固原市中小型水库运行管理探讨
2013-04-09太红礼
太红礼
(宁夏回族自治区固原市原州区寺口子灌溉管理所 宁夏固原 756000 )
1 基本情况
固原市地处黄河流域,位于宁夏回族自治区南部山区。全市辖四县一区62 个乡镇,893 个行政村。全市土地面积1.054万km2,人口密度145 人/km2。据2010年统计,全市年末总人口152.53万人,全市实现地区生产总值104.3亿元,全市粮食播种面积27~89万hm2,有效灌溉面积3.73万hm2,其中水库灌溉面积1.86万hm2,占有限灌溉面积的46.9%。
固原市位于宁夏南部山区,大部分地处干旱带,干旱缺水,水资源贫乏,水资源时空分布极不平衡。据资料分析,多年平均降水量由西北向东南在240~650mm 之间,6~9月份降雨量占年均降雨量的70%以上,4~6月农作物生长季降雨量仅占年降雨量的25%,降雨与农业的发展极不协调。固原市80%以上的面积地处年降水量400mm 以下的干旱半干旱地区,年蒸发量1600~2000mm,综合水资源量5.66亿m3,人均占有地表径流378 m3,耕地亩均占有108m3,分别为全国平均占有量的18%和8%。地下水资源仅2.79亿m3。贫乏的水资源伴随着严重的水土流失,使有限的水资源难以得到有效利用,成为制约本区域经济社会可持续发展的重要因素,影响着农村居民生存条件和生活质量的改善。为解决农田灌溉及农村人畜饮水困难问题,多年来,国家投资在固原市建设中小型水库148 座,其中,中型13 座,小(Ⅰ)型62 座,小(Ⅱ)型73 座。这些水库的兴建,对抗御水旱灾害、争取农业丰收和发展国民经济起到了很大作用。
1998年国家实施积极的财政政策,加大了对病险水库除险加固的投入,国家投资对固原市的中小型水库逐步实施了除险加固改造。目前,全市中型及小(Ⅰ)型水库除险加固已经完成,小(Ⅱ)型水库除险加固也在加紧建设中。水库安全及效益发挥的好坏与水库运行管理的好坏密不可分。要做好水库安全运行管理工作,水库管理者必须掌握水库规划、设计、施工和管理运用等方面的资料,熟悉设计情况、建设状况、运行条件及下游灌区生产生活用水区的有关情况。
2 水库运行管理的重要性
固原市已建水库都是地上水库,位于河流或沟道中上游区域,主要作用是防洪、人畜饮水和灌溉等。水库对于干旱缺水的固原地区来说,作用大,效益显著。水库建设是运行管理的开始和基础,运行管理是建设的延续和效益发挥的关键。运用好是工程建设的主要目的,即使工程建设有缺陷,如若能管好用好,在运用过程中不断完善,仍可发挥较好效益。否则,即使工程建设较为完善,如若管理不善,造成工程失修、建筑物损坏、效益缩减,就会给工程留下安全隐患,甚至造成事故。因此,要确保水库安全,充分发挥效益,运行管理十分重要。
3 水库运行管理的具体措施
固原市已建水库中,以土坝为挡水建筑物的水库居多。有的由土坝和输水建筑物2 部分组成,有的由土坝、输水建筑物和泄水建筑物3 部分组成。土坝基本为均质坝,输水建筑物放水为卧管或输水塔两种形式。输水均为坝下涵管。泄洪建筑物为开敞式溢洪道和深孔水塔式泄洪洞两种形式。水库运行管理者首先要随时掌握、记录水库各建筑物工作状况,发现问题及时处理,消除事故隐患;其次通过维修养护,使水库各建筑物保持状态良好,最大限度的延长水库使用寿命;还要通过合理调度和运用,有计划地蓄水和泄水,充分发挥工程效益。因此,要做好水库运行管理工作,水库管理者必须了解工程设计与施工情况,掌握施工过程中的质量情况及地质条件等,尤其要熟悉水工建筑物的水下工程和隐蔽工程的质量情况,将工程建设中发现和处理过的有关问题,做好详细记录,存档备查,便于工程管理。具体管理措施有:检查观测,养护维修,控制运用,防汛抢险等。
3.1 检查观测
检查观测要对水库的全部构件全面进行,包括土坝及其建筑物。
3.1.1 土坝的检测观测
土坝在其运用过程中,常会因渗流产生渗透破坏和蓄水损失;因施工质量、地质条件、河谷形状、水库运用状况等产生过量沉降和不均匀沉陷而出现裂缝;因土料强度较低、边坡过陡、渗流、地震、水库水位变化等产生滑坡;因降雨、风和风浪作用造成坝坡侵蚀、冲蚀和护坡破坏;因气温剧烈变化引起坝体土料冻涨和干缩等。土坝的破坏都有一定的发展过程,如果在发展初期能够被发觉,并能及时采取措施进行处理和养护,就可以防止或减轻各种不利因素对土坝的损害,防止轻微缺陷扩展,保证土坝安全,延长土坝使用寿命。
