653499）

近年來，水庫水文觀測工作中存在些許問題，值得工作人員注意。水庫大壩浸潤線與壩基有一定的聯(lián)系，通過觀測浸潤線得出的數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確性高，有助于提供壩體滲流量的相關(guān)數(shù)據(jù)。本文將以水庫工程現(xiàn)狀為研究點(diǎn)，對現(xiàn)今水庫水文工作存在問題進(jìn)行了綜述，并以黃草壩水庫大壩浸潤線觀測為實(shí)例，對大壩浸潤線的觀測效果和實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行分析。

水庫水文；觀測項(xiàng)目；存在問題；浸潤線

水庫對于工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人民群眾的生活有著重要的作用，水庫提供了源源不斷的水資源，為社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)。當(dāng)水庫面臨洪災(zāi)等特殊情況時，盡可能的減少經(jīng)濟(jì)損失，降低對人們正常生活帶來的危害和不便，就需要觀測大壩浸潤線來分析壩肩滲透參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)來分析確定滲透效果和水流速度。按水庫工程管理的要求，不管是大型、中型、小型水庫都需要設(shè)立水文觀測站，而且主要觀測項(xiàng)目是水位、流量、降水量及蒸發(fā)量等。然而，在實(shí)際的水庫水文觀測中存在很多問題，需要引起有關(guān)部門和工作人員的重視。

1 水庫水文工作現(xiàn)狀

水庫工程管理要求所有的水庫都要設(shè)立水庫水文觀測站，由于各種防汛問題的出現(xiàn)，各市各省的水庫大都響應(yīng)政策的要求，各大中小型水庫相繼建成并開始水文觀測工作。在各級、各部門領(lǐng)導(dǎo)的重視和關(guān)心支持下，以及各水庫水文工作人員共同努力下，在水庫水文工作上積累一定的成功經(jīng)驗(yàn)，也取得了一定的成績，水庫水文工作逐漸實(shí)現(xiàn)規(guī)范化的發(fā)展。水庫水文資料可以作為水利工程的防汛、調(diào)度、除險加固和其他建設(shè)工程的參考依據(jù)。水庫水文所取得的工作成果主要表現(xiàn)在以下幾個方面[1]，工作逐漸實(shí)現(xiàn)規(guī)范化，水庫水文觀測項(xiàng)目也增多了，水文觀測是日常工作的重要部分，而且觀測的數(shù)據(jù)質(zhì)量有所提高；水庫水文監(jiān)測裝備不斷得到完善；技術(shù)隊(duì)伍建設(shè)不斷加強(qiáng)；積累了大量寶貴的水庫水文資料。這些都為我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展提供了有力的參考依據(jù)。

2 水庫水文觀測存在的問題

2.1 觀測站不完善

雖然水庫管理工程對水文觀測站的建設(shè)提出了要求，但是有一些水庫還未設(shè)立相關(guān)的水文觀測站，尤其是一些城市中，部分中型水庫未進(jìn)行水文觀測。作為中型水庫，在水庫建成時就應(yīng)該設(shè)立相關(guān)的水文觀測站，并記錄相關(guān)觀測指標(biāo)，并對這些觀測資料統(tǒng)一整編與復(fù)審。有些城市中由于水庫較多，就沒有在所有的水庫中都設(shè)立水文觀測站，導(dǎo)致提供的水文信息不完整，這對城市的水資源的合理化配置是不利的。

2.2 檢測項(xiàng)目、站點(diǎn)不全

有些城市的水庫水文觀測項(xiàng)目較少，通常水庫水文的觀測項(xiàng)目主要有壩前水位、出庫流量、引水量、滲漏量、降水量、蒸發(fā)量、水溫等。但是有些水庫在出流量的觀測上不完整，個別水庫入庫流量也沒有記錄，更不用說對庫區(qū)雨量站，以及泥沙、淤積等項(xiàng)目的觀測。

2.3 自動化程度不高，先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用未達(dá)到預(yù)期效果

現(xiàn)階段多數(shù)水庫水文監(jiān)測方法，還基本要靠人工來完成。水庫水文中涉及整編審查的資料，除了汛期降水資料為自動記錄外，其他第一手資料均是通過人工獲得[2]。雖然，某些水庫自己安裝了水情自動測定系統(tǒng)，但是自動測定系統(tǒng)與日常的水文監(jiān)測工作沒有進(jìn)行合理的結(jié)合，對資源的利用率沒有達(dá)到最大，所以沒有達(dá)到預(yù)期設(shè)想的效果。有些中小型水庫安裝了較為先進(jìn)的水情自動測定系統(tǒng)，而且自動化的實(shí)現(xiàn)程度還是比較高的，唯一的問題就是相關(guān)維修技術(shù)不過關(guān)，導(dǎo)致系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)問題時難以解決，導(dǎo)致系統(tǒng)不能夠正常運(yùn)行，最終促使先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用未能達(dá)到預(yù)期的效果。

