水库大坝安全管理

时间:2022-09-30 02:11:19

水库大坝安全管理

摘要:水库大坝是水利工程体系的重要组成部分,是水利为国民经济和社会发展提供水安全保障的重要基础设施。在经济社会日益发展的今天,随着全面建设小康社会和构建社会主义和谐社会的进程不断加快,对水库大坝安全的要求越来越高。水库大坝作为水利工程的的核心,其建设过程中的安全和后期的使用安全管理,是我们应该关注的重点。建设过程中的安全进行才能保证项目顺利投入使用,后期的安全维护是保证项目长久使用的前提,因此对水库大坝安全管理进行研究具有深刻的现实指导意义。

关键词:水库大坝安全管理 制度和措施

中图分类号:TU714文献标识码: A

水库大坝具有体量大、建设和使用周期长的特点。建设过程中涉及到土方爆破、大量机械使用、斜坡作业等的安全事宜,后期的维护和管理是安全措施落实的前提。本文从水库大坝的施工阶段安全过程控制和后期使用阶段的安全管理要求做重点介绍。希望人们对水库大坝的如何正确使用和维护有更深刻的认识和自觉遵守。

一、中国水库大坝发展现状和作用

人类修建水工程已有几千年的历史。从中国的都江堰引水灌溉工程到古罗马城城市供水系统,通过修渠建坝成功地调控洪水和利用水资源,既推动了人类文明的发展,其本身也成为人类文明的重要组成部分。我们今天所说的水库大坝,主要是指自19世纪末以来陆续兴起的现代坝工。现代坝工兴起于西方进入工业化的时代。最初人们修建重力坝,利用坝体的重量阻拦水的流动,利用的材料主要是土壤或岩石,后来改用混凝土或砌石块。坝的形状也由直线发展成弯曲形,美国的胡佛大坝就是其中的典型。到20世纪70年代,大坝修建达到顶峰,全世界不断有新建的水坝交付使用。根据有关统计,至20世纪末,世界上已有24个国家90%的电力来自水电,有1/3的国家水电比重超过了一半,有75个国家主要依靠水坝来调控洪水,全世界约有近40%的农田依靠水坝提供灌溉。

我国筑坝历史悠久,但大规模的水库大坝建设却起步较晚。新中国成立前,我国坝高15 m以上的大坝仅22座,占当时全世界的万分之四。20世纪50―70年代世界性的筑坝高潮形成时期,也正是新中国百端待兴的时期,我国政府和人民自力更生、大干快上,开展了大规模的水利建设,建成了一大批关系国计民生和经济社会发展全局的水库大坝工程。其后几十年,我国的水库大坝建设不断丰富、发展,到目前为止已建或在建各类水库达到8.7万多座,筑坝技术和工程质量均居世界先进水平。

这些星罗棋布的水库大坝,对促进我国经济社会的快速发展,发挥着不可替代的作用。从大的方面说,首先是防洪保安。我国是一个洪涝灾害频繁的国家。如果没有新中国成立以来不断建立完善的以水库、堤防、分滞洪区等构成的防洪工程体系对洪水进行调控,形成的洪灾损失将十分巨大。这些防洪工程体系不仅有效保护了人民的生命和财产安全,也保卫了国家经济建设秩序和改革开放的成果。其次是保障供水。水库大坝是调节配置河流水量,保障饮水安全、粮食安全和城乡经济社会发展用水安全的重要基础设施。新中国成立以来,经过几十年努力,我国有效解决了人民的吃饭问题,保障了粮食安全,近些年粮食持续丰收,与水库有效发挥灌溉保障作用是密切相关的。同时,随着我国城市化和工业化进程的加快,城市供水短缺的矛盾日益突出,预计到2030年我国人口达到峰值时,水资源供需紧张的矛盾还将进一步加剧。水库在调整城乡水资源供需关系,缓解城乡供水压力方面发挥的作用意义重大。第三是保障能源供给。水电在调整能源结构,维护经济社会协调、可持续发展中发挥着重要作用。我国经济社会快速增长和能源紧缺的矛盾今后将会越来越突出,如果过度依赖火电必将引发二氧化碳过量排放,因此大力发展包括水能、风能、太阳能和生物质能等在内的各种可再生能源已成为我国基本的能源政策,其别强调优先发展水电。这正是当前我国水电库坝建设方兴未艾的主要原因。水库大坝对经济社会发展的贡献还有很多方面,如对航运、对环境和生态保护的巨大贡献等。因此,水库大坝建设不仅在新中国头半个多世纪的历史进程中占有非常重要的地位,在进入21世纪后依然占有极其重要的战略地位。

