譚尹

廣東中灝勘察設(shè)計咨詢有限公司 廣東 廣州 510000

小型水庫作為我國農(nóng)田灌溉和水資源調(diào)節(jié)的重要組成部分，在農(nóng)村地區(qū)起著至關(guān)重要的作用。然而隨著時間的推移和環(huán)境的變化，小型水庫面臨著一系列的除險加固問題，這不僅威脅到水庫的安全穩(wěn)定運行，也對周邊地區(qū)的生命財產(chǎn)安全造成潛在風(fēng)險。因此，研究小型水庫除險加固問題，并提出科學(xué)有效的對策建議，具有重要的理論和實踐意義。本文旨在深入探討小型水庫除險加固的問題與挑戰(zhàn)，并提出一系列對策建議，提高小型水庫的安全性和可持續(xù)發(fā)展能力，為農(nóng)田灌溉和水資源調(diào)節(jié)提供可靠保障。本研究將為小型水庫除險加固領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究和工程實踐提供重要參考，促進農(nóng)田水利事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和安全運行。

1 小型水庫除險加固意義

由于多年來的自然侵蝕、結(jié)構(gòu)老化、設(shè)計不合理以及管理不善等因素的影響，小型水庫普遍存在著安全隱患和運行風(fēng)險。因此，進行小型水庫除險加固具有重要的意義[1]。小型水庫除險加固可以保障人民生命財產(chǎn)的安全。水庫的潰壩事故可能導(dǎo)致災(zāi)難性的洪水，給周邊居民和農(nóng)田帶來巨大的損失，甚至危及人民的生命安全。通過加固措施，可以提高水庫的抗洪能力和穩(wěn)定性，減少潰壩事故的潛在風(fēng)險，保障人民的安全。小型水庫除險加固有助于提高農(nóng)田灌溉的效率和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性。水是農(nóng)田灌溉的關(guān)鍵資源，而水庫的安全性和穩(wěn)定運行直接影響著灌溉水源的供應(yīng)。通過對水庫進行除險加固，可以改善水庫的蓄水能力、調(diào)節(jié)能力和供水能力，確保農(nóng)田得到充足的水源供應(yīng)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性和效益。

此外，小型水庫除險加固對水資源調(diào)節(jié)和生態(tài)環(huán)境保護也具有積極意義。水庫在一定程度上可以調(diào)節(jié)河流的徑流量和水質(zhì)，對水資源的合理分配和保護起到重要作用。通過加固水庫，可以提高水庫的調(diào)節(jié)能力和保護性能，有效維護河流生態(tài)系統(tǒng)的平衡，促進水資源的可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境的健康發(fā)展。

2 小型水庫存在的除險加固問題分析

2.1 潛在的潰壩風(fēng)險

潛在的潰壩風(fēng)險是小型水庫除險加固中的重要問題，對水庫的安全性和周邊地區(qū)的生命財產(chǎn)安全造成潛在威脅。潛在的潰壩風(fēng)險主要涉及以下幾個方面：首先，水庫壩體的穩(wěn)定性是潰壩風(fēng)險的重要因素。壩體在長期的水壓和重力作用下，可能出現(xiàn)滲透、滑移和決口等問題。地基的穩(wěn)定性也直接影響著水庫壩體的穩(wěn)定性，例如地基沉降、土質(zhì)松軟等問題都可能導(dǎo)致壩體的不穩(wěn)定，增加了潰壩的風(fēng)險。其次，水庫溢洪道的設(shè)計和運行狀況是潰壩風(fēng)險的重要因素。溢洪道是水庫防洪的主要通道，如果設(shè)計不合理、尺寸不足或存在結(jié)構(gòu)缺陷，可能導(dǎo)致潰壩風(fēng)險的增加。此外，溢洪道的維護和清淤工作也是關(guān)鍵，若未及時進行清理和維護，可能導(dǎo)致溢洪道的堵塞和失效，加大了潰壩的風(fēng)險。

另外，水庫的排水系統(tǒng)也是潛在潰壩風(fēng)險的重要因素之一。排水系統(tǒng)包括泄洪設(shè)施和泄洪能力，如果泄洪設(shè)施存在設(shè)計缺陷或泄洪能力不足，可能在洪水來襲時無法及時有效地排水，增加了潰壩的風(fēng)險[2]。此外，排水設(shè)施的維護和管理也是至關(guān)重要的，若未定期檢修和維護，可能導(dǎo)致設(shè)施損壞和功能失效，進一步加劇了潰壩風(fēng)險。同時，管理體系的健全性和人員的專業(yè)素質(zhì)也對潰壩風(fēng)險的管理起著至關(guān)重要的作用。

