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水库防汛与管理

作者: 时间:2016-04-19  稿件上传:admin

——咸宁市水务局水库科科长汤隽雅

  

  第一节 水库防汛与管理的关系

  总的来讲,水库的防汛和管理主要有几下几种关系:

  第一,水库防汛本身也是水库管理,是洪水管理、是安全管理。

  第二,水库防汛是水库管理中的一个重要环节和重要组成部分。

  第三,水库日常管理的好坏决定水库防汛工作的难易。尤其是是小型水库,受体制、投入、管理等多种因素影响,一直是防洪保安工作中的一个薄弱环节。为此,省政府今年拟出台《湖北省小型水库安全管理办法》,从制度上明确安全管理责任,规范小水库管理工作。

                 

  第二节 水库防汛与管理责任

  一、水库方面的法律法规

  涉及水库防汛与管理方面的法规主要有《中华人民共和国防洪法》、《水库大坝安全管理条例》、《湖北省水库管理办法》等。水库防汛与管理上的一个重要特点,就是分级管理、分级负责

  (一)明确责任主体,落实安全责任。小型水库安全管理的责任主体包括地方人民政府、水行政主管部门、水库主管部门或水库所有者(业主)及水库管理单位。每年都要逐级、逐库签定责任书,将责任落实到人。农村集体组织所有的小型水库,所在地的乡镇人民政府是主管部门。

  (二)小型水库安全管理实行行政领导负责制。每座水库要确定一名相应的行政领导为安全责任人,对水库的安全负总责,协调有关部门做好水库的安全管理工作,如建立管理机构、配备管理人员、筹措管理经费、组织抢险和除险加固等。

  (三)县级以上水行政主管部门负责对本行政区域内的水库安全管理实施监督,向同级人民政府报告小型水库的安全状况,履行行业主管部门的职责。

  (四)积极推行小型水库的安全检查制度。水库主管部门或所有者(业主)每年汛期前应组织有关技术人员对所管辖的小型水库逐库进行安全检查,提出检查报告(检查内容、存在问题及整改意见),对查出有安全隐患的小型水库要限期处理,将处理方案和结果报送当地水行政主管部门备案。

  二、水库的六大责任人

  1、安全监督责任人;     2、行政责任人;

  3、技术责任人;         4、防汛指挥长;

  5、水库岗位责任人;      6、主管部门责任人;

  三、水库防汛的十有标准

  1、有六大责任人;       2、有防守制度;

  3、有防汛应急和超标准洪水时人员转移预案;

  4、有防守专班;         5、有抢险突击队;

  6、有抢险物料;         7、有通讯保障;

  8、有险情标志;9、有巡查值班记录;10、有防守工棚。 

  

  第三节 水库基本知识

  利用水资源,达到兴利除害的目的,最有效的工程措施就是兴建水库。建库可把部分洪水和多余水量暂时存蓄,一则控制下泄水量,减轻洪水对下游的威胁,再则蓄洪补枯,以丰补缺,为灌溉、发电、供水、养殖等提供条件。水库一般由大坝、 溢洪道、输水涵管等水工建筑物组成。本节主要介绍水库的建筑物和特性。在水利专业上,面对水库(河道)下游,左边称左岸,右边称右岸。 

  一、大坝 

  坝是挡水建筑物,它的作用是拦截河流,储蓄水量,抬高水位,以满足灌溉、供水、发电及国民经济其它部门的需要,它是水库的主体工程。它的失事不仅使水库效益不能发挥,而且将危及下游的安全。因此,其设计、施工、运用管理都必须坚决贯彻确保大坝安全这一基本原则。

  坝的类型很多。就咸宁市小型水库而言,大坝分类主要有均质土坝、粘土心墙坝、浆砌石坝等。土坝是一种当地材料坝,是由土石料经碾压而成的一种挡水建筑物,这种坝型广泛应用于水利工程中。

  均质土坝

  均质土坝由透水性小、性质相近的土石料填筑碾压而成,坝体本身挡水防渗,不设另外的防渗体。我市嘉鱼县境内均为此类坝型。

  粘土心墙坝

  此坝型是在坝体中部设置有粘土做的心墙,作为防渗体;防渗心墙两侧坝壳采用透水性较大的代料(即石碴料、砂砾料、风化料等)碾压而成。

  浆砌石坝

  此坝型是用条石、块石用水泥砂浆砌筑而成,有重力式和拱式两类。

  土坝有以下工作特点及结构: 

  l、土坝不允许水流漫项。由于土坝是由松散的固体颗粒碾压而成,防冲性能很差,一旦漫顶溢流,坝体土料就会被冲出缺口,导致溃口跨坝。因此,土坝必须有足够坝高,才能抵御洪水漫顶。坝顶高程应满足三个基本要求:(1)高于最高洪水位;(2)考虑风浪壅高及波浪爬高;(3)预留安全加高。 

  坝顶高程=坝前设计(或校核)洪水位+设计(或校核)洪水位的坝顶超高 

  坝顶超高=洪水位壅高(风浪壅高)+波浪爬高+安全加高 

  设计坝顶高程时,要分别按设计和校核两种情况考虑,取其中的大值作为坝顶设计高程。 

  设计洪水位和校核洪水位可根据调洪演算得到。风浪壅高与波浪爬高同坝坡、库面吹程(顺风向从坝到水库对岸的最远距离,按水库的不同形状选取)和风速大小等因素有关,可利用经验公式计算,小型水库近似将它们按1米考虑。安全超高是考虑设计标准暴雨洪水而预留的安全高度,小型水库一般按0.5米计算。另外,在施工时,上述坝高还要预留坝高的2-3%的沉降值。  

