第七章 病險水庫整治與防洪治河工程

第七章病險水庫整治與防洪治河工程

第一節(jié)農(nóng)業(yè)水利工程運行管理第二節(jié)病險水庫的運行與觀測第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護與修理第四節(jié)洪水及防洪措施第五節(jié)河道整治工程第六節(jié)堤防工程概述我國病險水庫狀況

自從上世紀40、50年代以來，世界上大壩的修建數(shù)量日益增加，大壩的安全問題也就越來越引起人們的關(guān)注。世界上的大壩數(shù)量眾多，例如美國大約有大壩70000座；俄羅斯近4000座水庫。截至2002年底，我國已建成各類水庫85288座，總庫容達到5594億立方米，其中大型水庫487座，中型水庫2955座，小型水庫81846座。概述省際間對比．水庫的分布很不均勻，數(shù)量相差較大。上海市無一座水庫，而湖南、江西、廣東、四川、湖北和云南6省，各自擁有的水庫數(shù)均超過5000座，這6個省份的水庫總數(shù)占全國水庫總數(shù)的55％。其中．湖南省擁有的水庫為全國之最，共11000多座，大約相當于全國水庫總數(shù)的1／7。目前全國有病險水庫約3萬座，占水庫總數(shù)的36%，其中大中型水庫的病險率接近30%，小型水庫的病險率更高。這些病險水庫，尤其是小型水庫絕大部分興建于上世紀50～70年代，受當時社會、經(jīng)濟、技術(shù)條件等因素的制約，工程存在著先天不足、后天失修、病險嚴重等問題。概述長期以來，這些病險水庫不但難以發(fā)揮防洪減災(zāi)效益，工程本身已成為安全度汛的薄弱環(huán)節(jié)和心腹之患。據(jù)報告(汪恕誠,2004),自1954年有垮壩統(tǒng)計資料以來至2003年底，全國累計垮壩3484座，年均垮壩近70座。其中20世紀70年代水庫垮壩數(shù)量最多，年均垮壩204座；20世紀90年代以來垮壩數(shù)量最少，年均垮壩18座，其中2001年和2003年每年垮壩水庫都為4座。概述

水庫一旦垮壩失事，輕則造成財產(chǎn)損失，重則造成重大人員傷亡或毀滅性災(zāi)害，不僅給國家和人民造成重大損失，也會影響社會穩(wěn)定。1975年“７５·８”河南省板橋、石漫灘水庫垮壩，造成數(shù)萬人死亡，歷史教訓(xùn)千萬不能忘記。1993年，青海省溝后水庫（小型，壩高71m）潰壩，瞬間沖毀1000多戶房舍，328人喪生，上千人受傷，財產(chǎn)損失達1.5億元。甘肅小海子水庫（管涌、潰壩)。概述

98’洪水后，水利部編制了《全國病險水庫除險加固專項規(guī)劃》，確定了1346座第一批中央補助項目，累計投入158億元，計劃在3～4年內(nèi)完成水庫的除險加固任務(wù)。2004年12月水利部又向國家發(fā)展改革委報送了二期規(guī)劃，共確定1913座病險水庫作為第二批中央補助項目。由中央和地方投資的中小型水庫除險加固設(shè)計工作正在進行中。此外，按照《水庫大壩安全鑒定辦法》的規(guī)定，大壩實行定期安全鑒定制度，應(yīng)每隔6－10年進行一次。因此水庫安全鑒定和除險加固將是一個長期任務(wù)。第一節(jié)農(nóng)業(yè)水利工程運行管理

水工建筑物管理的主要任務(wù)是確保工程安全、維護工程完整、延長工程使用年限、發(fā)揮工程效益等，更好的利用水資源為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活服務(wù)。工程管理一般包括：（1）控制運用；（2）檢查觀測；（3）養(yǎng)護修理；（4）防汛搶險；第一節(jié)農(nóng)業(yè)水利工程運行管理

一、農(nóng)業(yè)水利工程的運行管理1、用水計劃灌區(qū)用水計劃渠系用水計劃用水單位計劃引水計劃配水計劃第一節(jié)農(nóng)業(yè)水利工程運行管理

用水計劃應(yīng)采取自上而下和自下而上相結(jié)合的辦法編制;1）、較大灌區(qū)，可分三級編制：管理處（局）編制全灌區(qū)的渠系用水計劃；水管所（站）編制渠段用水計劃；斗委會編制用水單位用水計劃；2）、一般灌區(qū)，可分二級編制：管理處（局）編制全灌區(qū)的渠系用水計劃；斗委會編制用水單位用水計劃；第一節(jié)農(nóng)業(yè)水利工程運行管理2、用水計劃的執(zhí)行一般情況下對已制定好的用水計劃不得更改、任意變動，如果灌溉時的氣象、水源、灌溉面積等條件與計劃出入較大時，則應(yīng)調(diào)整、修改用水計劃，進行水量調(diào)配。第一節(jié)農(nóng)業(yè)水利工程運行管理3、水量調(diào)配的原則和要求水量調(diào)配的原則：水權(quán)集中、統(tǒng)籌兼顧、分級管理、均衡受益。具體辦法是：

