水庫是用壩、堤、水閘、堰等工程,于山谷、河道或低洼地區(qū)形成的人工水域。它是用于徑流調(diào)節(jié)以改變自然水資源分配過程的主要措施,對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要作用。水庫的建造可以追溯到公元前約3000年。早期的水庫由于受技術(shù)水平的限制一般較小,近代水工建筑技術(shù)的發(fā)展,興建了一批高壩,從而形成了一批巨大的水庫。中國在20世紀(jì)50年代以前水庫不多,規(guī)模較小,以后興建了一大批各種類型的水庫。
水庫的作用與影響。水庫即是一個自然綜合體,又是一個經(jīng)濟(jì)綜合體,具有多方面的功能,如調(diào)節(jié)河川徑流、防洪、供水、灌溉、發(fā)電、養(yǎng)殖、航運、旅游、改善環(huán)境等,具有重要的社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)意義。
水庫可以攔蓄洪水、集中落差、調(diào)節(jié)河川徑流及地下徑流,故可用于防洪、水力發(fā)電、灌溉、航運、城鎮(zhèn)供水、養(yǎng)殖(見水庫養(yǎng)殖效益)、旅游(見水利旅游效益)、改善環(huán)境等許多方面,取得巨大的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益。由于興建水庫,也會帶來一系列自然情勢的變化,應(yīng)當(dāng)在水庫工程規(guī)劃與設(shè)計中予以認(rèn)真研究,對其不利影響要妥善處理。
一般要對以下方面給予考慮:①水庫淤積,水流進(jìn)入水庫后流速減慢,泥沙隨即沉積,從而引起回水抬高與庫容減少;②水庫水量損失,包括水庫蒸發(fā)與水庫滲漏,如水量損失過大應(yīng)在規(guī)劃設(shè)計中考慮采取必要的措施;③對水庫誘發(fā)地震(見水庫地震),應(yīng)加強監(jiān)測;④水庫塌岸;⑤水庫浸沒;⑥水庫水質(zhì)變化,包括水溫變化及富營養(yǎng)化等問題;⑦水庫對當(dāng)?shù)貧夂虻挠绊懙?見水利工程環(huán)境影響評價)。
我國境內(nèi)雖然河流眾多,但是在水資源的利用上存在著明顯的季節(jié)和地域差異性。所以,我國興建了很多不同規(guī)模的水庫大壩,以滿足不同時間、不同地區(qū)人們的生活用水、農(nóng)業(yè)灌溉、水力發(fā)電等需求。
中國水庫的規(guī)模按庫容大小劃分,其中庫容大于10億m³為大(1)型,庫容在 1~10億m³為大(2)型,庫容在0.1~1億m³為中型,庫容在100~1000萬m³為小(1)型,庫容在10~100萬m³為小(2)型。
興修水利、防治洪澇災(zāi)害是我國水利事業(yè)的最基本的任務(wù)之一,水庫作為江河防洪體系的重要組成部分,發(fā)揮著巨大的作用。經(jīng)過幾十年建設(shè),我國主要江河初步形成了以水庫、堤防、蓄滯洪區(qū)為主體的攔、排、滯、分相結(jié)合的防洪工程體系。水庫作為控制性工程,利用其自身的防洪庫容,攔洪削峰,在防洪體系中作用巨大。
我國現(xiàn)有75%的大型水庫、67%的中型水庫、90%的小型水庫是1958年至1976年建成的。受當(dāng)時經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件限制,有的水庫建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量差。在我國現(xiàn)有的水庫中,大多數(shù)水庫的使用期已達(dá)30年至50年甚至更長,隨著使用年限的增加,工程本身進(jìn)入老化期。同時,在長期的運用過程中,水庫大壩或閘門等受損,致使水庫的維修加固不及時或不徹底,很多水庫都出現(xiàn)了一些安全隱患,妨礙了水庫大壩發(fā)揮它的功能。久而久之,工程“積病成險”,亟須除險加固。
目前我國大量的病險水庫已經(jīng)成為防洪心腹之患,一旦垮壩失事,后果嚴(yán)重。因此,采取合理的措施,加大投入,加強水庫除險加固設(shè)計,加強水庫安全管理,保障工程安全是非常必要的,也是十分緊迫的。
水庫由于其病險情況復(fù)雜,外部條件多變,而且相對應(yīng)每一個病險的除險加固方法都有其特定的適用范圍和局限性,所以,要針對每一個具體的病險進(jìn)行仔細(xì)分析,根據(jù)除險加固要求(包括加固后工程需要達(dá)到的各項指標(biāo)、加固范圍、工程進(jìn)度等)等,從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、施工方案等多方面進(jìn)行比較選擇技術(shù)上可靠,經(jīng)濟(jì)上合理,且能滿足實際情況的除險加固方法。
水庫除險加固工作并不是隨意盲目的進(jìn)行的,那么若是想要確保該加固工程的整體質(zhì)量就一定要做好除險加固施工前的準(zhǔn)備性工作。實踐中具體需要做到以下的幾點:首先,應(yīng)該在水庫加固施工之前認(rèn)真排查出病險水庫的安全勝隱患,只有首先明確出了安全勝隱患,才能夠有針對性地采取加固措施,所以工作人員一定要組織專業(yè)的技術(shù)人員對該水庫病險的實際等級進(jìn)行全方面的勘察與研究,最終找出該水庫的病險、癥結(jié),最終才能夠做到對癥下藥。其次一點,還需要對水庫的病險進(jìn)行現(xiàn)場勘察,并且需要做好加固工作的設(shè)計,設(shè)計工作就是加固出險施工的依據(jù),病險水庫的相應(yīng)加固工作也一定要具有設(shè)計圖紙。病險水庫的相關(guān)設(shè)計圖紙還需要建立在對其水庫之前施工的設(shè)計圖紙以及現(xiàn)場的勘察資料全面搜集以及整理上,需要針對各個水庫的不同安全質(zhì)量以及隱患問題,設(shè)計出最為有效、科學(xué)、合理的施工方案,以真正提高除險加固設(shè)計的可操作性以及可行性!
