诸城市小型水库除险加固技术探讨

邢学英 孙晓花 逄兰秀

摘要：诸城市小型水库众多，许多水库存在着防洪标准偏低，达不到有关规范、规定要求，以及工程本身质量差，工程老化失修等问题，形成了大量的病险水库。 2008年我市完成49年小型病险水库的除险加固工作，本文总结了水库除险加固措施和防洪复核方面几点技术问题。

关键词：小型水库，除险加固，技术探讨

中图分类号：P343文献标识码： A

诸城市位于山东省东南部，总面积2182.7km2，山地占13.7%，丘陵占33.5%，平原洼地占52.8%。自建国以来，先后兴建了一大批小型水库，在防洪减灾、改善农业生产条件方面发挥了重要的作用，促进了当地经济的发展。

1小型水库现状

诸城市现有小型病险水库107座，其中小(一)型水库13座，小(二)型水库94座。这些水库多建于上世纪50～70年代，受当时技术水平和投资能力等条件的限制，普遍存在大量的质量问题和安全隐患,形成了“先天不足”工程，加之经过几十年的运行，维修管理跟不上，工程老化、退化严重，防洪能力降低，成为历年防汛工作的心腹之患。这些水库多为头顶库、串联库，给工程管理和防汛工作带来很大的压力。本文结合共青团、岳沟等小型病险水库的特点，提出该类水库除险加固的原则和措施。

2小型病险水库存在的问题

2.1防洪标准低

防洪标准低是诸城市小型病险水库普遍存在的问题。我市多数水库建于 50 年代末70 年代初，当时仓促上马，水文资料短缺，计算方法粗糙。根据《防洪标准》（ GB50201-94 ）及《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）有关规定，各水库防洪标准都偏低，其中共青团水库坝顶差 1.2m 、西山坡水库坝顶差1.24m，大坝防洪能力均为 10～20年一遇。

2.2工程施工质量低老化严重

受当时经济和技术条件的限制，加上地质资料缺乏，多为“三边”工程，运行时间长，工程设施及建筑物老化，形成安全隐患。水库普遍存在坝体断面不足，坝体抗滑稳定不满足要求，坝前坡护坡破损、风化或无护坡，排水设施失效，坝体坝基渗漏，溢洪道泄洪能力低，放水洞启闭设施老化报废或无放水洞等。

3小型病险水库除险加固防洪复核方法研究

在小型病险水库除险加固设计阶段最重要的环节是水库防洪设计标准的确定和防洪复核的计算，这关系到水库的规模、除险加固的投资和防洪安全等各项效益。

3.1防洪标准的确定

小型病险水库的防洪标准根据《防洪标准》（ GB50201-94 ）及《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的有关规定来选取。根据水库的具体情况，在保证水库效益的前提下，可适当调整防洪设计标准。

3.1.1共青团水库除险加固设计防洪标准的确定

共青团水库位于百尺河中游，辛兴镇驻地相谷村西，水库上游相继修建了杨家庄、牛台山、曙光三座小（一）型水库和郭家村中型水库一座，共青团水库流域面积133.5km2（其中区间流域面积65 km2，上游郭家村水库32.5 km2，牛台山水库36 km2）。该水库是辛兴镇的工业用水水源，日供水量2万m3，上游又有中型水库一座和多座小（一）型水库，为特别重要小（1）型水库，工程等别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级。因此水库审定的防洪标准为50年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核。

3.1.2岳沟水库除险加固设计防洪标准的确定

岳沟水库位于诸城市百尺河镇岳沟村西，属胶莱河水系五龙河，总库容13.04万m3，兴利库容5万m3，死库容3万m3，调洪库容5.04万m3，设计灌溉面积700亩。该水库是一座灌溉为主的小型水库。水库工程包括大坝、溢洪道等，水库工程等级为Ⅵ等5级，属小（2）型水库，水库上游有后盆渠等七座小（二）型水库和大村一座小（一）型水库，在防洪复核算时，岳沟水库的洪水过程线是由上游水库下泄曲线与区间流域来水过程线错时段叠加而成，按规定防洪标准为二十年一遇洪水设计，二百年一遇洪水校核，该水库的总库容为130万m3，大坝需加高3m，相当于新建一座小（一）型水库。考虑到岳沟水库灌溉供水量不会增加，水库下游基本无防洪要求，在保证水库大坝安全和兴利蓄水的前提下经审定水库的防洪标准为十年一遇洪水设计，二十年一遇洪水校核。