按照作物灌溉面積、計劃灌水定額、各級渠道水的利用系數(shù)分配數(shù)量。第一節(jié)農(nóng)業(yè)水利工程運行管理3、水量調(diào)配的原則和要求1、水量調(diào)配的要求：（1）水量調(diào)配必須做到“統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、水權(quán)集中、專職調(diào)配”。（2）調(diào)配人員必須熟悉灌區(qū)的具體情況；（灌區(qū)地形、行政區(qū)劃、渠系布置、建筑位置、土壤性質(zhì)、渠系用水計劃等）。（3）調(diào)配人員必須經(jīng)常了解灌區(qū)作物需水情況、用水單位的意見以及水文氣象資料等。第一節(jié)農(nóng)業(yè)水利工程運行管理2、測水量水：（一）灌區(qū)測水量水的基本任務(wù)1）按照灌區(qū)用水計劃和水量調(diào)配的要求，調(diào)節(jié)、控制渠道用水量、準確地從水源引水，向各級渠道配水和按定額向田間供水；2）檢查灌水質(zhì)量和利用效率，指導(dǎo)和改進用水工作；3）掌握水量供需情況，合理修正、調(diào)整供水配水方案。4）整理觀測資料為水利規(guī)劃、設(shè)計、施工提供依據(jù)第一節(jié)農(nóng)業(yè)水利工程運行管理2、測水量水：（二）利用水工建筑物量水1）利用閘、涵量水；2）帶有平面直立啟閉機的矩形暗涵放水口建筑物；3）帶有平面直立啟閉機閘門同管放水口的建筑物。4）帶有平面直立啟閉機閘門的矩形明渠多孔放水口建筑物；5）帶有扇形閘門、閘地坪，閘門支點處無跌坎的放水建筑物。第一節(jié)農(nóng)業(yè)水利工程運行管理2、測水量水：2）利用拱涵放水口建筑物量水；3）帶有平面直立啟閉機的矩形暗涵放水口建筑物；3）利用疊梁閘門式閘門防水；4）利用有跌水量水。第一節(jié)農(nóng)業(yè)水利工程運行管理2、測水量水的基本任務(wù)：（1）按照灌區(qū)用水計劃和水量調(diào)配的要求，調(diào)節(jié)、控制渠道水量，準確地從水源飲水、向各級渠道配水和按定額向田間供水；（2）檢查灌水質(zhì)量和灌溉水的利用效率；（3）掌握水量供需情況，合理修正、調(diào)整供水和配水方案。（4）整理觀測資料，為改進灌溉管理工作、為水利規(guī)劃、設(shè)計、施工和科學(xué)研究提供依據(jù)和積累資料。第二節(jié)病險水庫的檢查與觀測水工建筑物的觀測必須預(yù)埋一定的觀察設(shè)備和使用一定的觀測儀器。觀測工作應(yīng)遵循的原則和要求：（1）觀測項目必須滿足監(jiān)視建筑物工作情況和了解變化規(guī)律的需要；（2）觀測變化過程，并保證觀測資料的連續(xù)性；（3）觀測必須按時、測值精度必須符合精度要求，計算必須正確。第二節(jié)病險水庫的檢查與觀測第二節(jié)病險水庫的檢查與觀測一、檢查觀測的重要性：（1）掌握每日雨量，水位、蓄水量、來水量、出水量等工程運行狀態(tài)的指標；（2）對水庫進行巡查，對異常情況進行判斷并采取相應(yīng)措施；（3）記錄水庫異常情況及變化過程，也是分析存在問題原因，采取措施的依據(jù)。第二節(jié)病險水庫的檢查與觀測二、檢查觀測制度檢查工作（1）日常巡視檢查（檢查的部位、內(nèi)容、按巡視線路、程序進行）；（2）年度巡視檢查（汛前、訊中、訊后）；（3）特別檢查（發(fā)生較嚴重水情或有較大破壞時）。第二節(jié)病險水庫的檢查與觀測觀測工作（1）土石壩：水位、降雨量、泄流量、放水量、滲流量、變形觀測、壩體、壩基、繞壩滲流觀測，在上游、壩頂、下游埋設(shè)沉降觀測點，建立測量基點（2）漿砌石壩壩體位移、滲流量、揚壓力、水位、氣溫，雨量未作出觀測設(shè)施。第二節(jié)病險水庫的檢查與觀測三、檢查觀測等技術(shù)檔案水庫工程規(guī)劃設(shè)計原始資料；工程技術(shù)設(shè)計書和設(shè)計圖紙；歷年工程檢查檢測資料；歷年工程維護維修加固資料；歷年生產(chǎn)運行指標（降雨、徑流、洪水特征值、歷年蓄水、供水特征值、歷年灌溉、防洪、發(fā)電效益特征值）；管理制度、規(guī)定和規(guī)范；各種計劃和考核資料；其他有關(guān)資料。