黑龍江省水庫的安全隱患及對策分析

張宏冰，林 波

(1.黑龍江省水利沖填工程處，哈爾濱150001;2.林口縣河道管理站，黑龍江林口157600)

水庫是建設(shè)在江河上的控制性工程，兼具興利與除害的雙重任務(wù)。水庫自身的安全狀況不僅影響到防洪、供水、發(fā)電、養(yǎng)殖等效益的發(fā)揮，還關(guān)系到下游人民生命財(cái)產(chǎn)的安危。青海溝后水庫、內(nèi)蒙古崗崗水庫的失事造成了巨大損失，也產(chǎn)生了重大的負(fù)面影響，因此保證我省水庫安全至關(guān)重要。

1 病險(xiǎn)水庫存在的安全隱患

目前，黑龍江省在冊管理的水庫共有632座，其中大型21座，中型76座，小型535座。通過對水庫的安全狀況普查，發(fā)現(xiàn)我省水庫普遍存在下列5個問題:

1.1 防洪標(biāo)準(zhǔn)低

現(xiàn)有中小水庫普遍存在壩頂高程不足，泄流能力不夠的問題，實(shí)際防御洪水能力只能達(dá)到5～100 a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)低于現(xiàn)行防洪標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。另外受建設(shè)時(shí)期設(shè)計(jì)水平的限制，工程結(jié)構(gòu)也不盡合理，運(yùn)行中水毀嚴(yán)重。

1.2 工程質(zhì)量差，主體工程嚴(yán)重?fù)p壞

由于歷史的原因，我省水庫工程建設(shè)質(zhì)量低劣，存在很多隱患。工程質(zhì)量問題主要有:土壩干密度過低，上下游壩體不滿足抗滑穩(wěn)定系數(shù)要求，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定;壩體及壩基滲流不穩(wěn)定，易發(fā)生管涌和流土破壞;水庫大壩嚴(yán)重滲漏損失，甚至冬季無法蓄水;有的水庫無護(hù)坡，有護(hù)坡的受凍脹及冰推破壞嚴(yán)重?fù)p毀;混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足，多數(shù)存在風(fēng)化、剝蝕、斷裂問題。

1.3 工程不配套、缺少或沒有必要的觀測設(shè)施，無法進(jìn)行正常的管理運(yùn)行

我省相當(dāng)部分水庫特別是小型水庫未配套必要的泄洪設(shè)施或閘門啟閉機(jī)等設(shè)備，給工程興利和防洪調(diào)度運(yùn)用帶來嚴(yán)重的不便和危險(xiǎn)。我省的中小型水庫基本上不具備大壩檢查觀測和水文測報(bào)系統(tǒng)，不能進(jìn)行科學(xué)的管理和調(diào)度，更無法為防洪提供預(yù)警預(yù)報(bào)和優(yōu)化調(diào)度。

1.4 工程老化嚴(yán)重、長期失修、病險(xiǎn)加劇

一方面，這些水庫已運(yùn)行40 a左右，由于資金不足得不到更新改造;另一方面，由于水毀、冰毀，每年都有相當(dāng)數(shù)量的水庫主體工程遭受不同程度的破壞，也是因?yàn)橘Y金不足不能及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，使這些本來就先天不足的水庫長期帶病運(yùn)行。

1.5 工程效益不能充分發(fā)揮

為了保證病險(xiǎn)水庫安全，水庫不得不降低水位或空庫運(yùn)行，嚴(yán)重影響了社會效益和自身效益的發(fā)揮。

我省水庫病險(xiǎn)問題突出的主要原因是建設(shè)時(shí)期的先天原因，但后期缺乏有效的養(yǎng)護(hù)修理也是造成病險(xiǎn)加重的原因。

2 保證水庫安全的對策

水庫除險(xiǎn)加固是消除安全隱患、保證水庫安全的根本性工程措施。在國家的大力支持下，我省已有近半數(shù)大中型水庫進(jìn)行了除險(xiǎn)加固建設(shè)，現(xiàn)在已開始發(fā)揮效益，其他大中型病險(xiǎn)水庫也可在近期得到加固。目前，水庫加固建設(shè)的重點(diǎn)已轉(zhuǎn)移到中小型水庫上來。針對我省中小型病險(xiǎn)水庫特點(diǎn)，應(yīng)采取以下加固方案:

2.1 對于水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低的水庫應(yīng)對大壩加高培厚，并對比大壩加高與增設(shè)防浪墻方案

對于中小型病險(xiǎn)水庫普遍存在土壩斷面單薄的問題，在加固方案的選取上在不增加投資的前提下盡量采用加高加厚壩身的辦法而少用增設(shè)防浪墻方案，以提高壩體的穩(wěn)定性，同時(shí)增加滲流的滲徑。

