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水库安全运行观测及常见险情处理

作者:冀春艳

来源:《现代农业科技》2015年第12期

摘要 水库工程设施的观测分析是水库工程安全运行管理的重要基础,基于水库安全运行的基本要求,介绍了水库工程一般性常规观测项目内容,并通过观测对常见的几种水库险情发生及处理进行分析。

关键词 水库观测项目;安全运行;常见险情;分析处理

中图分类号 P343 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2015)12-0204-01 1 水库主要观测项目 1.1 水库水位观测

水库水位观测内容为坝前水位及水工建筑物上、下游水位观测。通过坝前水位观测,能够有效掌握进出库水量、水库蓄水量。水工建筑物上、下游水位观测是为测定上、下游水位变化情况,通过水位—流量关系推求泄放流量。

水位观测一般每日8:00定时观测1次,当水库上游降雨,来水加大,库水位上升,从水位上升时起每隔2 h观测1次;遇暴雨时,应在水位起涨及涨幅增加时加密测次;水库水位已上涨到设计洪水位(如50年一遇洪水位),应每1 h观测1次库水位;水库开始放水,停水,调整放水闸门孔数,或调整闸门开度的前后,各加测1次;水库开始溢洪前及停止溢洪后加测1次;在溢洪过程中,每隔一定时间观测1次;在调整溢洪闸门孔数和开度的前后各加测1次。

1.2 进出库流量测验

对于一些小型水库未设进库流量观测站,进库流量主要依靠水库水量平衡推算,出库流量一般据水工建筑物泄流曲线查算,有条件的也可以实测出库流量。

进库流量推算方法主要根据水库水量平衡原理反推进库流量,即根据某一时刻始、末库容之差求出时段内库容的增量,库容增量再除以时段秒数加上出库流量,即为该时段平均进库流量。出库流量一般为放水涵洞放水流量和溢洪道(或放水涵洞)泄水流量[1-2]。观测出库流量用流速仪或经测段上的水位流量曲线查得。 1.3 大坝浸润线观测

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水库坝体填筑材料类型较多,但大部分是土坝土料建筑,土料能够透水,水库水面以下,水体会渗入土坝内,坝体形成上干下湿层面,干湿层面分界线为土坝浸润线。浸润线是检测大坝安全的重要指标,能够观测坝体渗透水能力,对大坝安全运行维护起到重要作用。在日常观测中,据库中水位变化情况,一般3 d观测水位变化1次,涨幅大时要增加观次。 1.4 溢洪道泻流量观测

水库溢洪道多为宽顶堰、实用堰,一般为自由出流,小型水库多为开敞式溢洪道,也有闸门控制的,溢洪道分堰流和孔流。当闸门(或胸墙)对水流不起作用时,水流过堰顶是连续的,状态为堰流。当水流受闸门(或胸墙)控制时,水流从闸门下缘流出,水面不连续,水流状态为孔流。溢洪道泻流量观测,可按自由出流堰流和孔流公式进行测验计算[3-4]。 1.5 渗流量观测

水库土石坝蓄水后,必然产生渗水现象,渗流是否属于正常情况,需安装设施测析渗透是否正常,坝身是否安全。当渗流量小于1 L/s,采用容积法,观测时将渗流水全部引入容器内,计时结束记取时间,量出容器内水量,计算渗流量;渗流量为1~70 L/s时,采用三角形量水堰法,一般设在集水沟直线段上,上下游沟底及边坡需要加护砌,避免绕过量水堰的大量漏水,或建造专门的混凝土引槽。 1.6 变形观测

小型水库大坝变形为水平位移和竖向位移观测。小型水库只要求进行横向水平位移观测,一般用视准线法测量,可采用经纬仪或视准仪[5]。运行期每年水平位移观测2~6次,变形性态趋于稳定,观测次数取下限;变形性态变化速率大,观测次数取上限,如遇高水位、库水位骤变、特大暴雨、强地震,工程出现不安全征兆时,应增加测次;竖向位移观测,一般用普通三等水准法测量,其往返闭合差要满足符合有关技术要求。 2 几种常见库坝险情及处理 2.1 渗水、管涌及流土