  2、土坝边坡必须稳定。土坝经常受到水的作用,必须能在各种情况下维持自身稳定防止滑坡事故。土坝迎水的一面称作迎水坡或上游坡,背水的一面称为背水坡或下游坡。坝坡的陡缓一般用坡度表示,如1:3表示高1米水平3米的一个倾斜面的坡度,读作一比三。土坝边坡应根据坝高、坝体土料、地基情况等考虑。其一般规定是:底部坝坡缓于上部坝坡,迎水坡缓于背水坡(因为迎水坡长期浸在水中,土体经常湿润饱和,库水位涨落交替,并受风浪冲击,尤其是水库放水时比下游坡更易产生滑坡)。坝高大于15米,应采用多级坝坡,并在变坡处设置平台(又叫马道),其作用是增加坝坡稳定,截取雨水以防冲刷坝坡。平台的宽度一般为1.5—2米,内设排水沟。 

  3、要妥善处理好土坝渗流问题。土坝坝身及坝基都有渗流通过,通过坝体的渗流将降低坝体的有效重量和土料的抗剪强度,超过一定限度时,将引起坝体、坝基的渗透变形,如管涌、流土破坏,严重的可导致土坝失事。因此,土坝应设置防渗和排水设备。 

  坝体排水设施常用的有棱柱排水体和贴坡排水体(又称表面式排水体)两种形式。 (1)棱柱排水体。 这种排水体就是在下游坡脚用堆石做成棱柱体形状,渗水周边做有反滤层,棱柱排水体顶宽不小于1.5米,棱柱体内坡采用1:1,外坡1:1.5,靠近土或土基一面设置三层反滤料,排水体顶部应高出渗流逸出点和下游最高水位,并不得低于0.5—1.0米。 (2)贴坡排水体。其砂石层构造与棱柱排水体相类似,铺设厚度应大于1.0米,高度不小于坝高的三分之一,并使其顶部高出浸润线的溢出点0.5—1.0米,贴坡排水构造简单,需要石料较少,容易检修,适宜缺少石料地区筑坝。贴坡排水特别适用于当原有排水设施失灵,而要另做排水设施的老库改造工程。 

   4、大坝要抗风浪冲击和雨水冲蚀。为了保护土坝坝坡不受波浪、雨水、冰冻及穴居动物的破坏,上下游坡面均应设置护坡,坝顶也要满足交通、抗雨水冲刷等构造要求   上游护坡。上游护坡常采用干砌石、混凝土板护坡,护坡一般从最低库水位以下2一3米处护到坝顶。干砌石护坡是用人工铺砌块石于碎石或卵石层上,块石应紧密、嵌实,空隙应用小石嵌紧,块石厚度一般为20—30厘米,下面铺一层20厘米厚的碎石或卵石层, 再下面铺一层厚15—20厘米的粗砂石,护坡底部应抽脚槽,以利稳定。②下游护坡及坝坡排水。下游坡常采用草皮护坡。为防雨水冲蚀坝面,在坝的下游面要设置纵横排水沟,以利排除雨水。纵向排水沟布置在平台内侧,拦截坝坡上部的雨水,在垂直坝轴线方向,每隔40-50米左右设置横向排水沟,主要排除从纵沟流来的雨水。另外,坝坡与两岸山坡的交接处要设置排水边沟,拦截坝肩雨水和岩石缝隙渗水,排水沟常采用浆砌块石砌筑或混凝土预制槽。有的水库用块石护砌背水坡,这样会对白蚁的防治带来极大的困难,因此不宜提倡。顶防护。坝顶宽度应考虑构造要求和交通要求及防汛抢险的要求,小型水库坝顶宽度一般采用4--6米。为了便于排水,坝顶路面一般用碎石、砾石铺设。并做成龟背形或向坝下游一侧略为倾斜,坡度为2—3%,某些水库还设置防浪墙,高约1.0一1.2米,防浪墙用混凝土或浆砌石做成,墙基应深入坝的防渗体,以防高水位时发生漏水。

  二、溢洪道 

  溢洪道是泄水建筑物,用于渲泄多余洪水,防止漫坝失事, 因此溢洪道实际上是水库的一个安全门。溢洪道按照其布置位置,可分为河床式溢洪道或河岸式溢洪道。河床式溢洪道是利用建在原河床上的溢流坝段溢洪,它既是挡水建筑物,又是泄水建筑物。河岸式溢洪道是在河岸设置溢洪道。小型水库的坝体一般为土石坝,坝身不允许溢洪,因此多采用河岸式。 

  小型水库正槽溢洪道一般为开敞式,且大部分无闸控制,这种溢洪道具有结构简单,施工管理方便,水流平顺等优点。其组成是:引水渠、溢流堰、泄水槽、消力地、尾水渠等。 

  l、引水渠。它的作用是将洪水平顺引到溢流堰,引水渠应平顺畅通,不宜太长,引水渠前库面亦应宽畅,不能有阻挡水流进入引水渠的 卡水地形。当溢流堰很靠近水库时,引水渠就很短。 

  2.溢流堰。它是溢洪道的重要组成部分,其型式、位置高低控制着泄洪量的大小,因此又叫控制堰(小型水库常用低溢流堰),堰型可分为宽顶堰和实用堰。 

  溢流量可按下式计算: 

  Q=MBH03/2

   Q:溢洪流量(立方米/秒) 

   B:溢洪道堰顶宽度(米) 