2.2 完善輸水及泄洪設(shè)施

泄洪設(shè)施是水庫大壩安全的重要保障，對于缺乏泄洪設(shè)施的水庫要新建溢洪道或泄洪洞。已有泄洪設(shè)施的要對已有設(shè)施進(jìn)行維修加固并復(fù)核泄洪能力。由于中小型水庫的管理人員數(shù)量少，素質(zhì)相對較低，水庫集水面積小，產(chǎn)匯流時(shí)間短、洪水峰值大的特點(diǎn)，在泄洪設(shè)施的設(shè)計(jì)上要盡可能考慮采用無閘控制方案。

2.3 設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮防凍抗冰推的作用

我省位于中國的最北部，處于嚴(yán)寒地區(qū)，因此水庫工程破壞以冰凍造成護(hù)坡?lián)p壞最常見。我省的凍深在1.5 m以上，但已建水庫的護(hù)坡及墊層的厚度常在0.5 m左右甚至無護(hù)坡，且護(hù)坡塊石粒徑也常常偏小，無法抵御凍脹、冰推的破壞作用。因此在護(hù)坡的設(shè)計(jì)上要充分考慮到防凍抗冰推的能力，加大墊層厚度，加大護(hù)坡塊石粒徑，或采用抗冰推效果較好的現(xiàn)澆式混凝土護(hù)坡且混凝土分塊尺寸不宜過小。在壩后要采用排水體降低浸潤線或用貼坡排水的方法保護(hù)壩腳。

2.4 對于壩體與壩基滲流不穩(wěn)定的水庫要完善防滲設(shè)施

通過方案比較，盡量采用防滲效果好的垂直防滲型式。對于壩后滲流不穩(wěn)定的水庫要通過增加蓋重、增設(shè)減壓排水溝或減壓井的方法來提高穩(wěn)定性。

2.5 用清淤的方法恢復(fù)部分庫容

部分水庫由于運(yùn)行多年且上游植被破壞，水庫淤積嚴(yán)重，庫容減少，甚至堵塞放水出口。在經(jīng)濟(jì)分析合理的條件下可采取清淤的方法恢復(fù)部分庫容以確保興利應(yīng)用和防洪安全。

2.6 中小型水庫增設(shè)監(jiān)測設(shè)備

中小型水庫絕大多數(shù)沒有大壩安全監(jiān)測和水文測報(bào)設(shè)施。水庫的工程安全狀況無法掌握，使水庫無法實(shí)現(xiàn)科學(xué)調(diào)度，也不利于防洪安全。對于規(guī)模較大、壩高較高、位置重要的水庫要增設(shè)大壩位移、滲流、變形、裂縫等觀測設(shè)施。對于流域面積大、洪水歷時(shí)較長、洪峰及洪量較大的水庫要設(shè)立水文測報(bào)系統(tǒng)，條件許可的情況下要實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)調(diào)度，以提高水庫的科學(xué)調(diào)度水平、提高興利能力、保障大壩安全。

2.7 對金屬結(jié)構(gòu)及時(shí)維護(hù)，并維修防汛公路及照明設(shè)施

對于金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行維修更換，以確保操作靈活可靠。有些水庫還要維修或新建進(jìn)庫防汛公路和照明設(shè)施，以利防汛搶險(xiǎn)。

然而，由于地方匹配資金能力不強(qiáng)，以這些有限資金無法全面地進(jìn)行除險(xiǎn)加固。針對目前這種情況，應(yīng)該在除險(xiǎn)措施上有所取舍。按照影響水庫安全隱患的輕重緩急，重點(diǎn)放在泄洪、輸水設(shè)施、滲流保護(hù)等方面。對于壩體較長的平原型土壩的非頂風(fēng)頂浪段采取防浪林臺等非工程措施進(jìn)行防護(hù);大壩的超高部分不進(jìn)行護(hù)坡或采用簡易護(hù)坡;對于壩頂高程與設(shè)計(jì)壩高差距不是很大的采取路緣石以取代防浪墻或加高壩體;對于原有泄洪建筑物泄流能力不足，而拆除重建或加高壩體不經(jīng)濟(jì)的是否采用設(shè)置兩座泄洪設(shè)施或開設(shè)非常溢洪道等等。這些措施即可有助于提高水庫現(xiàn)有的防洪能力，又能兼顧有限的除險(xiǎn)資金。

改善現(xiàn)有水庫安全和管理狀況的根本性出路在于一個有利于水庫可持續(xù)健康發(fā)展的管理體制。完善的體制能夠解決阻礙水庫安全運(yùn)行和良性運(yùn)轉(zhuǎn)的所有問題。

［1］中華人民共和國水利部.SL258－2000水庫大壩安全評價(jià)導(dǎo)則［S］.北京:中國水利水電出版社，2001.

［2］林繼鏞.水工建筑物［M］.北京:中國水利水電出版社，2006.