对病险水库进行除险加固的思考

摘要:我国是一个水资源贫乏的国家,全国水资源年平均总量仅2.8万亿m3，人均水资源占有量只有世界人均占有量的四分之一。兴利避害是我国的重要国策，目前水库作为优化和调节水资源配置，解决或缓解水资源供需矛盾的重要性日趋突出。已有的8.4万余座水库在防洪、灌溉、供水、发电、保护生态,特别是对改善农民生产生活条件和农村经济持续稳定发展起着不可替代的重要作用。但由于历史原因，我国目前还有相当一部分水库是病险水库，存在着渗漏、跨坝等严重安全隐患。如何对这些病险水库进行除险加固，使其发挥更大效益？是本文着重探讨的问题。

关键词: 病险水库，除险加固，经济评价

Abstract：China is a country that lacks of water, The national average annual amount of water resources is only 2.8 trillion m3, per capita water resources per capita are only a quarter of the world. Benefit risk-averse is China's important state policy, at present reservoir as to optimize and adjust the water resources allocation, solve or ease the importance of the contradiction between supply and demand of water becomes more serious. More than 84000 of the existing reservoir in flood control, irrigation, water supply, power generation, and protect the ecological, especially for improving farmers' production conditions and the rural economy sustainable and stable development plays an irreplaceable role. But because of historical reasons, our country at present, there are also quite part of reservoir is reservoir seepage path, there exist across the dam leakage, severe security hidden danger. How these seepage path reservoir danger-eliminating and reinforcing, make it play a bigger benefit? Is this paper discusses problems.

Keywords: dangerous reservoirs, stabilization for danger release, economic evaluation

中图分类号：TV697文献标识码：A 文章编号：

1.病险水库存在的主要问题

我国目前使用的中小型水库，多数建于50—70年代。由于历史原因，很多水库在修建时没有按照基建程序进行设计审批、施工监督和验收，而是边勘测、边设计、边施工，甚至有的水库没有设计，从而形成了大量的病险水库，在安全方面存在不少问题。

主要表现在：

1.1 水库防洪标准低

这个时期修建的水库由于当时经济发展较落后,加之设计时所依据的水文等基础资料不全等多种因素,导致水库的防洪标准普遍偏低。而且随着水库运行时间的延长，特别是受实测大洪水系列资料的影响，流域内水文、气象条件也相应随时间推移而发生改变。随着现代科技的进步与社会经济的发展，水库建设规程和规范的要求也在不断强化与统一。这部分水库的防洪标准与能力均低于国家新公布的标准;

1.2 抗震不达标

受建设初期条件影响,这类水库抗震标准普遍较低。地震液化是饱和砂土在地震作用下，因为严重丧失抗剪强度而由固体状态向液体状态的转化现象，其实质上是由土体中孔隙水压力上升，使土骨架的有效应力降低以至完全消失所造成的。地震液化严重影响土石坝的安全，对土石坝造成了最严重的破坏。大多数的水库由于历史原因，在原来的设计中对这一方面的要求没有给予高度重视。对于地震有可能造成坝体的变形破坏，以及沙土液化等问题没有采取必要的防范措施。

1.3 渗漏严重

受客观条件限制，原勘探工作深度不够、设计不合理或施工时不够严格及材料或结构老化等原因，都是会引起坝体、坝基或坝肩渗透压力增大、浸润线偏高或渗漏量增大等各种渗流问题，主要表现为以下几种形式: 一是坝基渗漏，主要通过坝基未处理的第四纪冲洪积层、风化层及透水的裂隙向下游渗漏; 二是坝体渗漏，主要形式是沿坝体产生的纵向裂缝以及结构面发生的集中渗漏; 三是绕坝渗漏，主要表现在两坝肩，坝体与基岩的结合层面上的渗漏，以及通过风化层、透水的破碎带向下游绕渗。

1.4 土石坝坝体变形

我国现有的水库坝体一般采用的都是土石坝，与其他类型的坝体相比较，变形破坏有其自身的特点: 构成坝体的介质( 主要是土粒) 在应力和地下水的作用下发生位移，因此带来坝体的变形破坏。土石坝坝体变形问题主要有以下表现形式: 坝体裂缝、滑坡和塌陷以及护坡的破坏。