上个世纪,我国水库大坝安全管理并无完善的应急预案,仅有指导性的管理条例与规程。现今,我国政府不仅重视大坝本身的安全,还开始重视大坝建成后的安全管理工作及大坝溃决的损失评估,开始深入开展应急预案研究。国内的专家、学者以及水库大坝管理单位开展了不少应急预案方面的研究工作。深入研究了大坝预警系统和应急预案,大坝安全应“防”、“治”并重,尽快在我国推行大坝预警系统和应急预案的建设和实施。彭雪辉对溃坝后果评估进行了深入研究。赵峰探讨了编制大坝突发事件应急预案中应考虑的问题。水利部大坝安全管理中,大力提倡并宣传应急预案,并协助水利部于2007年6月底在贵州举办了水利安全

生产培训班。这些工作为推进大坝安全管理应急预案的研究和广泛应用提供了有利的基础条件。

社会经济发达的美国、加拿大两国发生水库大坝失事事件较多,造成的生命损失、经济损失和社会环境损失较惨重。对于应急预案研究和立法还处于发展阶段的我国来说,他们的经验和教训值得借鉴和研究,以便完善我国水库大坝安全管理。

二、国外关于大坝安全的政策及发展现状

随着国内外对大坝安全的日益重视,现今世界各国都重视并强化了针对突发事件的水库大坝安全管理应急预案编制工作。美国、加拿大、欧洲各国、澳大利亚等发达国家都要求大坝管理部门制订切实可行的应急预案,将其纳入大坝安全管理的重要组成部分。这和以人为本(人员伤亡在大坝安全管理中占据首要地位)的管理理念是相适应的,也符合当今大坝安全管理的发展潮流。

1、美国

为了保护下游地区免受大坝失事或泄水的危害,美国大坝业主和管理部门都必须有简洁明了的应急预案。应急预案作为大坝安全管理的核心内容,应包括通知流程图、业主和地方政府责任,突发事件的确定、评价和定级,通知顺序,预防措施,淹没图等。近十年来,在美国大坝失事中没有人员死亡,这主要归功于该方面的努力。美国内务部垦务局CUSBR)曾提出了一项安全预警和应急撤离的实施方案,研究大坝一旦发生突发事件时的应对策略,提供淹没图和其他技术资料,并帮助地方应急机构制订、修改和落实应急预案。明确强调要采取险情报警系统、撤退计划等应急措施,发生溃坝时,将损失减小到最小程度。

2、加拿大

加拿大明确规定水坝安全管理程序包括准备应急计划和应急演习、人员培训。大坝失事可能造成生命损失,预警可以减轻上下游损失,任何大坝都应编制、测试、并维护应急预案。应急预案应明确大坝业主、运行管理人员、大坝安全机构、防汛舰构、消防部门、当地政府、军队、警察等机构或人员的各自责任,并在危急时刻及时调动和联络。

3、欧洲各国

法国于1968年在欧洲第一个建立了溃坝风险分析法规,近期不少欧洲国家也相继建立并完善了自己的法规。为了降低大坝失事(如溃坝)带来的巨大灾难,实施了欧共体溃坝模型项目。葡萄牙大坝安全条例要求大坝业主提交应急预案,并编写溃坝洪水波传播的研究报告,并设置下游预警系统。法国要求坝高超过20m和库容超过1500万m3的水库,均需设置报警系统,并提出应急预案应包括溃坝洪水淹没范围,淹没持续时间和相应的居民疏散撤寓计划等。

三、水库大坝施工过程中的安全管理

1、爆破施工的安全管理

1.1爆破位置的选择:水库大坝的选址通常是在山里,因此施工经常需要进行土石方的爆破和开挖工作。爆破的位置选择对土石方开挖效果和周边山体的安全具有重要的影响。因此在选择爆破位置的时候应该综合山体实际土质分部情况和周边地形地貌、已有构筑物的保护等来确定,确保在经济合理的情况下,最大限度的减少对原始地貌的扰动。

1.2专项方案的制定:爆破工作开始之前,应该制定专项施工方案。其中应该包括爆破位置的选择、与建筑物及项目部的安全距离设置、安全防护措施、爆破顺序、爆破时间等。并在实施过程中有专人进行指挥和管理,确保方案的落实。

2、安全用电的管理

2.1做好线路规划:水库大坝体量通常都比较大,工序繁杂。因此很多地方都需要用电,如何在现场纷繁杂乱的现场进行线路布置,对后期的使用安全具有较大的影响。

2.2必须按照《施工现场用电安全管理条例》来对电箱、电路、线路布设、接地等工作进行具体实施。线路严禁直接丢弃在路面上,必须采取套管或者是架空的布置方式,以防发生触电事故。