土坝检查观测,就是对土坝表面形态进行经常性的巡视、察看、聆听及触摸等。一是检查坝体表面有无裂缝、塌坑、隆起、冲沟、陡坎等破坏现象;二是检查上游坝坡有无滑坡;三是检查下游坝坡和坝脚处有无散浸和集中渗流现象;四是检查坝坡护坡有无松动、塌陷、垫层流失、石块架空和翻起现象,草皮护坡有无损坏或局部缺草,坝面有无冲沟;五是检查坝面及两岸排水沟、截水沟等排水设备有无损坏、裂缝、漏水或被土石杂草等阻塞情况;六是检查坝顶有无坑洼和冲沟,路面和防浪墙有无损坏,坝体有无兽洞和害兽活动迹象;七是冬季检查冰冻前的防冻措施和破冰设备是否齐全完善;八是结合日常检查,每年汛前和汛后应进行一次大检查,特别是在水库处于高水位、水位变化较大、暴雨时期和地震后应加强检查。
检查观测后,及时做好记录,绘制相关表格、曲线,对检查观测结果进行对比、分析、判断,若发现异常情况,及时采取相应处理措施,把事故消除在萌芽状态。遇重大问题要及时报上级业务主管部门,同时还要做好安全防范工作,确保水库运行安全。
3.1.2 输、泄水建筑物的检查观测
输水建筑物一般由输水塔、输水涵洞及输水明渠组成,或由卧管、输水涵洞及输水明渠组成。泄水建筑物一般由溢洪道和泄洪明渠组成,或由泄洪塔、泄洪涵洞及泄洪明渠组成。要加强输、泄水建筑物的检查。涵管或涵洞是深埋坝体内的构件,存在问题不易发现,易造成工程隐蔽隐患,要特别重视。
输水建筑物,主要检查建筑物表面有无磨损、冲刷、风化、剥蚀和裂缝等。倾听坝下涵管或涵洞在停水期间管内或洞内有无异样滴水声,涵管或涵洞出口周围有无浸湿及漏水现象,放水时出流有无浑水,流态是否正常等。
泄洪建筑物泄水前,检查泄水孔、溢流面及消力池有无堆积物和引洪障碍物;泄洪时检查建筑物的工作状态和防护工作,及时打捞和拦截上游漂浮物,以免堵塞泄水孔口、撞击闸墩及闸门;泄水后检查挑流鼻坎、消力池、消力槛、护坦、海漫、防冲槽等消能设施是否完好,有无损坏情况,检查泄洪洞内有无砂石、树木等杂物堆积,检查隧洞的进口段、弯曲段、闸墩及门槽等易发生气蚀的部位是否发生气蚀损坏。
检查启闭设备开、关是否灵活,各连接件是否完好无损,金属构件的润滑和防锈养护工作是否做好等。
3.2 维修养护
水库工程建成后,经长期运行,各建筑物逐渐会有不同程度的损坏,如不及时维修,就会影响建筑物的正常运行。各机械构件经风吹日晒和雨淋,如不及时养护,就会失去原有性能,给水库带来严重不良后果。因此,在水库运行管理中,对水库各建筑物及相关机械构件进行经常性的维修养护,使其处于安全和正常工作状态,对保证水库安全、发挥效益意义重大。
3.2.1 土坝维修养护
坝顶要保持平整,不得有坑洼,及时修补坝面坑洼、冲沟、裂缝等。坝上不得堆放重物和物料,如若堆放要及时清理,以免引起不均匀沉陷或局部塌滑。在距坝一定的安全距离内不能挖坑、取土、打井和爆破。水库内禁止炸鱼,坝坡上不能种植农作物和放牧。上下游坝坡要经常进行养护,及时修补坝坡坑洼或护坡物料等,及时修补雨水冲刷沟和风浪淘蚀壕。冬季采取破冰措施,防止冰冻破坏。坝面及坝坡与岸坡连接处的排水沟要经常清淤和维修,保持坝面排水系统完好无损、排水畅通,防止坝后排水体受坝面排水及沟道回流的冲刷影响,保持排水体的排渗能力。对坝体发现的兽洞,要及时处理,并设法捕捉兽害。坝面要保持平整,随时清除杂草和其他废弃物,以保持土坝外表整洁,坝体轮廓清楚明显。坝体出现裂缝时,要做好记录,及时查明原因,并做好裂缝处理工作。通过土坝的维修养护还可以及时消除土坝表面的缺陷,提高抗损能力,并保持土坝的整洁美观。
3.2.2 输、泄水建筑物维修养护
输、泄水建筑物运用过程中,如发现基础渗漏及绕建筑物渗漏,要及时处理,防止土坝沿建筑物发生破坏。建筑物附近禁止爆破,防止损坏建筑物。要保持溢洪道畅通,不能人为缩窄过水截面,不能在渠内堆放杂物,及时彻底的清除溢洪道和消力池中的堆积物及泄洪障碍物,保持消能设施完好无损。局部损坏要及时维修,确保泄洪畅通无阻。
