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渭河流域大中型水库病险现状及解决对策

渭河流域大中型水库病险现状及解决对策

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渭河是黄河的最大支流,地跨甘肃、宁夏及陕西三省(区),其流域面积、年径流量和年输沙量分别占黄河的17.9%,16.5%和32.5%,是黄河洪水和泥沙的主要来源区,水土流失特别严重。建国以来,渭河流域兴建了许多水库,截止1999年,兴建大型水库4座,中型水库29座。这些工程在防洪、发电、灌溉和供水等方面都发挥了重要作用。


1 病险水库现状及存在问题
1.1 现 状
  渭河流域已建成的大中型水库,大多建于大跃进和文革期间(1958~1978年),限于当时的历史条件,工程标准低,施工质量较差,配套不完善,因此遗留问题很多,经过三四十年的运行,程度不同地存在着各种各样的问题,一类是防洪库容不断减少,防洪标准逐步降低,达不到设计标准的要求,尤其是防洪能力较低,大部分水库实际防洪能力只有100~300a一遇,远远达不到大、中型水库的校核洪水标准,一旦发生超标准洪水,就有水毁的危险,这样的坝一般称为险库。另一类是水库长期不维修,设施损坏,坝体及建筑物本身出现问题,不能正常运用,这类库一般称为病库。据黄河流域防洪规划统计,渭河流域现有大中型病险库23座,占流域总水库数量的70%。23座病险水库中有4座大型,19座中型。病险水库统计见表1。





1.2 存在问题
渭河流域病险水库目前存在的主要问题。
1.2.1 水库防洪标准低
  (1)水库淤积严重。泥沙淤积是当前水库面临的主要问题,尤其是渭河、泾河、北洛河上游最为严重,由于淤积严重,使得一些水库事实上已无效益,防洪和兴利矛盾十分突出,一旦出现超过现有设防标准洪水,将会对国家和人民生命财产安全造成巨大损失。
  (2)由于历史原因,六七十年代兴建的水库无统一防洪标准,使工程的建设标准偏低。如巴家咀水库根据国标《防洪标准》(GB50201-94),其防洪标准为100 a一遇洪水设计,2000 a一遇洪水校核。但现状水库防洪标准仅能达到1250 a一遇,一旦遭遇2000 a一遇洪水,则有溃坝之危险。
1.2.2 施工质量差,配套不完善
  许多水库是在边勘测、边设计、边施工条件下建成的,质量问题较多。如陕西省石砭峪水库是一个先天不足的“三边”工程,坝体施工质量差,1980年、1992年及1993年发生了3次大的漏裂破坏,3次漏裂处理只是表面浅层和局部,未涉及深层,治标未治本,病害未根除。
1.2.3 水库工程老化损坏严重
  当前水库工程老化、损坏现象比较普遍,一些水库的坝体、溢洪道、输水洞等主体工程出现了不同程度的损坏,渗漏问题突出,影响了水库的正常运行和安全。
  (1)坝体、坝基、库岸裂缝。如羊毛湾水库枢纽大坝从1990年至今,坝面出现了5条纵缝和4条横缝。纵缝长度31~340 m之间,缝宽0.8~4.8 m之间,缝深0.5~1.5 m之间,横缝缝宽1~1.6 m之间,缝深4.5~6.5 m之间。副坝段(龙脖子)塌岸不断发展,危及副坝安全。左坝肩上游段长263 m的岸坡渗漏严重,年损失水量1 000万m3。