  H0:包括行近水头在内的溢洪水深,可近似取用溢洪水深H

   H03/2:是指先立方再开平方,可用计算器直接算出 

   M:流量系数,一般取1.2一1.4。 

   3、泄水槽。它紧接溢流堰之后,多为陡槽形式,又称为陡坡段,作用是将洪水安全地排泄到水库下游。槽中水流流速很大,冲蚀力强,因此,泄水槽应做在挖方中,并作好衬砌。 

   4、消力池。泄水槽末端水流速度很高,如不作消能处理,就会冲刷下游河床,危及水库工程的安全,因此要设置消能设施。小型水库一 般采用消力池消能。 

  5、尾水渠。作用是把消力地中的水,平顺引入下游河床,防止洪水任意漫流、淹没和冲刷下游农田。尾水渠段的水流流速也较大,因此,常作简单的护砌。 

   三、放水设施 

  放水设施是取水建筑物,是水库工程的咽喉,是灌区渠系工程的龙头,是水库发挥灌溉、发电效益的关键。它由进口闸门、放水涵管和出口消能设施三部分组成。放水设施的主要作用是有计划地向用水单位供水。 

  出口消能段亦即渠道段,由于渠首段能量太大,需设消力池消能,使水流平顺进入渠首。 

  大坝、溢洪道和放水设施,通常称为水库工程的“三大件”(水库如有发电任务,那么水电站也是水库的重要组成部分)。对水库管理人员来说,必须弄清三大件的基本结构形式,保管好三大件的技术档案,如图纸、设计书、施工时的记录和历年观测、维修的记录等,以利维护它们的安全,充分发挥它们的作用。

  四、水库的水位和库容

  水库的水位和库容是象征水库工作状况的两个主要特征值。库水位是反映水库被雨水蓄满的程度,一般用“海拔”表示,单位为米。如库水位100.5米,表示以青岛黄海平均海水面作为基准面,库水位在这个基准面上100.5米,又称黄海高程。库容是指某一库水位时所能蓄水的容积(体积)大小,通常用“万立米”表示。水位和库容量虽然单位不同,但它们之间却有着彼此对应的关系,一个库水位就对应一个相应的库容。一般表示水库特征的有以下几种水位和库容。 

  l、死水位与死库容。水库在正常运行情况下允许消落的最低水位叫做死水位,在死水位以下的库容称为死库容。死库容主要是留作淤积泥砂和养鱼之用。死水位的确定与许多因素有关。灌溉为主的小型水库, 通常把放水涵管的进口底部高程作为水库的死水位(当出口有电站时另作考虑)。 

  2、正常蓄水位与兴利库容。正常蓄水位是指兴利最高水位,小型水库通常是指开敞式溢洪道溢流堰顶高程。为充分发挥水库的效益,每年汛期结束枯水期来临的前夕应尽可能使水库保持在这个水位,以保证在枯水期有足够的水量可以使用。正常蓄水位与死水位之间的库容叫兴利库容,之间的水深叫消落水深或工作深度。 

  3、防洪限制水位与结合库容。防洪限制水位是水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位,它是在设计条件下,水库防洪的起调水位。防洪限制水位一般低于正常蓄水位,根据洪水特性和防洪要求,汛期不同时段可分别拟定不同的限制水位。正常蓄水位与防洪限制水位之间的水库容积,称为防洪兴利的结合库容,它兼作防洪与兴利之用,即在汛期为防洪库容的一部分,汛后为兴利库容的一部分,以减少专设的防洪库容。溢洪道不设闸门的水库一般不设防洪限制水位,但当水库处于病患状态,或原设计防洪标准过低时,亦可在上级主管部门审定的情况下,设置防洪限制水位,以保证水库的安全。 

  4、最高洪水和滞洪库容。根据库容标准确定的洪水位,可分为设计和校核两种。按设计洪水确定的最高洪水位称为设计洪水位。按校核洪水确定的最高洪水位称为校核洪水位。最高洪水位与正常蓄水位之间的库容称为滞洪库容。如果存在结合库容,则最高洪水位与防洪限制水位之间的库容为防洪库容。 

  5、总库容。校核洪水位以下的库容为总库容,一般由死库容、兴利库容和滞洪库容组成。 

  即:V总=V死+V兴+V滞 

  如果有结合库容,则: 

  V总=V死+ V兴+V防-V结 

  五、水位—面积关系曲线 

  随着库水位的变化,水库的水面面积也不同,不同的库水位对应不同的水面面积。水位与面积的对应关系,可用曲线表示出来,叫做水位一面积关系曲线。 

  六、水位—库容关系曲线 

  同理,不同的水位有不同的库容,可根据其对应关系,绘出水位库容关系曲线。 

  七、水库的集水面积 

  水库的集水面积是指坝址以上与坝肩相接的分水岭所包围的面积,是能将雨水汇集到水库来的总地面面积,一般用平方公里表示,可在地形图上量取,小型水库常用实测的办法测得。

  第四节 水库防汛检查

  水库主要部分是“三大件”,因此检查内容主要是针对这“三大件”。根据咸宁市的情况,主要讲土石坝。

  一、土石坝大坝的检查

  1、土石坝的经常性检查

  管理人员应对土石坝工程进行以下经常性的检查:

  (1)检查坝面有无裂缝、滑坡、隆起、塌坑、冲沟、陡坎等现象。

  (2)检查坝顶、路面及防浪墙是否完好,特别注意坝顶是否沉陷。

  (3)在蓄水运行期间检查下游坝面、坝体与两岸接触部位、坝基、坝下涵管附近的坝体等有无渗漏现象。特别是检查坝基渗水是否正常,渗水的透明度情况。

  (4)在汛期高水位时和用水时水位下降期间以及暴雨、溢洪时,坝面有无护坡块石翻起、松动、塌陷等损坏现象。

  2、土石坝的经常性检查记录内容

  (1)检查观测的时间。

  (2)天气情况。

  (3)库水位情况,检查时,对库内水位及其相应的集中渗流量,坝面散漏面积大小等现象,作详细记录。

  (4)存在问题:对检查中发现的问题,如滑坡、裂缝、渗漏等作好记录、整理,如发现坝体产生裂缝,应将裂缝所在位置,距坝轴线的距离、长度、宽度、走向详细记录。如发现渗漏时,应记录集中渗漏量大小、散浸面积等,并绘制平面草图,标明裂缝、滑坡、渗漏的位置。