2.2 結(jié)構(gòu)老化和損壞

結(jié)構(gòu)老化是指水庫構(gòu)筑物在長期使用過程中由于自然環(huán)境的侵蝕和物質(zhì)的老化而出現(xiàn)的力學(xué)性能下降和結(jié)構(gòu)強度減弱的現(xiàn)象。水庫混凝土結(jié)構(gòu)的老化是常見的問題?；炷敛牧显陂L期受到水滲透、凍融循環(huán)、化學(xué)侵蝕等因素的作用下，可能發(fā)生開裂、脫落、剝落等現(xiàn)象，降低了結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性。此外，混凝土構(gòu)件的鋼筋銹蝕也是常見的問題，鋼筋銹蝕會導(dǎo)致混凝土表面開裂和結(jié)構(gòu)損壞，加劇了結(jié)構(gòu)老化的程度。水庫金屬結(jié)構(gòu)的老化問題也不可忽視。金屬構(gòu)件如鋼梁、支撐和閘門等，長期暴露在自然環(huán)境中，容易受到氧化、腐蝕和金屬疲勞等因素的影響，導(dǎo)致金屬材料的強度和剛度降低，從而引發(fā)結(jié)構(gòu)的老化和損壞。特別是在惡劣的氣候條件下，如高溫、潮濕和高鹽度等環(huán)境，金屬結(jié)構(gòu)的老化速度更快。水庫土體的侵蝕和變形也是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)老化和損壞的重要因素。長期的水壓和滲透作用，以及地震和地質(zhì)活動等因素，可能導(dǎo)致土體的侵蝕和沉降，進而引發(fā)結(jié)構(gòu)的變形和損壞。尤其是對于土壩水庫而言，土體的穩(wěn)定性直接關(guān)系到水庫的安全性，土體的老化和損壞可能導(dǎo)致壩體的失穩(wěn)和潰壩的風(fēng)險。

2.3 設(shè)計不合理與不完善

設(shè)計不合理與不完善直接關(guān)系到水庫的安全性和穩(wěn)定運行。設(shè)計不合理可能涉及水庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計、水力設(shè)計和防洪設(shè)計等方面。

結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理可能導(dǎo)致水庫的安全性受到威脅。例如，水庫的壩型選擇、壩體的高度和厚度、壩坡的穩(wěn)定性等都是影響結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵因素。若在設(shè)計過程中忽視了地質(zhì)條件、水文條件和工程要求，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計不足或超負荷運行，會增加水庫的風(fēng)險和失穩(wěn)的可能性。

水力設(shè)計不合理也會影響水庫的安全和穩(wěn)定性。水庫的泄洪能力、供水能力和調(diào)節(jié)能力是水力設(shè)計的關(guān)鍵要素。若水力設(shè)計不合理，如溢洪道尺寸不足、引水系統(tǒng)設(shè)計不合理等，可能導(dǎo)致水庫在洪水來襲時無法及時排泄和調(diào)節(jié)，增加潰壩的風(fēng)險。同時，若供水能力不足，將影響農(nóng)田灌溉和水資源的合理利用。

防洪設(shè)計的不完善也是設(shè)計問題中的重要方面。水庫的防洪能力直接關(guān)系到周邊地區(qū)的安全[3]。若防洪設(shè)計不合理，如洪水標(biāo)準設(shè)定不準確、防洪工程建設(shè)不到位等，將增加洪水對水庫的沖擊和破壞風(fēng)險，從而危及周邊居民和農(nóng)田的生命財產(chǎn)安全。

2.4 管理不善與維護不到位

水庫管理體系的不善可能導(dǎo)致隱患未被及時發(fā)現(xiàn)和處理。若缺乏科學(xué)的管理制度和規(guī)范，相關(guān)管理人員對水庫的運行和安全管理不到位，可能會忽視隱患的存在和發(fā)展，從而增加水庫的風(fēng)險。管理體系的缺陷還可能導(dǎo)致責(zé)任不明確，阻礙了應(yīng)急響應(yīng)和災(zāi)害管理的有效實施。監(jiān)測與預(yù)警體系的不健全可能導(dǎo)致對潛在問題的無法及時察覺。水庫監(jiān)測與預(yù)警體系應(yīng)包括水位、滲流、地震、結(jié)構(gòu)變形等方面的監(jiān)測手段，以便及早發(fā)現(xiàn)異常情況并采取相應(yīng)的措施。若監(jiān)測設(shè)備不完備、監(jiān)測頻率不足或預(yù)警機制不健全，可能會延誤對水庫安全的判斷和處理，增加了潛在潰壩風(fēng)險。此外，維護工作的不到位也會對水庫的安全性產(chǎn)生負面影響。水庫的定期維護和檢修對于保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和功能的完善性至關(guān)重要。若維護工作不及時或不到位，可能導(dǎo)致設(shè)施損壞、設(shè)備失效，進而增加水庫的風(fēng)險。同時，維護工作涉及清淤、防腐、漏水修復(fù)等方面，如果缺乏專業(yè)的維護人員和適當(dāng)?shù)馁Y源投入，也會影響水庫的安全性和可靠性。