  (2)设施老化失修。溢洪道、泄洪洞、闸门等泄洪设施空蚀、损坏、老化。由于工程的服役期较长,溢洪道、泄洪洞空蚀破坏严重,闸门金属构件锈蚀、变形。如:冯家山水库有7扇钢结构闸门,门板、支臂、腹板、肋梁及其他金属构件,油漆脱落,大面积锈蚀,特别是泄洪洞出口弧形工作闸门锈蚀严重,门板下沿60 cm范围内正面有蜂窝麻面,最大锈蚀深度3~5 mm,门楣下沿10 cm范围内由于高速水流挟沙冲蚀,钢板呈锯齿状,最大齿深8 mm,且门体关闭不严。
  (3)防汛道路、通讯和照明、工程和水文观测、预警预报系统等极不完善,管理手段和技术水平落后。如玉皇阁水库有观测设备,但由于多年的使用已老化落后,有些水库根本没观测设备,严重影响对大坝安全检测,从而使大坝安全运行存在一定隐患。
  水库除以上问题外,还存在大大小小、各种各样危害到水库安全的问题,一旦水库出现溃坝,将对下游产生重大的危害。各水库存在主要问题见表2。
2 病险水库除险加固的必要性和迫切性  
上述这些问题,成为水库不安全的重大隐患,如果不进行除险加固,一方面溃坝后的洪水将淹没下游的城市、农村,摧毁多年发展起来的工业、赖以生存的农业、使大量的群众流离失所。特别是有一些关系到国计民生的重工业、关系到经济发展的交通,溃坝后的洪水不仅毁灭当地的经济、环境,还对社会稳定起到负面影响,严重制约国家和地方对整体经济的布局和发展计划。另一方面水库兴利与防洪的矛盾日益加剧。影响了水库兴利效益的发挥,大大制约了当地经济的发展。加之,进入90年代以来,淮河、太湖、珠江、长江、松花江等流域相继发生大洪水,特别是1998年长江、嫩江、松花江等流域发生特大洪水,为黄河流域防洪敲响了警种。故水库除险加固的迫切性和必要性是显而易见的。





3 解决对策
3.1 加大投资力度,加快除险加固进度
  从建库到现在,在30~40 a的运用当中,为防止重大险情的出现,针对水库出现的问题,也不断进行维修、加固,但由于经费不足,所做工程多是修修补补的应急处理,未能从根本上消除隐患。因此,要消除病险库的根源,首先要纠正“重建轻管”的思想,打破防汛抢险舍得投入,但对管理养护维修不能安排必要的经费的传统思维方式,应综合整治,多方面筹措资金(国家、地方、集体三结合),加大投资力度,加快除险  加固步伐。除国家、地方加大投资外,水库管理部门也应打破等、要、靠思想,可以引入市场机制,走以坝养坝的道路,根据当地条件,大力发展旅游、供水、养植等产业,积累资金,积极处理病险库。
3.2 提高标准,防御特大洪水
  尽快完成水库大坝安全鉴定工作,根据每个水库存在的具体问题,有针对性地提出治理措施。对于防洪标准低、水库淤积严重的问题,采取加高大坝、增建溢洪道、泄洪洞、排沙洞等工程措施,以提高排洪及排沙能力;对于施工质量差、裂缝等问题,采用灌浆、截渗墙等工程措施;对于运行破坏及老化等问题,采用修理、更新等措施,并增加部分监测及管理设施。渭河流域大、中型病险水库除险加固工程措施见表3。
3.3 加快水土保持进度,改善生态环境
  水土流失,是造成水库淤积特别严重的根本原因。因此,必须加快水土保持进度,改善生态环境。改善生态环境,要结合农业开发、林业建设,制定综合治理方案,重点是大力搞好山区水土保持,采取生物措施和工程措施,绿化荒山,固结水土。像蒲河巴家咀水库,地处黄土高原丘陵沟壑区,上游植被遭到严重破坏,多年平均输沙量为2 306万t,最大含沙量为855kg/m3,1997年实测淤积量达3.2亿m3,防洪能力逐
年降低。因此,必须加大上游水土保持力度,退耕还林,种草种树,控制水土流失,改善生态环境。
3.4 合理调度,增加槽库容
  对于淤积严重的病库,在有条件的情况下(库区地形条件、水库启闭设施条件等),可采用“蓄清排浑”或“高渠冲滩排沙”等调度方式,增加槽库容,以缓解水库淤积严重问题。这方面成功经验不少,如散渡河锦屏水库和冶峪河黑松林水库。
3.5 完善水库各种观测设施,建立水情自动化监控系统  
  随着社会生产力的不断提高,科学技术的高度发展,应完善、更新水库各种观测设施,采用高科技计算机监控技术实现对水库水情、雨情自动化网络监控,从而达到优化调度、科学管理。
4 结 语
  水库除险加固工程的实施,将带来巨大的经济效益和社会效益。因此,应尽快制定出全流域水库除险加固规划,按轻重缓急的原则,多方筹集资金,分期实施各项工程。同时应长期不懈地搞好水土保持工作,使流域环境向良性循环的方向发展;完善非工程防洪体系建设,提高水库工程管理水平。

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