第二節(jié)病險水庫的檢查與觀測四、巡視檢查水庫的巡視檢查分為日常巡視、年度檢查、特別檢查。（1）巡視重點大壩上、下游壩面，壩腳、涵洞進出口部位，溢洪道兩側(cè)巖體、監(jiān)測系統(tǒng)和病險水庫的隱患部位。（2）檢查方法眼看、耳聽、手摸、腳踩等直觀方法。第二節(jié)病險水庫的檢查與觀測（一）水工建筑物的觀察高水位期間，應(yīng)加強對土壩下游坡、濾水壩址、兩岸壩腳、下游壩腳及閘門的觀察；大風(fēng)浪期間，加強建筑物表面及兩岸山坡的沖刷、排水和可能坍塌部位的觀察；在泄流期間，應(yīng)加強對流態(tài)、沖刷、淤積、振動等的觀察；在泄水間歇期，應(yīng)對泄水建筑物可能發(fā)生的沖刷、磨損、空蝕等部位的觀察；第二節(jié)病險水庫的檢查與觀測（一）水工建筑物的觀察5、在水位驟降期間，應(yīng)對上游坡可能出現(xiàn)滑坡部位加強觀察；6、在冰凌期間、應(yīng)對冰凍情況、對建筑物及防凍、防凌措施效果的觀察；7、在冬季和氣溫驟降期間，加強對混凝土裂縫和滲水情況的觀察8、結(jié)合具體情況，加強觀察其他應(yīng)注意的部位。第二節(jié)病險水庫的檢查與觀測（二）水工建筑物的觀測1.土壩觀測（1）土壩的變形觀測垂直位移、水平位移、固結(jié)觀測、裂縫觀測。1）垂直位移、水平位移的觀測實在土壩觀測橫斷面的壩頂和壩坡上安放固定的位移點。觀測斷面應(yīng)布置在具有代表性且控制主要變化情況的部位。位移標點的組成：底板、標柱、標頭-----起測基點第二節(jié)病險水庫的檢查與觀測2）土壩的固結(jié)觀測目的：了解土壩在施工期和運行期間的固結(jié)情況，作為施工控制和安全運行的依據(jù)。3）裂縫觀測對裂縫的分布位置、走向、長度和密度進行觀測，并進行標記，繪制裂縫平面布置圖，并進行經(jīng)常性觀測，了解其變化情況。第二節(jié)病險水庫的檢查與觀測（2）土壩的滲透觀測1）土壩的浸潤線觀測2）滲透流量的觀測3）滲透水流的渾濁度觀測；4）繞壩滲流觀測和壩基滲透壓力觀測。第二節(jié)病險水庫的檢查與觀測2、混凝土壩的觀測1）混凝土壩水平位移的觀測（正垂線法、倒垂線法、引張線法）第二節(jié)病險水庫的檢查與觀測（2）垂直位移觀測；（3）伸縮縫觀測；（4）混凝土建筑物地基揚壓力觀測；（5）混凝土壩的應(yīng)力觀測；（6）混凝土壩的溫度觀測。第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護與修理養(yǎng)護和修理的概念養(yǎng)護：為保持建筑物完整狀態(tài)和正常運行而進行的日常維護工作；修理：建筑物受到損壞或破壞是的修復(fù)工作。（歲修、大修、搶修）第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護與修理一、土壩的養(yǎng)護和修理土壩最容易發(fā)生的問題：裂縫、滑坡、滲透變形、排水設(shè)施堵塞及破壞、護坡的松動劑崩塌等。（1）土壩經(jīng)常養(yǎng)護的工作有：維修壩頂、壩坡、防浪墻；保護各種觀測儀器和設(shè)施的完好；壩面及壩坡排水溝的清淤；壩體濾水體及減壓設(shè)施的正常運行。第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護與修理一、土壩的養(yǎng)護和修理（2）土壩裂縫的處理：干縮裂縫----封閉處理；深度不大裂縫-----開挖回填處理；內(nèi)部裂縫------充填灌漿或劈裂灌漿處理；深層裂縫------開挖回填與充填灌漿結(jié)合處理。第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護與修理一、土壩的養(yǎng)護和修理（3）土壩滲漏的處理：土石壩防滲加固措施一般原則是“上堵下排”。上堵的措施有水平防滲和垂直防滲。水平防滲有人工粘土鋪蓋和利用天然鋪蓋等，加固方法有翻修鋪蓋、延長鋪蓋長度或增加厚度，增設(shè)帷幕、采取混凝土防滲墻或開挖截水槽回填粘土。下排的措施有：在壩體背水坡腳附近開挖導(dǎo)滲溝、減壓井和蓋重壓滲等。第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護與修理一、土壩的養(yǎng)護和修理（在可溶巖地區(qū)，壩基可能存在巖溶管道滲漏，要查清巖溶管道的位置、分布、連通性，一般采取灌漿方式封堵。