3.2防洪复核的计算方法研究

小型水库无实测流量资料，设计面雨资料可采用暴雨资料法和地区综合频率曲线法。洪水过程线和调洪演算采用以下两种方法：

方法1：三角形法计算洪水过程线，图解法进行调洪演算。

方法2：瞬时单位线法计算洪水过程线，容积法进行调洪演算。

3.2.1暴雨资料法

我市防洪复核计算采用《山东省小型水库所在县暴雨统计参数分析成果》（2007年）提供的诸城市多年平均24小时最大降水量115mm，Cv取0.77进行推求设计洪水。分别用方法1和方法2计算，方法2的成果稍高于方法1的成果，两者相差不是很大。

3.2.1地区综合频率曲线法

我市部分水库采用地区综合频率曲线法进行洪水复核，计算成果普遍低于暴雨资料法计算成果，有些相差很大。

偏于水库安全考虑，我市的小型水库除险加固设计全部采用暴雨资料法计算设计面雨资料、瞬时单位线法计算洪水过程线、容积法调洪演算的防洪复核成果。

4小型病险水库除险加固措施及共青团水库除险加固方案研究

4.1小型病险水库除险加固措施

水库防洪标准低的问题主要采用适当加高大坝，增加水库调节能力；加大溢洪道泄流断面，增加泄洪能力；适当加高大坝与加大溢洪道泄流断面相结合三种加固措施。我市小型病险水库加固设计时首先考虑加大溢洪道泄流断面，若提高水库防洪标准效果不明显或设计溢洪道太宽时，再考虑适当加高大坝，大坝加高控制在0.6m以内，否则加宽大坝，土方量会增加太大。我市多数水库采用了加高大坝或修建防浪墙与加大溢洪道泄流断面相结合的措施，如程戈庄、岳沟水库利用坝顶路缘石兼作防浪墙功能一举两得，缩短了工期也节约了投资。

针对大坝渗漏问题主要采用搅拌连锁墙防渗、复合土工防渗膜防渗以及两者相结合的防渗形式。我市的大福田水库采用了搅拌连锁墙防渗加复合土工防渗膜的防渗措施，山前水库采用了复合土工防渗膜防渗措施。

放水洞启闭设施老化报废一般采用更换闸门启闭设施、加固输水管涵或开挖新建。我市小型病险水库的放水洞大部分开挖新建。

4.2共青团水库除险加固的方案研究

根据共青团水库工程的具体情况，在设计阶段比较了3种加固方案：

方案一：加高大坝，加宽溢洪道，增加水库调蓄和泄洪能力。

溢洪道底高程不变，新建露顶式平面钢闸门，设10跨，每跨净宽10m，大坝加高0.8m。

方案二：只加高大坝，增加水库调蓄洪水的能力。

溢洪道宽度和底高程不变，大坝加高1.2m。

方案三：适当加高大坝防墙，加深溢洪道，增加水库调蓄和泄洪能力。

溢洪道全部拆除原闸门、溢洪道桥及闸后附属构筑物后重建，溢洪道下挖1.5m，桥前新建露顶式平面钢闸门，新建闸门总宽度74.8m，设10跨，每跨净宽6m,闸门上设启闭机房；新建溢洪道桥为钢筋混凝土墩台、预制钢筋混凝土桥面板桥，桥长74.8m，桥面宽为净6+2×0.25＝6.5m；闸后新建C25钢筋砼陡坡，陡坡后设格宾网填乱石消力池及海漫，两岸格宾网填乱石护坡，总长度52.25m，护坡坡比1：1.5。

经过对上述3个方案从施工条件、环境影响、工程量及投资等方面进行综合比较，方案三投资最少，施工较快且质量易于保证，对环境影响最小，因而采用方案三。

5结语

小型病险水库除险加固的设计工作要做到以下三点：一是水库的防洪设计标准的选取，特别在串联库当中，要根据水库主要发挥的效益来确定防洪设计标准；二是防洪复核的基础数据要准确无误，有条件的应采用多种计算方法进行复核；三是在提高水库防洪标准方面，根据水库的工程情况，适当加高大坝与加大溢洪道泄流断面相结合来设计加固方案。只要做到这三点不仅能够节约建设资金，还能更有效地发挥水库的效益。