昭通市小型病險水庫的現狀及防治措施

羅林

（昭通市水利水電勘測設計院，云南 昭通 657000）

1 問題的提出

水利與民生息息相關。作為民生之基，水利在改善民生中擔負著神圣的使命。水庫工程由于防洪效益、灌溉效益等經濟指標優越，社會效益顯著，國家對既有水庫工程除險加固非常重視，并投入大量資金。近幾年，各地方政府為保障人民生命財產安全，促進當地國民經濟發展，先后對一些小型病險水庫進行了除險加固設計，并已上報審批列項、開始建設施工，正在逐步發揮效益。我市共建成小型水庫163座。總庫容達1.17億立方米，在防汛抗洪、灌溉供水、保護生態等方面發揮了巨大作用。由于大多數小型水庫始建于20世紀五六十年代，工程建設標準低、質量差，多數為半拉子工程。這些病險水庫，嚴重的不能蓄水，少部分需限制蓄水量，大部分是帶病運行，安全問題十分突出，對下游人民群眾的生命財產和重要基礎設施構成很大的威脅，同時也嚴重影響了水庫工程效益的正常發揮。據統計，全市有96座小型水庫屬重點危險庫，是防洪安全和正常運行安全的心腹之患。因此，小型病險水庫工程除險加固在一定時期內仍然是廣大水利科研工作者所關注和不斷研究探討的問題，對于小型病險水庫除險加固應采取什么樣的設計方案才能經濟、合理而有效地使病險水庫得到治理是亟待解決的關鍵性技術問題，現結合多年設計工作實踐經驗，探討小型病險水庫除險加固設計中的有關技術問題。

2 小型病險水庫普遍存在的問題

由于大多數小型水庫始建于20世紀五六十年代，受當時國民經濟條件的制約，工程建設標準低、質量差，多數為半拉子工程，以燕麥地水庫工程設計為例，小型病險水庫一般普遍存在以下一些主要問題。

2.1 土壩

主要有以下幾種情況：

土料填筑未達標，壩頂偏低，背水坡比過陡。土壩設計壩頂高程高2780m，壩高30m，現狀壩頂高程為2779.6m 至2780.0m，兩邊高中間低，最大起伏達40cm。壩頂寬度3.5～5.0m，整個壩頂向上游傾斜，高差40cm。土壩背水坡比過陡，背水坡比在1：2.1～1：2.5左右的壩段占土壩的65%，排水棱體坡比為1：1.3，壩坡出現隆起或塌陷。土壩安全存在隱患。

上游干砌石護坡破壞嚴重。原設計干砌石護坡厚30cm，但施工時塊石超徑和遜徑較為嚴重，致使塊石粒徑大小不一，砌筑質量較差。護坡塊石受風化、波浪淘刷及冰凍影響，加之管理養護不善，護坡塊石破壞嚴重。現塊石縫隙較大處約在10厘米左右，塊石松動，破壞后導致反濾層被淘刷，部分塊石有坍塌現象。反濾層施工時層間不明晰，使兩層濾料混雜。實際上，塊石護坡基本上已失去其防護功能，再不維修，已威脅大壩安全。

壩后無排水措施或排水堵塞。現壩體壩后坡腳處既無排水設施，亦無減壓設備（或排水設施堵塞，喪失了功能）。水庫自建成以來一直處于低水位運行狀態，所以尚未發現壩后有較大的滲透變形破壞，但這并不表明水庫在高水位運行時壩后不存在滲透破壞。

大壩無觀測設施。大壩無滲流及位移觀測設備，無法觀測壩體浸潤線和壩體位移情況，致使管理人員無法全面掌握水庫運行情況，對水庫的安全調度帶來很大困難。

2.2 溢洪道

溢洪道無護砌及消能設施，渠底高程又較底，一方面使水庫無法正常蓄水，水資源未能得到充分利用；另一方面溢洪道無能力承擔宣泄較大洪水任務。

2.3 輸水洞

輸水洞消力池翼墻受水流沖刷、風化侵蝕和墻后土壓力作用及土體凍融等影響，使工程老化，漿砌石出現縱向裂縫。底板受水流沖刷，凍融破壞等，表層已被剝蝕。閘門陳舊、漏水，啟閉設備失靈，攔污柵破損。洞身長度不滿足土壩加高培厚要求。

2.4 工程管理

水庫工程管理機構不健全，管理權限及職責不明確，無必要的管理設備。

3 小型病險水庫除險加固的必要性

3.1 工程隱患較多

目前小型病險水庫存在較多隱患，如土壩高程偏低，背水坡比過陡，多數上游干砌石護坡基本已失去防護作用，壩后無防滲措施。溢洪道一般為開敞明渠，不僅無任何工程措施，而且底坎高程較低。輸水洞消力池破損，閘門陳舊、漏水、啟閉設備失靈等。這些險情都直接威脅著水庫的安全運行。

3.2 除險加固是充分利用水資源的需要

多數小型病險水庫由于溢洪道底坎高程較低，加之水庫隱患較多，致使水庫蓄水量較少，使有限的水資源未能充分利用。通過對小型水庫進行除險加后每年都可提高農田灌溉用水量，此可見，除險加固水庫是充分利用區域水資源的有效途徑。

3.3 水庫除險加固為水利多經營開辟新路

多數小型病險水庫于村鎮附近，水庫除險加固后，可供近千畝的養魚水面，增加年可養尾數，可改善當地人民群眾的膳食構。寬闊的水面為當地村鎮開辟新旅游景點提供了機遇，為城市居民假休閑提供了優雅的場所。綜上所述，對量大面廣的小型險水庫及時進行除險加固是十分必要的。