  3、土石坝裂缝的分类及产生部位

  土石坝常见的裂缝一般分布在坝顶和上、下游坡面,也有在坝体内部,按其部位可分为表面裂缝和内部裂缝;按其缝的方向可分为横向裂缝(垂直坝轴线)和纵向裂缝(平等于坝轴线)。横向裂缝一般产生于以下几个部位:土坝与两岸的接头处,坝基压缩性大的坝段,土石坝体与刚性建筑物结合坝段,分段施工的结合部位。纵向裂缝一般产生于以下几个部位:坝基压缩性大的坝段,心墙和斜墙与透水土料结合处,加高、培厚或粘土斜墙贴坡的新老坝体结合部位,与截水槽对应的坝顶处,跨骑在山脊上的土石坝坝顶。

  裂缝的检查方法主要是肉眼观察,经常巡视,做到认真留心,不可大意。对于观察到的表面裂缝,应设置标志,定期进行观测,并把缝口保护好,以免雨水渗入和人为破坏。同时要做好观测记录,并注意观察裂缝的发展变化情况,特别是对滑坡裂缝不可大意。对于表面观察到的裂缝,如裂缝在上游护坡,这就要细心观察护坡石有无变形情况,坝顶防浪墙有无裂缝,根据这些现象可以进一步挖开护坡进行检查。

  4、土石坝滑坡的检查

  土石坝在施工或竣工以后的运行中,由于各种内、外因素综合影响,坝体的一部分失去平衡,脱离原来的位置,发生滑坡。滑坡初期在坝顶或上、下游坡面出现一条平等或接近平等于坝轴线的纵向裂缝,然后随着裂缝的不断延长和增宽,两端逐渐逐渐向下弯曲延伸形成曲线形。滑坡体开始滑动时,主裂缝两侧便上下错开,错距逐渐加大,与此同时滑坡体下部逐渐出现隆起,末端向坝趾方向滑动,一般滑坡初期发展较慢,到后期突然加快,滑坡体移动的距离可由几十米到数十米不等。裂缝错距可达几米,最后脱离原来的位置而塌落滑出。

  (1)滑坡产生的原因

  滑坡产生的原因很多,情况复杂。主要有勘测设计方面、施工方面和管理运用方面的原因。另外还有因盲目加高坝体和坝体渗漏而发生滑坡现象。管理运用方面的原因主要有:

  一是未能正确确定土坝的工作条件,放水时水位降落速度过快,或因闸门开关失灵等原因引起库水位骤降而无法控制。或最大是降水速度虽慢,但库水位降落幅度大,而坝壳含粘粒多,透水性小,水位下降速度与浸润线下降不同步,即是水位已下降数日,上游坝体中孔隙水,向迎水坡面排出,造成较大的反向渗透压力引起上游滑坡。

  二是雨水沿裂缝入渗,由于坝面排水不畅,维修养护差,对产生的各种裂缝未能及时封闭处理,在长时间连续降雨情况下,雨水沿裂缝渗入坝体,增大坝体含水量,降低抗剪强度导致滑坡。

  (2)滑坡的检查

  滑坡初期是逐渐发展的缓慢过程,但坝坡发生明显的滑动,往往是突然的。因此,必须加强检查观测,以便及早发现滑坡征兆,采取有效的防治措施,避免发生严重的滑坡事故。滑坡的检查应在以下几个关键时刻加强检查:高水位时期、水位骤降期和发生持续的特大暴雨和风浪时期。

  5、土石坝渗漏的检查

  (1)渗漏的类型

  异常渗漏是土石坝工程的一种多发病,按照土石坝的渗漏部位和特征,其分类包括:坝体渗漏,坝基渗漏,绕坝渗漏。

  (2)渗漏的检查

  渗漏的检查方法主要是肉眼观察表面是否有渗水、阴湿、塌坑、渗水浑浊程度和渗漏量的变化情况。

  ①渗漏现象的观察

  查明坝身、坝基及岸坡各种渗漏的部位、渗水量及严重程度。注意观察上游坝面,库水有无漩涡或变浑、大坝坡面出现塌坑等,一旦发现由于严重渗漏导致大坝出现险情的情况,应迅速查明原因,进行应急处理。

  坝体渗漏观察在下游坝坡可以根据坝面湿润,填土软化等现象识别渗漏逸出的位置。严重的可以观察到有细小的水流从坝面渗出,并陷脚。库水位下降后,也可以从坝坡上长出水草判断有无渗漏现象。检查渗漏逸出点的时间最好是在水库蓄水期的晴天。

  集中渗漏观察。对其容易出现而危险性大的部位如坝脚和两岸坡与坝体接触的下游坡面或坝下涵管的出口附近,要重点观察,特别是在高水位期要加强检查观察。检查时,要注意观察渗水的浑浊程度和渗水量的变化情况。如果渗水由清变浑,并明显的带有土粒或渗水量突然加大,很有可能是坝体发生渗透破坏的征兆。如渗透量突然减少或中断,很可能是渗漏通道顶壁坍塌,暂时堵塞的结果,决不能因此而疏忽大意。往往持续一段时间渗水量又增大而流出浑水。此时,更应密切注意加强检查坝面有无塌坑或下陷的现象,并注意降低库水位,以缓解险情。

