陕北小型水库水毁情况分析及对策
2018-07-25高杰
高 杰
(陕西省水资源与河库调度管理中心,710004,西安)
陕北地处黄土高原沟壑区,水土流失非常严重,造成水库严重淤积,近年小型水库水毁及溃坝事故比较多发。通过分析2013年以来陕北小型水库水毁情况及原因,提出对策。
一、陕北水库概况
陕北现有水库137座(含非水利部门管理的5座小型水库),其中大型 1座,中型 33 座,小(1)型 51座,小(2)型 52 座,总库容 19.399 亿 m3。 按地区划分,延安市共有水库38座,大型 1座,中型 7座,小(1)型 18座,小(2)型 12 座,总库容 5.426 亿 m3;榆林市共有水库99座,中型26座,小(1)型33座,小 (2)型40座,总库容13.973亿m3。这些水库基本上是新中国成立以后建设的,大多数建成于20世纪的六七十年代。受当时经济、技术等条件限制,建设标准低、工程质量差的问题较为普遍,加上管理设施和手段落后、后期运行投入不足等原因,工程普遍老化失修。特别是大量小型水库没有管理机构、缺乏专业技术人员、没有投入来源,造成小型水库安全隐患严重,水毁溃坝事故时有发生。
二、水库水毁情况及原因分析
1.水库水毁情况
2013年以来,陕北多次遭遇大暴雨,造成116座水库发生水毁(仅2013年水毁110座),占陕北水库总数的84.7%。其中严重水毁44座,一般水毁72座。地区分布情况如下:延安市共有35座水库(大型1座,中型6座,小型28座)发生水毁,其中严重水毁11座(大型1座,小型10座);榆林市共有81座水库(中型13座,小型68座)发生水毁,其中严重水毁33座 (中型5座,小型28座)。从规模来看,小型水库水毁数量多、水毁严重。从坝型来看,除1座浆砌石坝外,其余绝大部分为均质土坝,少量为沙坝。从水毁部位和水毁程度来看 (见表1),84.5%的水库大坝发生水毁,18.1%的水库 (大坝未发生水毁)泄洪建筑物发生水毁,28.4%的水库输水建筑物发生水毁,22%的水库上坝抢险道路被冲毁,个别水库管理站房漏水、墙壁破损或倒塌。大坝水毁主要表现在:坝坡滑坡或垮塌,坝坡冲沟严重,坝顶及坝坡塌陷、裂缝,坝坡及坝顶排水沟严重冲毁。其中19.8%的水库大坝坝坡发生滑坡(1座溃坝);泄水建筑物水毁主要表现在基础冲刷、塌陷;输水建筑物水毁主要表现在卧管局部垮塌,出口明渠水毁。
2.水毁原因
经调查和现场勘查,陕北水库水毁原因主要有以下几方面:
(1)连续高强度降雨
如延安市2013年7月份30天的累计最大降雨量为613.4 mm,为历年同期的6.5倍,宝塔、富县、黄陵、宜川等县区单次降雨量均超过了100 mm,造成宝塔区胜利水库溢洪道陡坡以下全部冲毁和富县沙西沟水库迎水坡部分滑坡、坝体冲沟等严重水毁。榆林市7—8月平均降雨达到419.9 mm,超过往年全年平均降雨量400 mm。其中,清涧达到601.1 mm。全市普降暴雨,其中神木、定边、榆阳区等区县发生大暴雨,单次降雨量均超过了100 mm,造成高阳湾水库背水坡出现数条冲沟,最大冲沟深近3 m、宽3~4 m,小李家沟水库迎背水坡冲毁、坝后反滤体冲毁等。2017年7月25日22时至26日3时,清水沟水库库区降雨140 mm,造成洪水漫溢溃坝。
表1 水毁部位及水毁情况
(2)工程设施不健全
陕北多数小型水库修建于20世纪六七十年代,受财力及观念所限,工程设施不健全,部分水库没有泄水建筑物,部分水库没有放水设施,或放水设施规模偏小等,造成上游来洪水时库内水位迅速上涨,放水泄洪设施无法控制甚至破坏。如榆林市仅45%的水库有泄洪设施,多数水库没有溢洪道,仅靠放水卧管等降低库水位,因其泄流规模偏小、难以操作控制,导致工程的安全性大打折扣。
(3)筑坝材料抗冲刷能力差
陕北水库大坝绝大多数为均质土坝(含部分沙土混合坝),泄水建筑物及输水建筑物均建在黄土或沙土地基上,筑坝土体及泄水建筑物基础抗冲刷能力过低,连续强降雨造成坝体填土和其他建筑物基础土快速饱和、稳定性降低,同时产生湿陷和不均匀沉降,造成工程裂缝、基础塌陷、坡面严重冲毁等。陕北过去经常干旱,降雨严重偏少,大多数水库长期低水位运行,大多未经受高水位运行考验,一遇连续降雨和水位快速上涨,土体高度饱和,造成坝体冲刷、基础沉陷甚至垮塌(滑坡),导致工程破坏。
(4)泥沙淤积