2.4 水庫水文隊(duì)伍技術(shù)力量薄弱

由于大多數(shù)水庫水文的工作人員在專業(yè)技術(shù)能力上還有待提高，而且水庫管理工作中為了節(jié)約成本，多數(shù)水文工作人員通常都是身兼數(shù)職，因此在水庫水文工作人員中存在問題較大。①水庫水文觀測人員不足，在一些小城市或者鄉(xiāng)鎮(zhèn)存中的小水庫，通常所有的水文工作由一人或者兩人來承擔(dān)，導(dǎo)致資料收集過程中存在不合理的因素，而且對水文資料進(jìn)行校驗(yàn)過程中，也缺乏響應(yīng)的監(jiān)督管理機(jī)制，更有甚者有些水庫沒有專職的水文觀測人員，通常由其他崗位的工作人員來兼職完成水文觀測工作。②水庫水文觀測工作人員的工作調(diào)動比較頻繁，導(dǎo)致培訓(xùn)跟不上調(diào)動的頻率。因此，當(dāng)原來的水庫水文觀測人調(diào)離水文觀測崗位后，后上任的觀測技術(shù)人員由于經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)能力上的缺陷，使得觀測結(jié)果達(dá)規(guī)范要求，所記錄的水文資料可靠性較差。還有一種情況，就是水庫水文觀測人員到了退休的年齡，但是由于沒有后續(xù)培訓(xùn)人員能勝任這份工作。因此，可以讓老職工在崗位上進(jìn)行新人的技術(shù)培訓(xùn)，保證水庫水文工作的順利進(jìn)行。

3 浸潤線設(shè)計(jì)情況

浸潤線是判斷水庫土層壩內(nèi)部滲流與安全的重要手段，也是土石壩安全監(jiān)測的重要項(xiàng)目。在觀測過程中，需要了解在運(yùn)行過程中浸潤線的運(yùn)行情況，對調(diào)整監(jiān)控大壩的滲透的安全有重要的作用。

3.1 觀測點(diǎn)設(shè)置

浸潤線觀測時需要對水庫大壩滲透情況進(jìn)行觀測，主要是通過測定測壓管的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測。通常測壓管的觀測點(diǎn)有15個左右，其中主要觀測區(qū)域是橫斷面，壩身上會布置11個測壓管，其余的布置在左右岸邊右山體安設(shè)4個點(diǎn)。測壓管的監(jiān)測主要是采用滲壓計(jì)和繩式水位[3]，每15d觀測一次，所記錄的數(shù)據(jù)整理成電子數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔備用。

3.2 觀測系統(tǒng)的應(yīng)用

水庫大壩浸潤線的自動化觀測管理系統(tǒng)，需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、分析等項(xiàng)目。具體的過程是：先對水庫壩體的動態(tài)資料進(jìn)行收集，隨后進(jìn)行信息化處理，在信息收集過程中需要將外界干擾因素考慮在內(nèi)，進(jìn)行自動化實(shí)時監(jiān)測。在壩體工程資料獲取過程中，需要保證壩體安全監(jiān)測數(shù)據(jù)資料的自動化處理，必要時結(jié)合內(nèi)部監(jiān)測數(shù)據(jù)，對壩體工程的承受能力進(jìn)行分析和評價。

3.3 水庫大壩浸潤線觀測的操作要點(diǎn)

根據(jù)對已測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能保證浸潤線觀測實(shí)踐程序的順利進(jìn)行。需要按照既定的設(shè)計(jì)程序，對壩體信息進(jìn)行信息化處理，保證信息的準(zhǔn)確性。在分析水庫水位相關(guān)性及相關(guān)特征水位測壓管的變化過程中，需要根據(jù)變化規(guī)律，采用電子表格的圖表功能，繪制出水位變化過程及測壓管水位的過程線。在操作過程中，需要綜合考慮測壓管水位滯后的原因。測壓管水位滯后指的是水位發(fā)生變化時，時間比原來延長多少。水庫在運(yùn)行過程中，水位處于動態(tài)變化的過程，壩內(nèi)無壓滲流是個不穩(wěn)定的過程，在無壓滲透過程中，由于水面隨著水位的變化也呈現(xiàn)上下涌動的情況，因此注水和放水都需要時間，此外需要考慮到其他影響因素的影響，將水位控制在合理范圍內(nèi)，避免水位起伏大，增加浸潤線觀測難度[4]。

