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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.