水庫水文觀測(cè)應(yīng)該注意的問題及浸潤(rùn)線變化的情況分析

李金榮

（新平縣水利局水庫管理中心 云南玉溪 653499）

水庫水文觀測(cè)應(yīng)該注意的問題及浸潤(rùn)線變化的情況分析

李金榮

（新平縣水利局水庫管理中心 云南玉溪 653499）

近年來，水庫水文觀測(cè)工作中存在些許問題，值得工作人員注意。水庫大壩浸潤(rùn)線與壩基有一定的聯(lián)系，通過觀測(cè)浸潤(rùn)線得出的數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確性高，有助于提供壩體滲流量的相關(guān)數(shù)據(jù)。本文將以水庫工程現(xiàn)狀為研究點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)今水庫水文工作存在問題進(jìn)行了綜述，并以黃草壩水庫大壩浸潤(rùn)線觀測(cè)為實(shí)例，對(duì)大壩浸潤(rùn)線的觀測(cè)效果和實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行分析。

水庫水文；觀測(cè)項(xiàng)目；存在問題；浸潤(rùn)線

水庫對(duì)于工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人民群眾的生活有著重要的作用，水庫提供了源源不斷的水資源，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)。當(dāng)水庫面臨洪災(zāi)等特殊情況時(shí)，盡可能的減少經(jīng)濟(jì)損失，降低對(duì)人們正常生活帶來的危害和不便，就需要觀測(cè)大壩浸潤(rùn)線來分析壩肩滲透參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)來分析確定滲透效果和水流速度。按水庫工程管理的要求，不管是大型、中型、小型水庫都需要設(shè)立水文觀測(cè)站，而且主要觀測(cè)項(xiàng)目是水位、流量、降水量及蒸發(fā)量等。然而，在實(shí)際的水庫水文觀測(cè)中存在很多問題，需要引起有關(guān)部門和工作人員的重視。

1 水庫水文工作現(xiàn)狀

水庫工程管理要求所有的水庫都要設(shè)立水庫水文觀測(cè)站，由于各種防汛問題的出現(xiàn)，各市各省的水庫大都響應(yīng)政策的要求，各大中小型水庫相繼建成并開始水文觀測(cè)工作。在各級(jí)、各部門領(lǐng)導(dǎo)的重視和關(guān)心支持下，以及各水庫水文工作人員共同努力下，在水庫水文工作上積累一定的成功經(jīng)驗(yàn)，也取得了一定的成績(jī)，水庫水文工作逐漸實(shí)現(xiàn)規(guī)范化的發(fā)展。水庫水文資料可以作為水利工程的防汛、調(diào)度、除險(xiǎn)加固和其他建設(shè)工程的參考依據(jù)。水庫水文所取得的工作成果主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[1]，工作逐漸實(shí)現(xiàn)規(guī)范化，水庫水文觀測(cè)項(xiàng)目也增多了，水文觀測(cè)是日常工作的重要部分，而且觀測(cè)的數(shù)據(jù)質(zhì)量有所提高；水庫水文監(jiān)測(cè)裝備不斷得到完善；技術(shù)隊(duì)伍建設(shè)不斷加強(qiáng)；積累了大量寶貴的水庫水文資料。這些都為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展提供了有力的參考依據(jù)。

2 水庫水文觀測(cè)存在的問題

2.1 觀測(cè)站不完善

雖然水庫管理工程對(duì)水文觀測(cè)站的建設(shè)提出了要求，但是有一些水庫還未設(shè)立相關(guān)的水文觀測(cè)站，尤其是一些城市中，部分中型水庫未進(jìn)行水文觀測(cè)。作為中型水庫，在水庫建成時(shí)就應(yīng)該設(shè)立相關(guān)的水文觀測(cè)站，并記錄相關(guān)觀測(cè)指標(biāo)，并對(duì)這些觀測(cè)資料統(tǒng)一整編與復(fù)審。有些城市中由于水庫較多，就沒有在所有的水庫中都設(shè)立水文觀測(cè)站，導(dǎo)致提供的水文信息不完整，這對(duì)城市的水資源的合理化配置是不利的。

2.2 檢測(cè)項(xiàng)目、站點(diǎn)不全

有些城市的水庫水文觀測(cè)項(xiàng)目較少，通常水庫水文的觀測(cè)項(xiàng)目主要有壩前水位、出庫流量、引水量、滲漏量、降水量、蒸發(fā)量、水溫等。但是有些水庫在出流量的觀測(cè)上不完整，個(gè)別水庫入庫流量也沒有記錄，更不用說對(duì)庫區(qū)雨量站，以及泥沙、淤積等項(xiàng)目的觀測(cè)。

2.3 自動(dòng)化程度不高，先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用未達(dá)到預(yù)期效果

