浅析水库大坝的安全观测

2015-03-22邵华青新疆省塔城地区额敏县额敏水库管理站

河南水利与南水北调 2015年12期

□邵华青（新疆省塔城地区额敏县额敏水库管理站）

0 前言

我国是世界上水库大坝最多的国家，其中大、中型工程数以百计。相对而言，水库大坝的设立，能够更好的调配当地水资源，除了给予民众需求外，还能够适当的调节当地气候，保持湿润。另外，大坝还具有蓄水功能，可在水资源短缺的时候，提供必要的水资源供给，在大雨天气，可及时泄洪，避免造成较大的水灾。水库大坝所有的功能，都必须建立在安全观测与运行管理上，才可以得到理想的效果。

1 水库大坝安全检测对运行管理的重要意义

水库大坝的运行，直接关系到水利工程的管理和效益，为此，通过对水库大坝的安全检测，能够实现运行管理的流畅。一般而言，由于水库大坝是一种庞大的建筑物，受到客观因素影响较多，包括天气、地理条件、水压等等，都可以对水库大坝造成严重影响。为此，明确水库大坝安全检测对运行管理的意义，是指导日后工作的重要标准。第一，水库大坝的蓄水期，应对其进行严密观察，尤其是裂缝的观察，以此来防止高水位的时候，造成裂缝渗流冲刷的情况。现阶段很多大坝都是新建立的，在第一次高水位运行时，非常容易出现渗透破坏，此时应加强坝面巡视，观察大坝下游是否出现渗流现象，是否存在无反滤保护措施。第二，水库大坝在日常的运行中，应分为日常观测和特殊情况观测。日常观测包括检查、维护、校正观测设施等等，而特殊情况的观测，是在日常观测的基础上，建立监测技术档案，对大坝工作做出评估，提供相应的鉴定数据等等，保证大坝不会造成过于严重的问题。第三，在大坝安全观测当中，需要与多项工作联合进行，包括气象工作、水情工作、洪水预报等等，促使水库大坝成为水利工程调度工作的重要组成部分，提高运转的效率，为全局的总体发展，做出更大的贡献。

2 大坝安全观测方法

对于大坝而言，安全观测直接影响着运行管理，为此，应选择合理的安全观测方法，才能得到准确的数据和资料。就目前的情况而言，人工巡视是比较常用的观测方法之一。从内容上来讲，人工巡视主要包括日常巡视检查、年度巡视检查、特别巡视检查等工作，每一个阶段的巡视标准和搜集内容都存在一定差异，会重点针对某一个部分进行巡视检查，发现问题及时处理。另一方面，水库大坝的工程量比较庞大，仅仅通过人工巡视，无法保证不会出现漏洞，因此，还需要运用仪器观测。多数情况下，运用仪器进行观测时，会在水库大坝的几个典型断面来进行，虽然具有一定的局限性，但可以将这些断面的情况深入了解。由此可见，水库大坝的安全观测工作，应将人工巡视和仪器观测相结合起来，再建立有效的观测体系，以此来实现水库大坝观测的有效性和长久性。

3 安全观测的范围

就水库大坝本身来讲，并不是所有的位置都要进行安全观测，要确定好相应的范围，才能保证数据的准确性和观测的有效性。经过多年的总结和完善，认为水库大坝的安全观测范围应包括坝体、坝基、坝肩、对大坝有安全重大影响的区域和其他建筑物、设备等等，这些都隶属于安全观测的范围内。另一方面，大坝的安全观测范围，还可以从空间的角度出发，此时除了上述的部分外，还应包括梯级水库，这对大坝的影响是非常巨大的。倘若从时间的角度来说，则应将观测的重点放在与大坝安全有关的所有机电设备、泄洪设备，这些设备一旦出现问题，将直接影响大坝的安全。

4 大坝安全观测的针对性

4.1 时间上的针对性

水库大坝虽然在24小时运行，但并不意味着要进行24小时的全面安全观测，这将耗费大量的人力和时间，且得到的结果不一定令人满意。在我国的新疆地区，水库大坝的观测针对性，必须在时间上有所建树。以新疆八一水库大坝为例，八一水库于1957年修成，设计库容3000万m3，实际可容纳2800万m3水。目前水库容水为2300万m3。2004年1月23日，该水库大坝以南20m内发生管涌，管涌直径很快由2m扩大到8m，水直泻向低处的连队。决堤发生在水库的出水口，决口达15m，致使出水闸报废，决堤呈扩大态势。由此可见，为了能够更好实现安全观测，保证水库大坝的正常运行管理，必须将时间上的针对性工作做到位。本文认为，由于大坝施工期、初次蓄水期和大坝老化期是大坝容易出现问题的时期，因此在前一个阶段监测的重点应是设计参数的复核和施工质量的检验，而后者则应是针对材料老化和设计复核进行。大坝的破坏机理研究至今仍是一个薄弱环节，关键是无法做原型破坏试验，因此加强对溃坝的分析是非常有必要的，这就要求大坝安全监测系统在关键时候能发挥作用，能得到关键数据。

4.2 空间结构上的针对性

水库大坝的安全观测，除了要在时间上具有针对性外，还要在空间结构上具有较强的针对性。现阶段很多大坝的空间结构较为特殊，且占有的空间比较庞大，应对大坝的空间结构进行有效观测，为运行管理争取更多的有效信息，防止大坝出现问题。如新疆西郊水库大坝在运行管理中，把运行期观测的重点放在坝体渗透与坝体表面变形上，特别是高水位荷载作用条件下的面板缝闸开度、坝后渗流量变幅，坝体(重点是坝顶)表面变形的观测，采取了以仪器观测为主、专业技术人员目检为辅的方法，有步骤、有目的地进行观测，尤其是利用汛期洪峰陡、来量大、重复机率高的时机，加密观测频次，缩短观测周期，取得了一批可靠的数据。综合分析成果表明，水库主体工程安全可靠，水库完全可在满负荷状态下安全运行。为工程技术人员科学调度，做到汛前库容腾到位，汛后蓄满水，充分发挥水库效益提供了依据。从以上的表述来看，水库大坝安全观测与运行管理具有非常密切的关系，只有将前者的工作做好，才能保证后者工作的正常进行，否则很容易造成不必要的问题出现，甚至是较为严重的安全隐患。