据国外资料统计,因坝下涵管的缺陷造成渗流破坏而导致土坝失事的约占土坝失事总数的15%。因此,尤其要重视和加强坝下涵管的维修养护,保证安全使用,如发现渗水等不正常现象,应认真进行处理,决不可掉以轻心。
加强输、泄水建筑物金属构件的维修养护,保证启闭设备的开、关灵活、各连接件完好无损,特别是要做好金属构件的润滑和防锈养护工作。
输、泄水建筑物的各受力构件及启闭设备要严格按设计荷载使用,不能超负荷使用,防止建筑物构件发生破坏。冰冻期,容易受冰冻破坏的部位,采取破冰措施,在冰冻初期开始破冰,防止混凝土冻融剥蚀和因冰压力造成建筑物破坏。若发现有冻融和冻胀开裂现象,必须及时修补,修补材料要满足抗冻要求。
3.3 控制运用
水库控制运用合理得当,才能充分利用水库的调蓄库容。合理的进行水库调度,充分利用调蓄库容多蓄少弃。如果调蓄不当,盲目多蓄水,会使工程出现险情,给下游人民生命财产造成损失。如不敢蓄水,会造成水库蓄水量少,不能保证灌溉用水,会给灌区农业生产造成损失。因此,水库调度运用是水库运行管理工作中一项重要任务,要全面安排,统一部署,统筹兼顾,兴利除害,降低灾害,扩大效益。
汛期要严格按照设计及上级业务部门批复的《防汛预案》要求执行,按汛限水位控制蓄水。水库运用过程中,在水库排水、供水时,要正确控制水库水位降落速度,避免水位骤降,以防因水位骤降而产生坝体内坡滑坡。汛后,保持兴利蓄水量,以备来年用水。
3.4 防汛抢险
水库工程状态在不断变化,一是工程设施疲劳或破损,可能导致水库出现险情;二是水库处于高水位工作状态下,库内有大量蓄水,如果此时建筑物工作状态出现异常和故障,而又未能及时加以排除,水库极可能出现险情。为此,在水库运行管理过程中,要十分重视水库的防汛和抢险工作,特别是洪水期间,必须在精神和物质上做好防汛抢险准备,做到思想、组织、物料、责任和措施的落实,一旦发生险情要全力抢护,确保水库安全。
汛前,对水库建筑物和工程设备进行检查维修,清除缺陷,保证闸门能及时灵活启闭,建筑物能安全渡汛。同时,还应根据工程的规模、可能发生的险情及其抢护方法,做好防汛物资和器材的组织、供应和运输工作,保持抢险物资运输道路畅通和通讯联系设备正常。
防汛抢险是关系到水库安危的重要工作,思想上一定要高度重视,杜绝麻痹大意,侥幸心理,切实做好防洪抗灾、防汛抢险准备工作。一是根据每座水库的水情及工程现状分析研究,制定符合实际、安全可行的防汛预案;二是组织好汛期防汛值班队伍,落实防汛责任人;三是完善水库管理值班制度、巡视检查制度;四是针对水库工程现状,对存在缺陷的工程采取预防性渡汛措施,如放空水库、空库渡汛等;五是备足防汛物料,包括草袋及塑料编织袋、抢险工具、小型运输车辆、防汛砂石、土料等;六是落实防汛抢险队伍和抢险措施;七是确定洪水影响区居民撤离路线及地点。
汛期防汛抢险队伍要分区负责巡逻、联络和抢护工作。特别是在洪水期要随时注意工程运行状况,检查大坝有无不正常现象,输泄水建筑物工作是否正常等。检查时要做到“四到”、“五时”、“三清三快”。“四到”就是手到、脚到、眼到、耳到,用手触摸进行检查,借助脚走的实际感觉来判断险情,再通过眼睛观察来查明险情,利用听感来判断隐蔽的漏水声和土石的崩落声。“五时”就是在吃饭时、换班时、黄昏时、黎明时和刮风下雨时要集中注意力,防止遗漏险情。“三清三快”就是对险情要查清,信号要认清,报告要说清,险情发现快、报告快、处理快。
4 结语
水库运行管理是一门多学科的综合性工作,不仅要有丰富的水文气象、工程地质、专业技术等方面知识,还涉及经济领域、科学管理等方面知识,要把这项工作做好确实不易。但是,只要我们在实际工作中思想上重视,工作上敬业,不断努力提高专业技术、业务素质、经营管理水平、工作质量和工作效率,总能找到一些行之有效的运行管理措施。这需要我们水库管理者继续探索和研究,积累总结管理经验,把水库管理工作做得更好。
1 SL252—2000水利水电工程等级划分及洪水标准.北京:中 国水利水电出版社,2000.
2 SL257—2000水道观测规范.北京:中国水利水电出版社,2000.
3 SL258—2000水库大坝安全评价导则.北京:中国水利水电 出版社,2000
4 顾慰慈主编.水利水电工程管理.北京:中国水利水电出版社.