  ②检查观察渗漏与库水位变化的关系

  检查观察渗漏时要记录渗漏出逸点的位置,渗漏量的大小,还必须同时记录观测时的库水位。渗漏量随时间增长还是减少,只有在相同水位下才能进行比较。根据记录的资料研究渗漏与库水位变化的关系。如果发现库水位下降到某一高程时,下游坝坡的集中渗漏已消失,就应检查在该水位线以上的坝体或库岸有无裂缝或孔洞等渗流进口,从而可判明入渗位置在此高程以上的坝体与库岸某一部位。

  ③注意检查观察下游地基渗流出口处的情况

  如果发现翻水冒沙现象,则说明地基已发生渗透破坏,必须采取有效措施,以保证工程安全。

  (3)危险性渗漏的判断

  土石坝的坝后,通过反滤排水体渗出的水如果是清澈见底,未含有土颗粒,渗漏量不大而渗漏量大小在相同水位下,随时间的延长基本上无变化,有时还有所减少,此种渗漏属正常渗漏,其它部位的各种渗漏均属异常渗漏。这些渗漏对坝体安全都有着不同程度的影响。

  二、溢洪道的检查

  溢洪道是水库渲泄多余洪水的建筑物,对保证水库的安全关系十分重大。特别是不少小型水库的土石坝工程由于溢洪道不能及时泄洪而导致垮坝事故发生。根据我国运行期水库失事统计,因溢洪道泄洪能力不足而导致洪水漫顶垮坝失事的水库,占失事总数的46.6%,而其中小型水库占99%左右。因此,必须将对溢洪道建筑物进行经常性检查,发现问题及时处理,随时保持溢洪道正常工作能力,对保证水库安全,具有非常重要的意义。

  1、检查溢洪道的过水能力

  溢洪道进口控制段的断面尺寸是否有足够的过水能力,直接影响到水库的安全,对已运行的水库应进行定期检查复核,检查溢洪道的实际过水能力,对溢洪道进口断面尺寸、宽度、深度进行检查,看溢洪道进口尺寸是否有变化,有无淤塞。

  2、检查溢洪道有无阻水现象

  水库溢洪道应保持渲泄洪水时畅通无阻,不得在进口人为造成行洪障碍,不得以任何其他原因减小溢洪道的过水断面,或抬高溢洪道底部高程。检查时应注意下列问题:

  (1)为蓄水修筑的临时性子堤或在行洪道内及库内倾倒的废渣、沙石等阻水障碍物,必须在汛前拆除、清除干净,以免影响泄洪;

  (2)不得在溢洪道进口设置拦鱼栅;

  (3)检查溢洪道两岸坡是否有易垮塌的危岩,特别是暴雨以后和融冰时期,要加强检查,应及时削缓或加固处理,以免行洪时突然发生岸坡垮塌阻塞溢洪道,导致无法泄洪。

  3、检查溢洪道建筑物的隐患

  溢洪道建筑物泄洪时,受高速水流冲刷,容易受到损坏,对有闸门控制的溢洪道的闸墩、底板、边墙、消力池等,要检查有无裂缝、沉陷、变形和损坏。

  4、检查闸门及启闭设备

  设有闸门控制的溢洪道,挡水期间要检查观察闸墩底板、边墙有无渗水现象,在汛前要对闸门及启闭设备进行检查并试车,及时发现问题,以免溢洪时闸门操作失灵。

  三、输水设施的检查

  输水设施在运行过程中,启闭设备和坝下涵管常常可能产生异常现象,特别是坝下涵管断裂漏水、气蚀等病害,会危及坝身安全。启闭设备发生破坏,如启闭钢丝绳断裂、螺杆弯曲等,会影响灌溉,甚至不能放水。因此在放水前、放水过程中、放水后都应进行检查观察,以便及时发现问题,采取处理措施,防患于未然。

  1、运用前的检查

  输水设施在放水前,特别是水库在蓄水过程中,或水库水位达正常水位时,在进水口闸门关闭的情况下,应进行全面检查:

  (1)检查涵管内是否有漏水现象。若涵管断面较大,能进人,则进洞内仔细观察有无漏水、错位、裂缝等;若断面较小不能进入的,发现涵管内有水流出,需要随时观察,判断是进口关闭不严漏水还是涵管漏水,如果当水位下降到某一水位不再放水时,如果涵洞内没有渗水流出,则可能是这一水位以上的卧管漏水。总之要仔细观察,才能正确判断;

  (2)检查涵管所在的坝段,坝面或竖井周围有无裂缝或塌坑征兆。蓄水后的下游坝面,涵管出口周围坝面有无湿润或集中漏水现象等。如若有此现象,则可能是涵管漏水所引起。

  2、运用期的检查

  输水设施每次放水期间都要认真进行检查和观察。

  (1)注意观察闸门是否产生振动,通气孔是否畅通。倾听管内有 无异常声音,如有咕咚咚阵发性响声或轰隆隆的爆炸声,说明洞内有充满水流和明流交替出现的情况;

  (2)注意放水期间涵管出口水流是否有浑水流出,如有浑水说明已形成渗水通道,坝体土料被水带走,坝体已遭渗漏破坏。特别是钢筋砼压力涵管放水期间,如发现管内浑水流出,要立即上报,进行处理;

  (3)要经常注意检查观察涵管出口水流是否正常,无压管内水流有无充满水管现象。

  3、放水后的检查

  输水管每次放水后都要进行检查,特别是水位特别低时,要注意检查蓄水运行或放水期不能检查到的部位,如闸门门槽、竖井后涵管、涵管进口处与大坝结合处等有无漏水、裂缝及塌陷等现象。