在持续变水位情况下,受施工质量、夯压不密实等因素影响,坝体内出现渗透水分增多的现象,浸润线抬高明显,在背水坡渗水溢出点以下,土体过分湿润发软,将影响坝基安全。为减少渗水,保持坝体稳定,背水坡用透水性强的材料反滤,使清水流出,土料不流失;临水坡用篷布或土料、土工膜等透水性小的材料隔渗,上压土袋降低水体入渗。在一定水力梯度作用下,砂砾中细颗粒在空隙中发生移动,并被水带出体外会发生管涌,处理采用“反滤导渗,控制涌水,留有渗水出路”方法,降低渗水压力,使险情稳定。由于渗透水流的水力梯度增大,坝基局部土体表面隆起或大坝土体松动,会发生流土现象,一般可在隆起部位就地取材,铺麦秆层厚10~20 cm,如厚度超过30 cm可交叉分层铺设,然后在其上压土袋或块石。

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2.2 坝体滑坡漏洞塌坑

坝体边坡失稳,土体下滑力超过抗滑力,最初在边坡或坝顶形成裂缝,随着裂缝逐渐加大,最终出现滑坡。在高水位条件下,坝体坡脚及背水坡附近出现横贯基础或坝身的渗漏孔洞。在持续高水位情况下,坝顶部、迎水坡及坡脚附近会发生局部下陷形成塌坑险情[5-6]。对因渗流作用而引起的滑坡,采取“前堵后排”措施,对滑坡抢护,应以“临水坡为主,背水坡为辅”,滑坡是土坝重大险情之一,一般发展较快,一旦发现,要立即采取措施,在抢护时抓紧时机,事前料准备好,一气呵成。漏洞处理首先在临水坡寻找漏洞进水口,发现后及时进行堵塞,将漏水的来源截断,同时,在背水坡漏洞出水口采用反滤盖压,阻止土料流失,以免险情扩大。塌坑处理根据具体情况,采用不同的处理方法:翻出塌坑内松土,按原坝体部位要求材料回填,如有护坡,要按照垫层、块石护砌要求,将原坝状恢复,如塌坑在背水坡,使用的土料透水性要比原坝身大,促进水体排渗;在临水坡出现水下塌坑,当水不太深或不能降低水位时,用麻袋、草袋、编织袋装黏土直接在水下填实塌坑[7]。为防止在塌坑处形成渗水通道,可再抛投黏性土,加以封住和加宽;填筑滤料,塌坑发生在坝的背水坡,伴随发生管涌、渗水或漏洞,形成跌窝时,先将塌坑内松土或湿软土清除,然后在背水坡塌坑处,按导渗要求,铺设反滤层,进行抢护。 3 参考文献

[1] 关庆祝,赵秋香,苏怀胜.小型水库的技术性管理措施[J].农村实用科技信息,2008(9):61.

[2] 陈昌奎.五河县小型水库存在的问题及对策[J].现代农业科技,2009(15):267-268. [3] 王艳,汪盛万,于艳玲.小型水库的管理措施与技术保障[J].农村实用科技信息,2009(10):44.

[4] 李晓娟,陈敏强,闫先锋.结合生态景观建设,探索小型水库建设管理新模式[J].农家之友(理论版),2009(7):108-109.

[5] 孙永辉,伊才伟.如何有效解决小型水库现存的问题[J].农民致富之友,2009(9):32. [6] 隆文非,黄金池.四川省水库安全管理现状分析[J].中国防汛抗旱,2007(2):53-56. [7] 吴永忠.太阳能光伏提水技术[J].内蒙古水利,2002(2):68-69.