3 小型水庫除險加固的對策建議

3.1 加強風(fēng)險評估與監(jiān)測

（1）潛在的潰壩風(fēng)險評估

潛在的潰壩風(fēng)險評估旨在全面了解水庫的安全狀況和潛在風(fēng)險，為后續(xù)的加固工作提供科學(xué)依據(jù)。風(fēng)險評估應(yīng)考慮多個方面的因素，包括地質(zhì)條件、水文氣象條件、工程結(jié)構(gòu)狀況等[4]。地質(zhì)條件包括壩址地質(zhì)、地震活動性和滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害潛在性，水文氣象條件涉及洪水、降雨和氣候變化等因素的影響，工程結(jié)構(gòu)狀況包括壩體、壩基、溢洪道、泄洪設(shè)施等的穩(wěn)定性和完整性評估。通過綜合分析和定量評估這些因素，可以確定水庫的潛在潰壩風(fēng)險等級，為制定合理的除險加固方案提供科學(xué)依據(jù)。風(fēng)險評估還應(yīng)考慮不同的災(zāi)害模式和可能的潰壩后果，包括洪水威脅范圍、人員財產(chǎn)安全和環(huán)境影響等，以評估可能的損失和風(fēng)險擴散情況。

（2）結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)

為確保小型水庫的結(jié)構(gòu)安全性，建立有效的結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)是至關(guān)重要的。通過使用各種監(jiān)測設(shè)備和技術(shù)手段對水庫結(jié)構(gòu)的運行狀況進行實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集，以便及時發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形、損傷或其他異常情況。監(jiān)測設(shè)備可以包括測力傳感器、位移計、振動傳感器等，用于監(jiān)測結(jié)構(gòu)的受力情況、位移變化和震動情況等。此外，還可以利用遙感技術(shù)、無人機和衛(wèi)星圖像等遠程監(jiān)測手段，獲取更全面、高分辨率的結(jié)構(gòu)信息。監(jiān)測數(shù)據(jù)將被實時傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心，通過數(shù)據(jù)分析和模型建立，識別結(jié)構(gòu)的運行狀態(tài)和變化趨勢?；诒O(jiān)測數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，可以制定相應(yīng)的預(yù)警標(biāo)準和預(yù)警模型，實現(xiàn)對潛在風(fēng)險和結(jié)構(gòu)狀況的預(yù)警。預(yù)警系統(tǒng)可采用多種方式，包括聲光報警、短信通知、遠程監(jiān)控等，以確保監(jiān)測數(shù)據(jù)及時傳達給相關(guān)管理人員和工作人員。表格1展示了常用的監(jiān)測設(shè)備和監(jiān)測指標(biāo)，可用于支持結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)的建立和運行。

表1 常用的監(jiān)測設(shè)備和監(jiān)測指標(biāo)

3.2 加固結(jié)構(gòu)與設(shè)施

（1）強化堤壩和溢洪道

對于堤壩，可以采取多種加固手段，如加高加寬堤頂、增加壩體截面、加裝防滲帷幕和防滲墻等，以增加堤壩的穩(wěn)定性和防洪能力。對于老化和破損的堤壩部位，應(yīng)及時修復(fù)和加固，確保其結(jié)構(gòu)完整和水密性。對于溢洪道，可以采用拓寬和加深溢洪道斷面、增設(shè)能量消散設(shè)施、修復(fù)和加固閘門等措施，以提高溢洪道的排洪能力和抗沖刷能力[5]。對于溢洪道的排洪能力和穩(wěn)定性，應(yīng)進行定期檢測和監(jiān)測，確保其正常運行。強化堤壩和溢洪道的加固措施需要充分考慮水庫的地質(zhì)條件、水文氣象條件和結(jié)構(gòu)狀況，制定相應(yīng)的加固方案，確保加固效果可靠和持久。同時，施工過程中應(yīng)注意環(huán)境保護，避免對水庫周邊生態(tài)環(huán)境和水資源造成不利影響。