  4、闸门及启闭设备的检查

  闸门及启闭设备进行检查并试车,要检查闸门槽是否被卡堵,闸门止水设备是否完好,钢丝绳是否完好,闸门螺杆是否弯曲等。要确保在水库灌溉时闸门能打得开,水能放得出。

  第五节 水库险情处理

  防汛是为了了解汛情,加强防范,掌握建筑物在汛期中状态的变化,研究病险的对策等。抢险则是对水库出现险情时的紧急抢护。 防汛抢险是水库管理中一项既有季节性,又是经常性的重要工作, 必须贯彻“以防为主,防重于抢”的方针,从最坏处着想,往最好处努力,防患于未然,保证国家和人民的生命财产免遭洪水侵袭。 

      根据国家防汛总指挥部文件规定,小型水库的防汛抢险实行县、市行政首长负责制。国家法律还规定任何单位和个人都有参加防汛抢险的义务。水库管理单位应在地方负责人的直接领导下作好防汛抢险一、二、三梯队的组织工作,做到“召之即来、来之能战、战之能胜”。防汛抢险要有很强的时间观念,分秒必争。同时注意采取正确的抢险方法,并在平时准备好防汛抢险的器材。这几方面是水库防汛抢险工作的基本要求。本节着重介绍几种主要险情的抢护方法。 

  一、防止洪水漫顶的措施 

  险情说明:根据预报,洪水有超过坝顶高程的危险,应抢高坝顶,以免漫顶溃顶。 

  抢护原则:一是开全放水设施,尽可能降低库水位,二是在坝顶抢筑子堤,拦截洪水,不使漫溢。 

  抢护方法:子提应在坝顶迎水侧抢做,至少离开坝顶边沿0.5米,以免造成滑坡。坝后留有余地,抢险材料不得堆放在坝后,以利防汛人员来回奔走,要根据土方数和就地取材的原则,确定施工方法,并组织足够的劳力全段同时开工,分层填筑,不能等筑完一段再筑另一段,以防洪水从低处漫溢而措手不及。子堤的形式主要有以下几种: 

  (l)纯土子堤。适用于坝顶较宽,就近取土容易,风浪不大的水库,施工时,先将子堤与坝顶接触面上的杂草清除,原土耙松,或在中间挖一条宽 20厘米,深10-20厘米的结合小槽,然后再分层铺土,压实。子堤顶宽不小于0.6米,内外坡不小于1:l,高度由实际情况而定。纯土子堤的优点是就地取材,抢筑迅速。简便。缺点是在暴雨时土料含水量大,不易修筑坚实,如遇较大风浪,容易被冲刷。 

  (2)土袋子堤。适用于坝顶不宽,附近取土困难或土质较差,受风浪冲击较大的水库,用草袋、麻袋、尼龙袋装土七、八成封口,在迎水面外沿向内留0.5-l.0米开始叠砌(袋口向内),要相互搭接踩紧,当进入第二、三层叠砌时,要注意袋口往内缩进一些,袋缝错开,内填土至需要高度。优点是耐暴雨冲刷和风浪冲击,缺点是成本较高。 

  3、利用防浪墙抢筑子堤。有防浪墙的土坝,可在墙后堆土夯实,做成子堤,或用土袋铺砌成子堤,速度快、效果好。值得注意的是,千万不要在漫溢的坝顶上开口,以免引狼入室。万一来不及筑子提,可在坝面压上塑料薄膜以防冲刷。 

  二、防风浪冲击 

  险情说明:在汛期,水面较宽,风浪较大坝段,由于风浪冲刷,坝坡土粒有被水淘刷的危险,轻则把坝坡冲成浪坎,重则使坝身发生崩塌险情,继续发展可使坝身严重破坏造成溃口。因此,防风浪在抗洪中也不容忽视。 

  抢护措施:(l)消减风浪冲击力。在坝坡水面上置枝叶茂密的树头,树梢向下放入水中,用铅丝将树挂在坝头木桩上,树梢下端用块石压沉,即挂柳防浪法。(2)加强坝坡护坡强度。在迎水面坝坡上用袋装卵石、碎石、砂或土、砖渣排列其上,即土袋护坡防浪。 

  三、散浸、滑坡、漏洞、翻砂涌水的抢护 

  坝体散浸、滑坡、漏洞、翻砂涌水是防汛抢险中比较常见的险情,它们均与渗流有关,下面简单介绍四种险情的抢险。 

  (一)散浸 

  险情说明:坝体背水坡渗流逸出点升高,超过排水设施顶部,使坝坡土体出现潮湿现象,这种现象叫散浸。其特征是:土湿而软,颜色变深,面积大,冒水泡,阳光照射有反光现象,有些地方青草丛生,或坝坡的草皮比其它地方长得旺盛,需进一步鉴别时,可用钢筋或树枝轻易插入,拔出时带有泥浆者属于散漫现象,散浸处坝坡水温比一般水温低,测压管水位高。 

  抢护办法:开沟导渗和作反滤层,目的在于将渗水安全导向下游,保证坝体土粒不被渗水带出,以保证坝体稳定。具体方法有: 

  1、导渗沟。导渗沟应设在下游渗漏部位,形状有y型,工型,w型,其构造尺寸:沟宽0.5-0.8米,沟深0.5-1米,间距一般为5-15米,开好沟后,依次在沟内分层填筑粗沙,瓜米石,碎石或碎砖,各层厚度0.2-0.3米。 

  2、作反滤层。采用这种方法的目的是为了不使渗水带动坝体土粒,让清水流出,这是一种更完善的导渗法。具体作法是先将散浸处的表层湿土挖去厚约20-30厘米左右,再分层依次按级配回填粗砂、砾石、碎石,粗砂层厚约20厘米,砾石和碎石层厚约15厘米,最后,在碎石层上面再铺一层小石,使渗水从各层缝隙中流入坝趾的滤水沟内。有条件的地方可以使用土工织物处理。 