4 小型病險水庫除險加固設探討

近幾年，我們先后對一些病險水庫進行了除險加固設計。為使小型病險水庫得到徹底治理，現結合設計工作實踐經驗提出如下幾個治理思路。

4.1 除險加固方案選擇

水庫工程除險加固應充分利用既有工程，減少工程量，節約投資。水庫工程除險加固方案一般應考慮以下幾個方面內容：一是根據新的水文資料，復核水庫規模；二是達標完建尚缺工程設施；三是維修加固已遭破壞工程設施。

大壩加高培厚。小型水庫除險加固工程的除險加固措施應充分利用既有工程。因此，水庫除險加固要沿既有壩體進行加高培厚，以減少工程量，節約投資。對大壩質量較好壩身不長、淹沒不大的水庫，這樣做優越性較大，宜對大壩采取加高培厚措施；但對壩身較長的大壩，一般來講就顯得不夠經濟合理。小型水庫既有壩體一般以低液限粘土為主，根據建筑材料調查，一般當地具有較豐富的粘性土料和風化料，且其運距較近，因此，選用當地材料筑壩比較適宜。設計中采用風化料對既有壩體進行加高培厚，除險加固后的壩體為“上堵下排”的土石混合壩，一般上游是以低液限粘土為主的防滲體，下游為風化砂透水體。溢洪道擴寬。根據新的水文資料，復核水庫規模，擴寬溢洪道。一般水庫溢洪道地處右岸或左岸山體坡腳處，閘室段為全風化的巖石，巖石完整性差，中等透水，應對溢洪道進行加固設計。增建非常溢洪道。利用有利地形增建非常溢洪道，提高水庫防洪標準。輸水洞。輸水洞除險加固一般主要包括：洞身接長，消力池翻修，更換閘門和啟閉設備。要對輸水洞過流能力進行復核計算。

綜合方案。依據各水庫的具體情況，可考慮加高大壩同時擴寬溢洪道相結合及加高大壩同增建非常溢洪道相結合等方案，工程規模可通過調洪演算確定。

4.2 設計依據與工程質量

小型病險水庫設計應根據SL252-2000《水利水電工程等級劃分及洪水標準》，確定水庫屬于小(I)型水庫或小(II)型水庫，然后確定工程等別，確定其主要建筑物大壩、輸水隧洞和溢洪道為4級建筑物，臨時性建筑物為5級。一般采用的設計洪水標準正常運用(設計)洪水為30年一遇(P=3.3%)，非常運用(校核)洪水為 300 年一遇(P=0.33%)，臨時性建筑物設計洪水重現期為10年，設計中可根據實際情況具體確定。水庫除險加固工程要嚴格按照SDJ249.1-1998《水利水電基本建設工程單元工程質量等級評定標準》和SL176-1996 利水電工程施工質量評定規程》的規定，對每個分部工程中的每個單元工程質量進行單元工程、分部工程和單位工程檢查驗收。

4.3 基礎資料要完整、準確和可靠

水庫除險加固工程設計中一項重要的內容就是要根據新的水文資料復核水庫規模。這就要求水文氣象資料、水文地質和工程地質資料、工程測量資料等基礎資料完整、準確和可靠。這些基礎資料的準確性將直接影響到水庫除險加固工程設計，特別是對收集到的資料要先驗證后使用。不完整的地質及測量資料應及時補充完善。

4.4 采用新技術、新材料、新工藝、新設備

既有小型病險水庫一般都是上世紀50年代或60年代所建，那個時期由于受客觀條件限制，設計手段落后，無新技術、新材料、新工藝等措施，水庫工程設備陳舊落后。在水庫除險加固設計中，特別是在有關水庫規模、滲流、穩定等復核設計中，不宜采用傳統手工計算，應采用計算機等現代化手段進行復核計算。對壩基防滲處理、壩體防滲及反濾處理等應采用新材料、新工藝，取代傳統建筑材料；對閘門、啟閉設施、觀測設施、水庫調度管理等設施應采用科技含量較高的新設備。隨著社會的發展與進步，各類小型病險水庫設計由以功能性為主，逐漸改變為在保證既有功能的前提下，實現人與自然的和諧相處，即由單一的防洪除澇轉變為綜合考慮生態、環境、水資源利用，使人類活動、社會發展與生態環境相協調，實現水資源的可持續利用。因此，必須用現代水利工程的規劃設計理念對小型病險水庫進行除險加固設計，切實落實好科學發展觀的治水思路。

4.5 水庫除險加固評價

從國民經濟評價指標看，治理后的小型水庫經濟效益良好，經濟內部收益率一般可達15.4%以上，敏感性分析表明，工程具有較強的抗風險能力。對水庫大壩除險加固要在確保安全運行的前提下進行，為此，應首先對小型水庫主體工程進行加固處理。水庫建成后，可以將下游河道防洪標準一般由5年一遇提高到10年一遇或20年一遇，可以減少洪水災害、提高糧食產量、增加農民收入、改善人民生活水平，為當地經濟可持續發展提供保障，社會效益顯著。

5 結語

各地方政府一直高度重視小型病險水庫除險加固工作。大力研究小型水庫除險加固中的有關技術問題，采用適宜的除險加固設計方案，使數以萬計的病險水庫得到徹底治理，發揮其防洪、灌溉等綜合效益，為我國經濟社會又好又快發展提供有力保障具有重大的現實意義。

[1]袁芳.淺析小型病險水庫加固設計中常見的問題及措施.黑龍江科技信息.2009-11-05.