1.5 大坝稳定性差和强度低

坝体的不稳定包括整体的不稳定( 相对建基面整体滑动) 和部分坝段、坝体( 从整个坝体上分离) 的失稳。首先是坝基、坝肩的抗滑稳定问题; 其次是边坡稳定问题，主要表现在滑移边界条件的存在，以及边坡出现变形; 第三是渗透稳定问题，主要表现在沿坝基和坝肩或坝体与岸坡的接触部位产生管涌、流土等。在失稳的问题中必须要注意一些特殊的失稳问题，如拱坝的上滑失稳、金属面板失稳、长架空输水管道失稳以及镇墩失稳等。对于强度问题，主要表现了产生裂缝、接缝宽度也就增加、内部融蚀、表面冻融等，其中贯穿性裂缝对坝体安全极为不利。出现裂缝的主要原因有拉应力过大或有效的应力减少、材料的抗剪或抗拉强度也会降低、温度应力、土石坝材料的干容重和密实度都是无法满足要求等。

1.6 其他问题

工程建设不配套、质量差和病害多。一些水库在修建时无溢洪道、无输水渠道；工程老化失修严重。水库大坝随着运行时间的增长，受到水压力、渗透、冲刷、气蚀、冰融、磨损、超标洪水、地震及材料老化等物理作用及侵蚀和腐蚀等化学作用的影响，产生了洪水漫顶、坝体裂缝、渗透变形、坝体滑坡、坝体渗漏。浆砌石坝和混凝土坝常见的病害有裂缝、漏水、剥蚀、坝体失稳等，输、放水以及泄洪建筑物的老化，破坏都很普遍，如闸门的锈蚀严重，启闭机不能正常使用; 材料与结构老化; 防汛公路不畅，管理设施、水文测报、大坝观测设备等各方面的不完善; 水库淤积、山体滑坡、南方白蚁破坏等。

上述问题在对水库大坝安全运行带来很大事故隐患的同时也为水库管理工作带来了很多困难，使水库不能发挥效益和安全渡汛。

2.病险水库的成因分析

2.1 先天缺陷

我国一部分水库建成于“”和“”期间。这个期间修建的水库，限于当时特殊的历史条件，如水文站点少及普遍存在的设计、技术、施工力量及资金不足、水库淤积等因素，设计规范不完善，“三边”( 边勘测、边设计、边施工) 工程多，水库实际运行标准远低于设计标准。

2.2 后天不足

我国在水利工程建设与管理工作实践中，普遍存在着重建设与轻管理的现象，由于水利行业的服务对象大都是弱质农业，几乎无利润可言，绝大多数都得靠财政拨款。水库维修资金不足是个不争的事实。维修养护与运行管理费用的缺乏或不足、水管单位的职工专业素质不高等原因使水库运行管理科学化程度并不高。像一些中小型水库根本就没有现代化观测设施及手段，管护和工程维修不及时，水库险情没能及时掌握和得到有效处理，最终埋下了重大事故隐患，形成了病险水库。

3.病险水库治理的对策

病险水库不能按设计要求正常蓄水，也无法满足供水、灌溉、发电等用水要求，严重地影响了水库兴利效益的发挥，同时也给水库的安全运行带来了较大隐患。为确保水库的正常运行，充分发挥其经济社会效益，故对病险水库进行除险加固已迫不容缓。其内容主要有提高水库的防洪标准，抗震加固，对病害进行工程处理，降等和报废等，下面主要从宏观管理的角度提一些个人己见。

3.1 对水库大坝进行安全检查及鉴定

在对病险水库进行除险加固时，大坝安全鉴定主管部门应严格按照《水库大坝安全鉴定办法》要求，组织设计、施工、运行管理等方面的资深专家，严格按此办法全面准确地查找出水库存在的各种隐患，同时委托具备相应资质的专业机构对这些隐患进行专题调研，找准隐患部位，分析产生原因，提出处理措施。