 (二)滑坡的处理 

  滑坡处理基本原则主要是削坡减载,压重固脚,封闭绝口,在滑坡体滑动方向设置阻滑体,对背水坡阻滑必须用透水材料,并配合导渗措施,使坝体内浸润线下降。由于抢险紧急,故常用堆土,堆石或抛石支撑,亦有用竹笼或编织袋装砂固脚。但应注意。不能在坡面上堆土、堆石、支撑体必须支撑在坝脚或平台上,以防止加速坝坡滑动。  

 (三)漏洞的处理 

  首先应查明漏洞的位置、漏洞类型,进而决定漏洞的处理。 

  l、漏洞的分类 

  根据水流特点,可分为清水漏洞和浑水漏洞。洞中出清水的为清水漏洞,洞中水流浑浊的为浑水漏洞。清水漏洞可发展成为浑水漏洞,浑水漏洞往往是贯穿性的,是十分严重的险情,可能在很短的时间内由于冲刷扩大而导致坝体溃决,因此,发现漏洞应及时抢护。 

  2、洞口的探测 

  抢堵漏洞,最好能把进口堵住,以堵截库水流入洞内,因此 必须查明漏洞进口的位置,才能堵塞。查探漏洞进口常用的方法是:当漏洞漏水较多时,在进水口附近的水面下会产生漩涡现 象,严重的可以由肉眼看出,如果漩涡不明显,可在比较平静的水面上撒些谷糠、锯末或其它漂浮物,如这些漂浮物在水面旋转或集中在一起,就证明这是漏洞的进口,但这种方法当风浪大,水流急时,就难于辩认了。 

  3、漏洞的抢堵方法 

  漏洞险情会使坝身内形成过水通道,而且库水位越高,通道内的水压力越大,坝内土料就逐渐被水流冲走,漏洞越冲越大,最后导致坝身坍塌。因此发现漏洞首先要适当降低水位,减少洞口水压,随后抢堵漏洞进水口,使水库的水不再进入漏洞,最为关键。另外在漏洞出口抢筑反滤围井,以平衡水压力,减小渗水流速,只让清水流出,不让坝体土料随水流带走。必须指出,在任何情况下,都不允许将漏洞出口强行堵死,这样堵一个在附近又会出现新的漏洞,堵不胜堵,反而使险情更加恶化。 

 (1)堵塞漏洞进口。在弄清洞口情况后,应针对具休情况,采取相应的措施,当洞口较小,周围土质较硬,则可用棉絮等堵塞洞口,截断水流,同时用土袋等层层压紧,再向水中倒土做成临时帮坡。 如果数量多而口径小时,可用棉絮或油布顺坡铺盖,上面再压土袋,抛士帮坡。如洞口较大,可用柴排数个塞进洞口,或者用大麻袋装黄豆等水中易胀物质堵塞漏洞,再压土袋,抛土帮坡。必须指出,抢堵漏洞切忌乱抛块石、土袋、以免架空,增加堵塞漏洞的困难。 

 (2)抢筑反滤围井。在迎水坡堵塞漏洞的同时,在背水坡漏洞出口处,可同时做反滤围井。做法是用麻袋装砂(或砂性土)叠成围井,将漏洞出口围起来,然后在围井内依次铺粗砂、瓜米石、碎石(或卵石)层,每层厚约20-30厘米,如果内外水位差较大,可以更加铺块石盖顶。这样,渗漏水通过反滤层,就不致将坝体土料带出,浑水就成清水。由于坝内外水位差变小,渗漏水的流速减小了,漏洞就不会再冲大。 围井高度,以超出反滤层后的水面20-30厘米,达到渗水滤清为度。 反滤井做好后,可在井壁安上几根竹管,使滤过的清水排出。如果漏洞水冲力不大,可直接在出水洞口做导滤堆,具体的做法如前所述。必须指出,上述抢堵漏洞的方法,也要根据具体的情况而应用。例如:有时漏洞进口一时难于找到,或者堵塞不住,而漏洞出口喷漏浑水,情况十分危急,在这种情况下,也可先抢筑反滤围井,抬高漏洞出口的水位,刹住水势,减小渗漏水的压力和速度,使坝体土料不被渗水带走,以减轻险情,抢得时间。同时应当注意当情况比较严重时,应及时向上级主管部门汇报,在征得有关部门同意的情况下,开闸放水以降低上游水压力,必要时可考虑将库水放空,以保大坝安全。 

 (四)翻砂涌水的抢护 

  险情说明:汛期库水位较高,上下游水位差较大,当渗流逸出部位的渗透坡降大于坝基土体的临界坡降时,将引起坝基主体产生管涌或流土等渗透破坏现象,统称为翻砂涌水。 翻砂涌水如果不及时处理,就会使坝基淘成空洞,坝体失去稳定而迅速坍塌。翻砂涌水险情多出现在坝址附近。如在水里出现,则 可看出水面上翻花,冒浑水,有时也带有气泡,比较严重时,水面如同沸腾的开水一样冒花。如在干涸的河床上,对不同坝基类型,其破坏现象也有所不同。对单一构成的砂土坝基,开始时在下游坝趾附近逐渐形成砂环,当砂环发展到一定程度后,将在坝基形成集中渗漏通道,对于双层的结构坝基,其险情表现为:首先在下游坝趾附近出现泉眼,继而使坝基土体产生隆起或松动的现象,最后渗流顶穿表层土体,引起大量的翻砂涌水险情。在鉴别翻砂涌水险情时,水温也是一个重要因素,水自坝基深层渗出,一般温度较低,可用手、足直接觉察。翻砂涌水与坝体出现漏洞不同,它的渗水来自坝基与库水有广泛通路的透水层,而且是从库底渗入的。所以在汛期一般不可能在土坝上游进行堵塞,只能在坝后采取措施进行抢护。针对翻砂涌水产生的原因,应采取围井、反滤等措施进行抢护。 