4 浸潤線觀測案例分析

黃草壩水庫由于哀牢山脈中部地段。海拔高程1795m，受多方面因素的影響，主要是氣候條件和地形約束。因此，對于黃草壩水庫來說蓄水有以下特點(diǎn)：7月上旬之前，進(jìn)庫量大于出庫量；8月中旬黃草壩庫降水流入元江及紅河，這時氣溫仍較低，進(jìn)庫遠(yuǎn)小于出庫[5]；黃草壩水庫建成之初，就開始對水庫大壩浸潤線進(jìn)行觀測，同樣也是觀測15個位點(diǎn)，數(shù)據(jù)是從1992年開始記錄。在庫水位1843.6m時，后面的測壓管水位較高，水從1825m戧臺下的壩面滲出。浸潤線出現(xiàn)“抬尾巴”的現(xiàn)象。

觀測主要是針對大壩主斷面浸潤線，由于主觀測壩中布置著測壓管，浸潤線具有代表性。數(shù)據(jù)顯示測壓管水位的變化與水庫水位的變化相一致，發(fā)現(xiàn)觀測點(diǎn)的滲壓水位與水庫水位變化有一定的規(guī)律，顯示為正態(tài)分布規(guī)律，而且沒有局部凸顯的情況。然而在實(shí)際的測量數(shù)據(jù)中，浸潤線都有所不同，會有一定的差異，可以通過對測壓管水位觀測資料分析的情況，來判斷浸潤線是否正常。由于受地形條件的限制，昌馬水庫庫區(qū)兩岸山體為破碎巖石地質(zhì)結(jié)構(gòu)，出于對安全的考慮，對壩端右岸山體繞滲部位進(jìn)行了固結(jié)灌漿處理工序，對岸壩肩都做了響應(yīng)的防滲處理。大壩運(yùn)行觀測除壩面潮濕觀測，三角堰，還有沉陷位移觀測，浸潤線觀測等。垂直位移和水平位移的觀測，嚴(yán)格按照規(guī)范要求控制精度，即垂直位移，用水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測，往返測量的不符值，均不超過土為測站數(shù)）；水平位移的標(biāo)點(diǎn)是以壩頂兩端的工作基點(diǎn)所控制的視準(zhǔn)線為基準(zhǔn)，用經(jīng)緯儀來觀測，兩個測回成果之差，均不大于2mm，因此所觀測的成果是準(zhǔn)確的。

攔河壩竣工至今，壩身最大沉陷14cm，最大位移22cm，其位移主要是在竣工后兩三年內(nèi)，后期位移基本穩(wěn)定，位移量較小。

5 結(jié)語

全國有千千萬萬座水庫，在水庫水文的管理監(jiān)測工作中，存在著許多共性的問題，針對這些問題最重要的就是需要不斷提高水庫水文管理工作的重視程度，加強(qiáng)水庫水文管理設(shè)施建設(shè)，配備各種必要管理設(shè)備、設(shè)施，確保水庫的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，真正發(fā)揮水庫的作用，加快當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。針對水庫大壩浸潤線對水庫蓄水能力和調(diào)節(jié)能力的重要性，需要從水庫實(shí)際情況分析，了解壩肩觀測參數(shù)。針對浸潤線的觀測對水庫大壩整體運(yùn)行能力的影響，需要在系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)上，做到及時監(jiān)測、及時報警，對實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的問題要及時采取措施，保證觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

[1]張遠(yuǎn)，王丁明，王西琴，孟偉.太子河流域水庫建設(shè)對河流水文情勢的影響[J].環(huán)境科學(xué)研究，2012，04：363～371.

[2]楊忠，趙吳琴.小型水庫大壩安全評價——工程地質(zhì)勘察[J].科技致富向?qū)В?013，12：299+306.

[3]王 君.淺析山區(qū)地區(qū)水庫防汛搶險的現(xiàn)狀與對策[J].科技致富向?qū)В?015，14：50.

[4]祝遠(yuǎn)波，馮振西.高境水庫土壩防滲設(shè)計(jì)[J].廣西水利水電，2003，04：21～24.

[5]劉金輝.昌馬水庫大壩浸潤線觀測分析[J].水利工程，2013，20：94～95.

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1004-7344（2016）25-0126-02

2016-8-19

李金榮（1960-），男，哈尼族，工程師，大學(xué)，主要從事水庫水文工作。