（2）加固泄洪設(shè)施

加固泄洪設(shè)施目的是增強水庫的排洪能力和安全性。泄洪設(shè)施包括泄洪閘門、泄洪孔、泄洪管道等，其暢通和穩(wěn)定性對于水庫的抗洪能力至關(guān)重要。在加固泄洪設(shè)施時，可以采取多種措施，如對泄洪閘門進行檢修和更換、加固泄洪孔口部位、增設(shè)泄洪管道等。此外，還應(yīng)注意泄洪設(shè)施與周圍土體的緊密連接，以避免泄洪過程中的滲漏和泄洪路徑的擴散[6]。加固泄洪設(shè)施的具體方案應(yīng)根據(jù)水庫的實際情況和需求進行設(shè)計，充分考慮水庫的水文氣象條件、結(jié)構(gòu)狀況和地質(zhì)條件，確保加固效果和安全性。

3.3 完善管理與維護體系

（1）建立健全的管理機構(gòu)與制度

建立健全的管理機構(gòu)與制度是小型水庫除險加固的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。首先，應(yīng)建立適應(yīng)水庫規(guī)模和特點的管理機構(gòu)，明確各級管理部門的職責(zé)和權(quán)責(zé)，確保管理工作的有序進行。管理機構(gòu)應(yīng)具備專業(yè)的技術(shù)人員和管理人員，具備水庫運行管理、安全監(jiān)測、維護保養(yǎng)等方面的專業(yè)知識和經(jīng)驗，以保障水庫的安全運行。其次，應(yīng)建立健全的管理制度和操作規(guī)程，明確各項管理工作的標(biāo)準和流程。管理制度包括水庫安全管理制度、應(yīng)急預(yù)案、工作程序等，以規(guī)范管理行為、防范潛在風(fēng)險、提高應(yīng)對突發(fā)事件的能力。制度的建立應(yīng)參考相關(guān)法律法規(guī)和技術(shù)規(guī)范，結(jié)合水庫的實際情況進行制定，并定期進行修訂和完善[7]。同時，應(yīng)加強對管理人員的培訓(xùn)和技術(shù)交流，提高其應(yīng)對突發(fā)事件和處理問題的能力。此外，還應(yīng)建立健全的信息管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對水庫管理信息的集中、統(tǒng)一管理，以提高管理的效率和準確性。

（2）加強巡查與維護工作

應(yīng)建立定期巡查制度，制定巡查計劃和路線，明確巡查頻次和內(nèi)容。巡查工作應(yīng)涵蓋水庫堤壩、溢洪設(shè)施、泄洪設(shè)施、防滲措施等各個方面，通過巡視、觀察、測量等手段，及時發(fā)現(xiàn)水庫存在的問題和隱患。其次，對于發(fā)現(xiàn)的問題和隱患，應(yīng)及時采取相應(yīng)的維護措施。維護工作包括清理雜物、修復(fù)破損、加固弱點、排除堵塞等，以確保水庫各部位的正常運行和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。同時，應(yīng)制定維護計劃和維護標(biāo)準，明確維護工作的要求和程序，確保維護工作的質(zhì)量和效果。另外，還應(yīng)加強水庫的日常保養(yǎng)，包括草皮的修剪、灌溉設(shè)施的維護、設(shè)備的檢修等，以延長水庫的使用壽命和保持其良好的工作狀態(tài)。加強巡查與維護工作需要配備專業(yè)的巡查人員和維護人員，他們應(yīng)具備相關(guān)的技術(shù)知識和操作經(jīng)驗，并接受定期的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)。同時，還應(yīng)注重信息的留存和共享，建立健全的巡查和維護記錄系統(tǒng)，及時記錄巡查和維護的情況，以便進行后續(xù)的分析和總結(jié)。

4 結(jié)語

本文對小型水庫除險加固問題進行了綜合的討論和分析，針對潛在的潰壩風(fēng)險、結(jié)構(gòu)老化和損壞、設(shè)計不合理與不完善以及管理不善與維護不到位等方面提出了相應(yīng)的對策建議。小型水庫作為重要的水資源調(diào)節(jié)和防洪設(shè)施，在面臨自然災(zāi)害和日常運行中存在一定的安全隱患，因此除險加固工作至關(guān)重要。在實際工程中，應(yīng)根據(jù)具體水庫的特點和問題，結(jié)合相關(guān)技術(shù)規(guī)范和法律法規(guī)，綜合考慮經(jīng)濟性、可行性和可操作性等因素，制定合理的除險加固方案，并嚴格按照規(guī)定的標(biāo)準和程序進行實施，以確保工程的質(zhì)量和安全性。通過不斷的努力和持續(xù)的改進，小型水庫的除險加固工作將能夠取得更加顯著的成效。