  抢护方法: 

  1、围井法。坝后地面发生翻砂涌水,抢护方法主要是围井约束,具体处理同漏洞。当地面发生塌陷,继续出现大股砂体,塌陷迅速扩大,形成严重险情时,按级配做反滤已成为不可能,只有大量倾倒砂卵石和块石,多路施工,齐头并进,直到涌势基本平稳后,才能按反滤填筑。若涌势很猛,可先做铁丝笼装块石或者麻袋、草袋装砂卵石铺填,然后,按级配填反滤层。应该指出,抢筑围井是有一定条件的,在基础好,翻砂涌水的险口的周围有足够的抗压能力的情况下,围井能取得较好的效果,否则效果不显著,甚至这里围那里冒,防不胜防,还会导致险情恶化。另外,围井毕竟是一种应急措施,主要是为了稳住险情,防止恶化。汛期后,从长远观点看,应尽可能作治本性的排渗压渗等工程。 

  2、导滤堆。当险情较小时,可直接在险情处作导滤堆,具体作法同漏洞处理。 

  3、导滤法。坝后河床有积水,水内出现翻砂涌水险情时,可在险区周围用砂、土草袋或麻袋筑围堰。如果当地石料比较充足,可先向水内抛铺粗砂碎石料一层,厚度15-30厘米,然后再铺压较粗的卵石或块石。在沙石较少的地方,可用柳枝等做成15-30厘米厚的柴排,外面再做草帘子一层,厚5-10厘米,帘外再加苇席2-3层,用绳索或铅丝绑紧。柴排上加砂袋或块石(厚度0.5米左右)潜埋水里,这样做也可以制止险情的发展。抢护翻砂涌水,切忌采用高围井平衡水压、封堵出口的办法,也切忌抽水处理。 

  小型水库的防汛抢险工作应贯彻“以防为主,防重于抢”的指导方针。“防”应贯穿在整个管理工作中,尤其是 加强平时观测维修,及时发现险情,把险情消灭在汛前。汛期抢险的情况要尽量予以避免。对于病库、险库,要随时做好防汛抢险的准备, 如同上级部门和下游的通讯联络要保持畅通,抢险劳力要分一、二、三梯队组织好,进入大坝、溢洪道、涵管的通道及对外交通要保证畅通,防汛抢险的基本物资器材如土料、草袋、木材、砂、石等都应有一定的贮备,真正做到“有备无患”,是保证水库安全减轻灾害的重要措施。

  第六节 高度重视水库的防汛与管理工作

  一、我市水库防汛工作的特点 

  1、病险水库所占比例很大。2006年,全省重新对水库进行了注册登记,我市共有小型水库442座,其中小一型75座,小二型367座。一类坝仅74座,占17%;二、三类坝共计368座,占总数的83%。 

 2、交通不便、位置偏僻。大部分水库都在交通不便的偏僻之地,无上坝通道的小型水库占很大比重。 

 3、防汛抢险物料储备不足。受财力制约,防汛物资器材普遍储备不足,特别是水库工程现场抢险物料严重缺乏必要的准备。 

  4、防汛劳力组织困难。由于当前农村青壮年外出打工的较多,给防汛劳力组织带来很大影响。从近几年防汛检查的情况来看,一些乡镇登记造册的防汛抢险劳力存在有名无实和滥竽充数现象。 

      5、组织抢险难度极大。受交通、物料、劳力等条件的限制,水库一旦出现重大险情,及时组织抢险的难度非常之大。 

   因此,在我市的水库防汛工作中,必须牢固树立“防守”重于“抢险”的思想,认真抓好日常管理,搞好汛期检查和防守,科学调度,防患于未然,切忌“有险再抢”。 

  二、水库失事危害巨大 

  水库作为重要的水利基础设施,在水资源管理、防洪减灾中发挥着至关重要的作用。随着我国经济发展对水资源需求的增大,其作用也将愈发明显。水库在发挥重要作用的同时,因其自身安全性所导致的溃坝洪水风险问题,也会给相关地区带来潜在的安全隐忧,尽管事故发生的概率非常小,但其失事后果严重,破坏性极大。仅举两例: 

  75.8洪水 1975年8月,地点在中国中部河南省驻马店地区。在一次猝然降临的特大暴雨中,包括板桥水库、石漫滩水库在内的两座大型水库、两座中型水库、数十座小型水库、两个滞洪区在短短数小时间相继垮坝溃决。据原水利部部长钱正英亲自作序的《中国历史大洪水》一书披露, “75.8”洪水灾难中,河南省有29个县市、1700万亩农田被淹,其中1100万亩农田受到毁灭性的灾害,1100万人受灾,85600多人死难,纵贯中国大陆北京至广州的铁路(京广线)冲毁102公里,中断行车18天,影响运输48天,直接经济损失近百亿元。 

  1995年我市通山县小湄港水库跨坝   1995年7月2日凌晨5时,通山县港路乡小湄港水库(小二型)大坝决口,冲跨房屋250间,死亡34人,冲走耕牛21头,冲毁农田3240亩,损失惨重。 

  三、水库失事的主要原因 

  根据有关学者的研究分析,水库失事的主要原因有以下几种:一是泄洪能力不足; 二是质量问题; 三是超标准洪水;四是管理不当。因此,要搞好水库的防汛工作特别要做到: 

  1、六大责任人到岗到位,确实履行职责; 

   2、搞好水库的防守值班、巡查,发现问题及时报告,并及时处理; 

  3、搞好水库的防洪调度; 

   4、做好一定的人员与物资准备,有防洪应急预案; 

  5、搞好水库的日常管理与养护,落实水库管理人员与经费。