淺析水庫大壩的安全觀測

□邵華青（新疆省塔城地區(qū)額敏縣額敏水庫管理站）

0 前言

我國是世界上水庫大壩最多的國家，其中大、中型工程數(shù)以百計。相對而言，水庫大壩的設(shè)立，能夠更好的調(diào)配當(dāng)?shù)厮Y源，除了給予民眾需求外，還能夠適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)當(dāng)?shù)貧夂颍３譂駶櫋Ａ硗猓髩芜€具有蓄水功能，可在水資源短缺的時候，提供必要的水資源供給，在大雨天氣，可及時泄洪，避免造成較大的水災(zāi)。水庫大壩所有的功能，都必須建立在安全觀測與運(yùn)行管理上，才可以得到理想的效果。

1 水庫大壩安全檢測對運(yùn)行管理的重要意義

水庫大壩的運(yùn)行，直接關(guān)系到水利工程的管理和效益，為此，通過對水庫大壩的安全檢測，能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行管理的流暢。一般而言，由于水庫大壩是一種龐大的建筑物，受到客觀因素影響較多，包括天氣、地理?xiàng)l件、水壓等等，都可以對水庫大壩造成嚴(yán)重影響。為此，明確水庫大壩安全檢測對運(yùn)行管理的意義，是指導(dǎo)日后工作的重要標(biāo)準(zhǔn)。第一，水庫大壩的蓄水期，應(yīng)對其進(jìn)行嚴(yán)密觀察，尤其是裂縫的觀察，以此來防止高水位的時候，造成裂縫滲流沖刷的情況。現(xiàn)階段很多大壩都是新建立的，在第一次高水位運(yùn)行時，非常容易出現(xiàn)滲透破壞，此時應(yīng)加強(qiáng)壩面巡視，觀察大壩下游是否出現(xiàn)滲流現(xiàn)象，是否存在無反濾保護(hù)措施。第二，水庫大壩在日常的運(yùn)行中，應(yīng)分為日常觀測和特殊情況觀測。日常觀測包括檢查、維護(hù)、校正觀測設(shè)施等等，而特殊情況的觀測，是在日常觀測的基礎(chǔ)上，建立監(jiān)測技術(shù)檔案，對大壩工作做出評估，提供相應(yīng)的鑒定數(shù)據(jù)等等，保證大壩不會造成過于嚴(yán)重的問題。第三，在大壩安全觀測當(dāng)中，需要與多項(xiàng)工作聯(lián)合進(jìn)行，包括氣象工作、水情工作、洪水預(yù)報等等，促使水庫大壩成為水利工程調(diào)度工作的重要組成部分，提高運(yùn)轉(zhuǎn)的效率，為全局的總體發(fā)展，做出更大的貢獻(xiàn)。

2 大壩安全觀測方法

對于大壩而言，安全觀測直接影響著運(yùn)行管理，為此，應(yīng)選擇合理的安全觀測方法，才能得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和資料。就目前的情況而言，人工巡視是比較常用的觀測方法之一。從內(nèi)容上來講，人工巡視主要包括日常巡視檢查、年度巡視檢查、特別巡視檢查等工作，每一個階段的巡視標(biāo)準(zhǔn)和搜集內(nèi)容都存在一定差異，會重點(diǎn)針對某一個部分進(jìn)行巡視檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。另一方面，水庫大壩的工程量比較龐大，僅僅通過人工巡視，無法保證不會出現(xiàn)漏洞，因此，還需要運(yùn)用儀器觀測。多數(shù)情況下，運(yùn)用儀器進(jìn)行觀測時，會在水庫大壩的幾個典型斷面來進(jìn)行，雖然具有一定的局限性，但可以將這些斷面的情況深入了解。由此可見，水庫大壩的安全觀測工作，應(yīng)將人工巡視和儀器觀測相結(jié)合起來，再建立有效的觀測體系，以此來實(shí)現(xiàn)水庫大壩觀測的有效性和長久性。

3 安全觀測的范圍

就水庫大壩本身來講，并不是所有的位置都要進(jìn)行安全觀測，要確定好相應(yīng)的范圍，才能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和觀測的有效性。經(jīng)過多年的總結(jié)和完善，認(rèn)為水庫大壩的安全觀測范圍應(yīng)包括壩體、壩基、壩肩、對大壩有安全重大影響的區(qū)域和其他建筑物、設(shè)備等等，這些都隸屬于安全觀測的范圍內(nèi)。另一方面，大壩的安全觀測范圍，還可以從空間的角度出發(fā)，此時除了上述的部分外，還應(yīng)包括梯級水庫，這對大壩的影響是非常巨大的。倘若從時間的角度來說，則應(yīng)將觀測的重點(diǎn)放在與大壩安全有關(guān)的所有機(jī)電設(shè)備、泄洪設(shè)備，這些設(shè)備一旦出現(xiàn)問題，將直接影響大壩的安全。