陕北地处黄土高原沟壑区,水土流失十分严重,加剧水库淤积,使水库滞洪库容锐减,防洪能力不断下降。据调查统计,陕北水库普遍淤积严重,已淤积库容占总库容的52%以上,特别是20世纪90年代以前建设的水库,库容淤损率高达63%。泥沙不但淤满了死库容,而且侵占了大部分兴利库容和部分调洪库容。如延安孙台水库淤积库容63.1%,榆林袁家湾水库淤积库容69.9%、小李家沟水库几乎淤积满库等。水库上游虽然修建了淤地坝来拦截泥沙,但由于淤地坝规模小,拦蓄能力非常有限,遇到大洪水时又常常垮坝,造成坝内泥沙及坝体被冲到下游水库内,加剧了水库淤积。
(5)没有维修养护经费
大多数小型水库属乡镇、村组所有,运行了三四十年,工程老化失修,且没有工程维修养护经费。发生水毁的83座小型水库中,仅有14座小(1)型和 5 座小(2)型水库经过除险加固,除险加固率分别为29.4%和14%。加固过的水库除个别县级管理的外,其余均没有工程维修养护经费来源。缺乏维修养护经费造成小病酿成大害,既危及水库自身安全,又威胁下游地区人民生命财产安全。
(6)管理机构和专管人员不足
大量小型水库既无管理机构,又无专业管理人员,造成工程安全管理和安全运行成了空话。如榆林市64座小型水库无专管机构和专业管理人员。大多数小型水库均采取承包代管的方式运行,承包人既不懂水库管理知识,也不了解水库安全运行和安全管理法规及常识,只是放放水,至于何时放、放多少、怎么放就更不清楚了。如某小型水库在暴雨期间发生输水洞堵死,造成水库水位迅速上涨,最高水位距离坝顶不足1 m,如果上游继续降雨,极可能发生洪水漫坝的危险。看坝人员说闸门已全打开,但抢险时发现输水洞闸门开度仅10 cm,放水塔内泥沙淤积厚达5 m,造成闸门淤积堵死。
三、对 策
1.强化制度,切实落实工程安全管理责任
一是要切实落实属地政府行政首长负责制,明确每座水库县级以上党委政府的主要领导责任并切实落到实处,不能仅发一个文件了之,应与党委政府年度目标考核相结合。二是尽快建立水库管理机构,中型和下游有集镇等重要设施的重点小型水库应按国家有关规定建立专管机构,落实专管人员,加强业务培训,制定管理规章制度,确保工程安全。三是其余水库可以由乡镇或几个乡镇连片划区成立水库管理机构,落实专管人员,加强业务培训,制定管理制度。
2.建立稳定长效的管理和投入机制,保障工程运行管理和维修养护
一是对个别效益较好的水库,从年度运营收入中按工程维修养护管理的有关规定拿出稳定的资金,用于工程维修养护。二是对大量以灌溉为主的水库,特别是小型水库,建议中央和省级财政建立稳定的水库工程维修养护专项资金,用于水库工程的维修养护,以巩固多年来的病险水库除险加固成效。
3.及时修复水毁工程,确保水库安全
由于陕北近年连续发生强降雨,很多水库发生水毁问题,不仅危及自身安全,而且威胁下游地区的安全,因此,应编制水库工程水毁修复规划,多方筹资,及时修复水毁工程,确保水库和下游地区安全。
4.完善工程配套设施,提高水库安全性
针对陕北多数水库工程设施不配套的问题,建议采取措施,健全和完善水库配套工程设施,特别是无溢洪道的要配套溢洪道,放水设施规模偏小的应尽快扩建或改建放水设施,确保水库泄洪安全,并预留一定超泄能力。工程设计时宜将管理站与泄水建筑物布置在河流同侧,并增设远程自动控制,以避免出现暴雨洪水时人员无法及时达到泄水建筑物的突出问题。针对工程冲刷破坏问题,建议对白于山区以南黄土高原沟壑区的大坝上游坝坡采用干砌石或混凝土预制块进行防护,下游坝坡采用黑麦草、高羊茅等耐寒耐旱的草皮进行防护,坝顶硬化,做好坝顶、坝坡及建筑物与岸坡连接处的排水;白于山区以北风沙草滩区坝坡采用适应性强、耐旱性强的沙地柏进行防护,同时做好坝顶、坝坡及建筑物与岸坡连接处的排水。
5.加强水库排沙减淤,增强水库自身抗洪能力
鉴于陕北水库普遍淤积严重,滞洪库容锐减,自身抗洪能力严重降低,应及时制定水库排沙减淤规划,建立水库排沙减淤专项资金,分期分批实施水库排沙减淤,提高水库自身抗洪能力。建议国家尽快启动水库排沙减淤工作,在加快试点研究的基础上,加大投入,加强水库排沙减淤工作,延长水库使用寿命,为当地经济社会发展和生态修复提供基础保障。
6.切实执行国家有关要求,强化水库管理体制改革
由于水库管理体制改革涉及政府多个部门和乡村,改革难度大。建议国家将 《水库大坝安全管理条例》修订为《水库管理条例》,增加工程管理以外的内容,厘清水库管理体制,明确水库所有权、管理权、经营权,对水库管理主体、管理制度、管理人员、管理设施、管理经费、监督考核等方面作出明确要求,指导各地做好水库管理工作。 ■