3、机械伤害的管理

在水库大坝施工过程中会有大量的施工机械,如:挖掘机、车辆运输、推土机、起重吊装机械等。由于场地地形复杂,经常会有较多的土方堆载和斜面,如果机械操作不当,经常容易出现侧翻或者滑移,造成人员伤亡。所以在机械使用和土石方运输过程中,要有专人负责管理和组织,制定好交通组织和机械安排,让各机械合理有序的进行工作。

四、水库大坝后期使用的安全管理

1、保持水位在设计要求内

每个水库大坝的抗压能力是有限的。因此在水库囤水的过程中,应该加强水位监测,在达到设计水位后,要及时进行泄洪。防止水位持续上升,对坝体造成过大的侧压力,引起破坏。

2、禁止在大坝周围及安全范围内进行其他爆破工作

由于水库通常是建立在山体中,很多水库在进行扩建或者配备其他建筑物的时候,施工单位会就近取材,在水库附近进行土方和石块的开挖爆破工作。在爆破过程中,会对坝体及地基造成较大的震动,如果荷载较大超过了坝体的抗震性能,就会产生开裂,隐形正常使用。因此管理部门应该在水库周边设置安全范围线,在控制线内严禁爆破工作。

3、严禁在安全范围内进行采矿、钻井等工作。

山体中具有较多的资源,很多单位为了获取地下资源,会在山体中进行采矿和钻井工作。在这类工作影响下,地下结构会被严重破坏甚至掏空。地基基础无法满足坝体上部的承载力要求,就会导致出现沉降和开裂等一系列质量、安全问题。因此水库管理部门必须对周边的山体进行有效的保护,防止各种对山体破坏的行为发生。

4、减少对水库周边树木的砍伐

由于各种建设、生产、景观、山体规划等因素,山体树木会被大量砍伐。造成水土流水,大量山体泥土滑落进入水库中,造成水库水质的污染和水位升高。对坝体也造成更大的侧向压力,引起结构荷载增加而破坏。

5、水坝的正常功能使用

水库大坝的功能是对水体进行囤积,在需要的时候泄洪来保证各项用水需求。但是正由于其体积大和位置特殊,很多单位会将水库兼做其他功能使用,通常最多的就是将坝顶作为道路通行。在大量车辆行驶过程中,会给坝体带来较大活荷载。而原水坝设计的时候根本就没有考虑这部分荷载,结构自然会受到破坏。

因此如果相关部门想将水坝兼做其他功能使用,必须通过设计单位对荷载和安全性能进行验算,只有在满足坝体安全和基本作用的情况下,才允许进行其他功能的改造。

6、加强设备检修和维护

水利工程涉及很多的机械和设备,如发电机组、闸门、泄洪设备、控制机组等。各设备的正常运行是保证坝体安全的前提。特别是当水位达到红线值的时候,要及时泄洪,这就要求泄洪相关设备和仪器的正常运行,否则对坝体会造成毁灭性的的破坏。

7、加强地震等自然灾害后的检测

自然灾害是人类无法避免也无法抗拒的事情。当发生地震、暴雨、大风等情况后,要加强对坝体的检测。是否有不均匀沉降、坝体是否有开裂、基础是否有孔洞等情况发生。如果有任何不利因素,应该及时进行处理,必要的时候需要请设计单位和相关专家过来进行评估,根据评估结构制定专业的方案来加固,保证后期的正常使用。

五、做好水库大坝安全管理的措施

1、做好安全管理制度建设

水库大坝通常有国家投资建设,建设完成后,应该制定相应的管理制度来对其进行保护。制度是保证各项工作正常进行的前提,有了制度的约束和明确,管理部门在对其进行维护的时候才有法可依、有据可查,才能切实的将各种管理及技术要求落实下去。

2、安全管理机构的设置

在制度建设完善的前提下,应该设立相关的安全管理部门,来具体落实这些制度。在实际执行中,应该明确具体负责人和各层级的安全管理责任。将各人的安全责任进行明确,并制定相应的考核措施,才能发挥工作人员的主管能动性,积极主动的做好职责范围内的事宜。

3、将水库安全管理纳入行政处罚

水利工程是关乎国计民生的项目。其安全管理和正常使用是保证居民用电、工业生产的重要因素。为了加强安全管理制度的落实和有利各部门开展工作,应该将水库的安全管理工作纳入行政管理处罚制度里,对违反相关管理要求及事宜的关责任人和责任单位要给予严格的惩处。

结语:水库大坝、利国利民。各级安全管理部门应该加强对各种安全措施的监管,各单位和社会人士应该自觉履行公民责任和相关制度。保护大坝安全,既是为国家经济建设做出贡献,也是保证自身生活需要的重要责任。

参考文献

[1]《水库大坝安全管理条例》国务院1991年颁发

[2]水库大坝安全管理法规及技术标准100115

[3] 《中国水利》2008.12.30

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