安全鉴定工作要做到资料齐全，原始数据准确，工程情况清楚，复核计算符合要求，评价结论恰当，鉴定结果准确、可靠，为病险水库的除险加固工作奠定良好基础。

3.2 进行科学论证和经济评价

在实施对水库的除险加固时，加固方案的合理性对工程投资与经济效益有着至关重要的作用。因此前期调查与资料收集整理工作都非常重要，要认真的做好工程地质勘察、水文资料、大坝位移观察、大坝与库区渗漏资料的收集整理，以及调研大坝运行管理中的现状等各种基础性的工作。防洪工程的经济评价结果是决定工程除险加固成效的重要依据之一，病险水库的治理还必须重视财务经济评价和国民经济评价，这是治理的主要依据。合理的投资风险分析为小型水库除险加固工程的可行性提供了技术支持，对发挥工程的除险加固效益将产生积极作用。经过对加固工程进行投资风险分析，能精确的判断工程加固方案的合理程度和效益指标的高低，为进一步对除险加固工程方案进行优化提供了明确的思路和途径。

3.3 提高除险加固的科技含量

在对病险水库进行除险加固的过程中应依托科研、设计、施工、大专院校等方面的技术力量，广泛使用新技术、新方法、新材料、新工艺，力求体现先进性、科学性和经济性相统一，坚持加固与提高、加固与技术进步相结合，使病险水库治理的技术经济方面达到高水平。

3.4 除险加固的工程处理措施

其主要内容有提高防洪标准、病害处理、抗震加固、降等和报废物等。

提高病险水库的防洪标准从工程上来说主要有三个方面：适当增高大坝，以此增加调蓄能力；加大泄洪设施能力，增加泄洪能力；加高大坝和加大泄洪能力相结合。病害处理要先查明其出险的原因，其次是按相关规定对水库大坝进行安全鉴定，再根据鉴定结论对症下药进行工程治理。抗震加固要针对常见的几种震害进行滑坡、液化、震陷和烈缝及地震涌浪等进行处理。一是要确定地震烈度和设计烈度，二是进行抗震鉴定，二是进行抗震加固设计，最后再按设计进行施工。降等和报废。对于运行时间过长、淤积、病害严重、效益衰减的水库，为了保证人民生命和财产的安全，需按照水利部《水库降等和报废管理办法》对这些水库进行降等和报废处理。

3.5 建立和完善水库治理效果综合评价体系

我国目前还没有较规范完整的评价指标体系，有的研究仅是针对除险加固中具体一项或某几项指标说明本次除险加固的治理效果，而且这些方法都可移植性较差，不能方便快捷地推广到大量的病险水库的除险与加固治理效果评价工作中。也不能全面客观地反映整个除险加固工程的治理效果，因此建立完善的水库治理效果综合评价体系对于综合治理的病险水库有着积极的意义。

3.6 建立良性的水库运行管理机制

在对水库除险加固的同时,水管单位要进一步建立和完善严格的水库运行管理责任制，明确主体责任并落实到人。要严格按照水利工程相关法律法规的要求组织实施，同时应加强水库大坝的监测和观测工作，配备齐全的监测设备，建立必要的观测设施，采用先进的观测手段，对大坝进行及时跟踪监测，及时发现大坝的隐患。完善水利工程设施的监管与维护，使水库运行管理规范化、制度化和科学化。以保障水利设施的正常运行，延长其使用寿命。同时在水库的病险得到有效排除的前提下，增容和恢复库容是提高水库自身经济效益和社会效益，解决水资源紧张状况的一条好的途径。

4.结语

我国是一个农业大国。而水利是农业的命脉，也是国民经济基础设施和基础产业,故水利工程的建设和管理尤为重要，俗话说，三分建七分管。水库作为我国优化水资源配置，解决或缓解水资源供需矛盾的重要基础设施，作为调节水资源的重要性是趋突出。而由于各种原因，绝大多数水库都存在或大或小的险情。病险水库数量较大，问题也很复杂。因此对病险水库进行除险加固治理是一项十分复杂的系统工程。近年来国家高度重视水利工作，水利建设投资大幅度增加，一批重点江河控制性工程和水源工程相继建成并发按效益，除险加固工作也被提上重要议程，这将对其起到起死回生的作用。在水资源日益贫乏的今天，水库的功能恢复将为全面建设小康社会提供支撑和保障，对国家经济建设起到巨大的推动作用。

主要参考文献

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［4］盛金宝，冯靖宇，彭雪辉． 小型水库风险分析方法研究［J］． 水利水运工程学报， 2008，( l) : 28—35．

[5]《小型水库管理》 水利部水利建设与管理总站编第四章除险加固：120—153

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。