（4）滑坡處理第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護與修理一、土壩的養(yǎng)護和修理（二）土壩白蟻的防治：（1）認真做好清基工作；（2）消滅有翅成蟲；（3）加強工程管理。第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護與修理二、混凝土壩漿砌石壩的養(yǎng)護和修理常見的病害主要是壩和地基的抗滑穩(wěn)定性不夠、裂縫、壩體和壩基的滲漏。（1）提高抗滑穩(wěn)定性的具體方法：采取補強帷幕灌漿、加強壩基排水系統(tǒng)和防滲阻滑板的措施、減小揚壓力；加大剖面尺寸或增加豎向荷載；采取預(yù)應(yīng)力錨索錨固措施和增加基巖抗力。第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護與修理（2）壩體裂縫和滲漏的處理：較小裂縫------勾縫處理；小變化裂縫----表面貼補處理；裂縫較多，滲漏嚴重時------上游增設(shè)防滲層；沉陷性裂縫（壩體強度不夠出現(xiàn)應(yīng)力裂縫）----加厚壩體措施；貫穿性裂縫-----壓力灌漿、環(huán)氧樹脂灌填。（3）壩基及繞壩滲流---接觸灌漿、帷幕灌漿、固結(jié)灌漿。第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護與修理三、除險加固的主要工程工程措施：（1）對洪水標準低的水庫，建議采取加大壩高，擴建泄洪設(shè)施或?qū)烧呓Y(jié)合起來提高洪水標準；（2）對需抗震加固的水庫，如壩坡抗震能力不足，建議放坡處理，或加強壩體防滲或排水，以增加抗震能力，易液化的地基，更換壩體土料、振沖加固或加壓重體等措施；（3）對壩體結(jié)構(gòu)存在問題的水庫，采取放坡處理或加厚壩體；在壩坡存在裂縫或塌陷，采取灌漿或一般回填處理；第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護與修理三、除險加固的主要工程工程措施：混凝土壩或漿砌石壩的壩體抗滑不穩(wěn)定，可采取增大壩體斷面或用預(yù)應(yīng)力錨索錨固；裂縫可采取灌漿、錨固、表面封閉等措施；（4）對大壩防滲系統(tǒng)有問題的水庫，可采取充填灌漿、劈裂灌漿、振動沉模防滲板墻、高壓噴射灌漿、沖抓、套井混凝土防滲墻等措施解決。（5）輸、放水系統(tǒng)及泄洪系統(tǒng)的加固（改建、擴建、修補）；（6）對有淤積問題的水庫進行清淤、沖淤措施。第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護與修理充填灌漿第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護與修理劈裂灌漿：在灌漿壓力作用下，漿液克服和各種地層的初始應(yīng)力和抗拉強度，引起巖石或土體結(jié)構(gòu)破壞和擾動，使地層中原有的孔隙（裂隙）擴張，或形成新的裂隙（孔隙），從而使低透水性地層的可灌和漿液擴散距離增大。第四節(jié)洪水及防洪措施洪水：流域內(nèi)連續(xù)降雨或冰雪迅速融化，大量地表徑流急劇匯聚江河，造成江河流量激增、水位猛漲的現(xiàn)象。第四節(jié)洪水及防洪措施按照洪水出現(xiàn)的不同季節(jié)將洪水分為：凌汛、桃汛、伏汛、秋汛。凌汛，俗稱冰排，是冰凌對水流產(chǎn)生阻力而引起的江河水位明顯上漲的水文現(xiàn)象。冰凌有時可以聚集成冰塞或冰壩，造成水位大幅度地抬高，最終漫灘或決堤，稱為凌洪。（堰湖塞）第四節(jié)洪水及防洪措施桃汛第四節(jié)洪水及防洪措施伏汛、秋汛第四節(jié)洪水及防洪措施一、洪水及其特征值1、洪峰流量；2、洪峰總量（指一次洪水過程）；3、洪水頻率；4、防洪標準；5、洪水過程線；6、洪峰水位、第四節(jié)洪水及防洪措施二、防洪治河措施1、水土保持

工程措施、生物措施、農(nóng)業(yè)耕作措施。2、蓄水措施干、支渠適宜地段興建水庫蓄水攔洪的工程措施。3、堤防工程4、分洪工程第四節(jié)洪水及防洪措施第四節(jié)洪水及防洪措施第四節(jié)洪水及防洪措施