水庫除險加固工程施工順序:主壩加高培厚(砼護(hù)迎水波,后壩波種植草皮),溢洪道,放水隧洞(采用回填灌漿)、重建放水竇、進(jìn)庫公路、水庫管理房,施工人員機(jī)械來得及的話可以采用這個順序。重建放水竇、進(jìn)庫公路、水庫管理房可以放在汛期和汛期后。來不及的話將溢洪道,放水隧洞(采用回填灌漿)也放在汛期后進(jìn)行。
根據(jù)水利部水利發(fā)展統(tǒng)計公報數(shù)據(jù)顯示,截至2017年底,全國已建成各類水庫98795座,總庫容9035億立方米。其中大型水庫共有732座,總庫容7210億立方米,占全部總庫容的79.8%;中型水庫3934座,總庫容1117億立方米,占全部總庫容的12.4%。
從數(shù)據(jù)中我們可以發(fā)現(xiàn),大中型病險水庫在水資源分配的占比率非常大,所有大中型水庫的除險加固對全國水利行業(yè)的發(fā)展也是至關(guān)重要的。那么哪些大中型水庫需要開展又將如何開展除險加固工作呢?
大中型病險水庫除險加固的對象
根據(jù)《大中型病險水庫水閘除險加固項目建設(shè)管理辦法》,經(jīng)安全鑒定需要開展除險加固、使用中央預(yù)算內(nèi)投資的大中型病險水庫;
▪ 水庫大壩安全鑒定結(jié)果為三類壩;
▪ 水閘安全鑒定結(jié)果為三類閘或四類閘。
前期工作
前期工作分為安全鑒定和項目審批(核準(zhǔn))兩個階段。
(一)安全鑒定
由相應(yīng)水利部門組織進(jìn)行安全鑒定并出具安全鑒定結(jié)果,按規(guī)定報送有關(guān)機(jī)構(gòu)核查確認(rèn),并明確指出病險具體部位、程度和成因。
(二)項目審批(核準(zhǔn))
已完成安全鑒定和核查確認(rèn)需要進(jìn)行除險加固的項目,在建設(shè)前履行審批(核準(zhǔn))程序:
▪ 地方大中型病險水庫水閘除險加固由地方發(fā)展改革部門負(fù)責(zé)審批(核準(zhǔn));
▪ 中央直屬大中型病險水庫水閘除險加固項目按國家發(fā)展改革委7號令執(zhí)行。
眾多的水庫包括星羅棋布的中小型水庫,在農(nóng)田灌溉、城鎮(zhèn)供水、旅游、保障城鄉(xiāng)及重要交通干線防洪安全和發(fā)展小水電中發(fā)揮了重要作用。但這些水庫有不少在工程設(shè)計和建設(shè)方面都存在一些問題,造成工程標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量差,隱患較多。雖然經(jīng)過不斷整治加固,取得了一定的成績,但由于投人不足,水庫除險加固進(jìn)展緩慢;同時每年汛期造成的水毀工程,部分未能得到及時修復(fù),新的病險水庫不斷出現(xiàn);加之一些地方工程管理不力,水庫的安全問題十分突出。
據(jù)不完全統(tǒng)計,我國發(fā)生的水庫潰壩事件中絕大多數(shù)是小型水庫,占99.3%。近年來,由于加快病險水庫除險加固建設(shè),結(jié)合推進(jìn)水利工程水管體制改革,加強水庫安全管理,潰壩事件和人員傷亡呈逐年減少態(tài)勢。
小型水庫除險加固主要建設(shè)內(nèi)容有哪些?
1、復(fù)核水庫三大建筑物包括大壩、溢洪道、放水設(shè)施的現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)安全性。
2、根據(jù)復(fù)核結(jié)果提出合理的設(shè)計方案。如針對大壩的滲漏采取經(jīng)濟(jì)合理的防滲措施,針對溢洪道的泄流水面線復(fù)核結(jié)果加固其邊墻、底板、出口消力池等等。
3、其它諸如金屬結(jié)構(gòu)、環(huán)保設(shè)計、安全觀測設(shè)計等等也要在設(shè)計中涉及。
今年汛期,我國極端性天氣災(zāi)害突出,但經(jīng)過除險加固的大批重點小型水庫,不但水庫本身經(jīng)受住了嚴(yán)峻考驗,而且在攔蓄洪水、削峰錯峰、減少下游洪水風(fēng)險等方面發(fā)揮了較大作用。
水庫除險加固項目的開展,是為了能夠移除水庫的而安全隱患,保證水庫的正常使用,以確保人民群眾生命財產(chǎn)安全。經(jīng)過除險加固的水庫,在應(yīng)對特大洪水和干旱災(zāi)害中能夠發(fā)揮重要作用,社會效益和經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。