4 大壩安全觀測的針對性

4.1 時間上的針對性

水庫大壩雖然在24小時運(yùn)行，但并不意味著要進(jìn)行24小時的全面安全觀測，這將耗費(fèi)大量的人力和時間，且得到的結(jié)果不一定令人滿意。在我國的新疆地區(qū)，水庫大壩的觀測針對性，必須在時間上有所建樹。以新疆八一水庫大壩為例，八一水庫于1957年修成，設(shè)計庫容3000萬m3，實(shí)際可容納2800萬m3水。目前水庫容水為2300萬m3。2004年1月23日，該水庫大壩以南20m內(nèi)發(fā)生管涌，管涌直徑很快由2m擴(kuò)大到8m，水直瀉向低處的連隊(duì)。決堤發(fā)生在水庫的出水口，決口達(dá)15m，致使出水閘報廢，決堤呈擴(kuò)大態(tài)勢。由此可見，為了能夠更好實(shí)現(xiàn)安全觀測，保證水庫大壩的正常運(yùn)行管理，必須將時間上的針對性工作做到位。本文認(rèn)為，由于大壩施工期、初次蓄水期和大壩老化期是大壩容易出現(xiàn)問題的時期，因此在前一個階段監(jiān)測的重點(diǎn)應(yīng)是設(shè)計參數(shù)的復(fù)核和施工質(zhì)量的檢驗(yàn)，而后者則應(yīng)是針對材料老化和設(shè)計復(fù)核進(jìn)行。大壩的破壞機(jī)理研究至今仍是一個薄弱環(huán)節(jié)，關(guān)鍵是無法做原型破壞試驗(yàn)，因此加強(qiáng)對潰壩的分析是非常有必要的，這就要求大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)在關(guān)鍵時候能發(fā)揮作用，能得到關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

4.2 空間結(jié)構(gòu)上的針對性

水庫大壩的安全觀測，除了要在時間上具有針對性外，還要在空間結(jié)構(gòu)上具有較強(qiáng)的針對性。現(xiàn)階段很多大壩的空間結(jié)構(gòu)較為特殊，且占有的空間比較龐大，應(yīng)對大壩的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效觀測，為運(yùn)行管理爭取更多的有效信息，防止大壩出現(xiàn)問題。如新疆西郊水庫大壩在運(yùn)行管理中，把運(yùn)行期觀測的重點(diǎn)放在壩體滲透與壩體表面變形上，特別是高水位荷載作用條件下的面板縫閘開度、壩后滲流量變幅，壩體(重點(diǎn)是壩頂)表面變形的觀測，采取了以儀器觀測為主、專業(yè)技術(shù)人員目檢為輔的方法，有步驟、有目的地進(jìn)行觀測，尤其是利用汛期洪峰陡、來量大、重復(fù)機(jī)率高的時機(jī)，加密觀測頻次，縮短觀測周期，取得了一批可靠的數(shù)據(jù)。綜合分析成果表明，水庫主體工程安全可靠，水庫完全可在滿負(fù)荷狀態(tài)下安全運(yùn)行。為工程技術(shù)人員科學(xué)調(diào)度，做到汛前庫容騰到位，汛后蓄滿水，充分發(fā)揮水庫效益提供了依據(jù)。從以上的表述來看，水庫大壩安全觀測與運(yùn)行管理具有非常密切的關(guān)系，只有將前者的工作做好，才能保證后者工作的正常進(jìn)行，否則很容易造成不必要的問題出現(xiàn)，甚至是較為嚴(yán)重的安全隱患。

5 總結(jié)

本文對水庫大壩安全觀測與運(yùn)行管理展開討論，從客觀的角度來說，現(xiàn)階段的多數(shù)水庫大壩都能正常運(yùn)行，安全觀測工作獲得了很大的進(jìn)步，觀測針對性較強(qiáng)，能夠找出問題的根源進(jìn)行處理。在運(yùn)行管理上，建立了有效的管理體系，促使各項(xiàng)工作穩(wěn)步展開，矛盾大大減少。

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