現(xiàn)階段多數(shù)水庫水文監(jiān)測(cè)方法，還基本要靠人工來完成。水庫水文中涉及整編審查的資料，除了汛期降水資料為自動(dòng)記錄外，其他第一手資料均是通過人工獲得[2]。雖然，某些水庫自己安裝了水情自動(dòng)測(cè)定系統(tǒng)，但是自動(dòng)測(cè)定系統(tǒng)與日常的水文監(jiān)測(cè)工作沒有進(jìn)行合理的結(jié)合，對(duì)資源的利用率沒有達(dá)到最大，所以沒有達(dá)到預(yù)期設(shè)想的效果。有些中小型水庫安裝了較為先進(jìn)的水情自動(dòng)測(cè)定系統(tǒng)，而且自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)程度還是比較高的，唯一的問題就是相關(guān)維修技術(shù)不過關(guān)，導(dǎo)致系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)問題時(shí)難以解決，導(dǎo)致系統(tǒng)不能夠正常運(yùn)行，最終促使先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用未能達(dá)到預(yù)期的效果。

2.4 水庫水文隊(duì)伍技術(shù)力量薄弱

由于大多數(shù)水庫水文的工作人員在專業(yè)技術(shù)能力上還有待提高，而且水庫管理工作中為了節(jié)約成本，多數(shù)水文工作人員通常都是身兼數(shù)職，因此在水庫水文工作人員中存在問題較大。①水庫水文觀測(cè)人員不足，在一些小城市或者鄉(xiāng)鎮(zhèn)存中的小水庫，通常所有的水文工作由一人或者兩人來承擔(dān)，導(dǎo)致資料收集過程中存在不合理的因素，而且對(duì)水文資料進(jìn)行校驗(yàn)過程中，也缺乏響應(yīng)的監(jiān)督管理機(jī)制，更有甚者有些水庫沒有專職的水文觀測(cè)人員，通常由其他崗位的工作人員來兼職完成水文觀測(cè)工作。②水庫水文觀測(cè)工作人員的工作調(diào)動(dòng)比較頻繁，導(dǎo)致培訓(xùn)跟不上調(diào)動(dòng)的頻率。因此，當(dāng)原來的水庫水文觀測(cè)人調(diào)離水文觀測(cè)崗位后，后上任的觀測(cè)技術(shù)人員由于經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)能力上的缺陷，使得觀測(cè)結(jié)果達(dá)規(guī)范要求，所記錄的水文資料可靠性較差。還有一種情況，就是水庫水文觀測(cè)人員到了退休的年齡，但是由于沒有后續(xù)培訓(xùn)人員能勝任這份工作。因此，可以讓老職工在崗位上進(jìn)行新人的技術(shù)培訓(xùn)，保證水庫水文工作的順利進(jìn)行。

3 浸潤(rùn)線設(shè)計(jì)情況

浸潤(rùn)線是判斷水庫土層壩內(nèi)部滲流與安全的重要手段，也是土石壩安全監(jiān)測(cè)的重要項(xiàng)目。在觀測(cè)過程中，需要了解在運(yùn)行過程中浸潤(rùn)線的運(yùn)行情況，對(duì)調(diào)整監(jiān)控大壩的滲透的安全有重要的作用。

3.1 觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置

浸潤(rùn)線觀測(cè)時(shí)需要對(duì)水庫大壩滲透情況進(jìn)行觀測(cè)，主要是通過測(cè)定測(cè)壓管的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通常測(cè)壓管的觀測(cè)點(diǎn)有15個(gè)左右，其中主要觀測(cè)區(qū)域是橫斷面，壩身上會(huì)布置11個(gè)測(cè)壓管，其余的布置在左右岸邊右山體安設(shè)4個(gè)點(diǎn)。測(cè)壓管的監(jiān)測(cè)主要是采用滲壓計(jì)和繩式水位[3]，每15d觀測(cè)一次，所記錄的數(shù)據(jù)整理成電子數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔備用。

3.2 觀測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

水庫大壩浸潤(rùn)線的自動(dòng)化觀測(cè)管理系統(tǒng)，需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、分析等項(xiàng)目。具體的過程是：先對(duì)水庫壩體的動(dòng)態(tài)資料進(jìn)行收集，隨后進(jìn)行信息化處理，在信息收集過程中需要將外界干擾因素考慮在內(nèi)，進(jìn)行自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在壩體工程資料獲取過程中，需要保證壩體安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料的自動(dòng)化處理，必要時(shí)結(jié)合內(nèi)部監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)壩體工程的承受能力進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。

3.3 水庫大壩浸潤(rùn)線觀測(cè)的操作要點(diǎn)

根據(jù)對(duì)已測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能保證浸潤(rùn)線觀測(cè)實(shí)踐程序的順利進(jìn)行。需要按照既定的設(shè)計(jì)程序，對(duì)壩體信息進(jìn)行信息化處理，保證信息的準(zhǔn)確性。在分析水庫水位相關(guān)性及相關(guān)特征水位測(cè)壓管的變化過程中，需要根據(jù)變化規(guī)律，采用電子表格的圖表功能，繪制出水位變化過程及測(cè)壓管水位的過程線。在操作過程中，需要綜合考慮測(cè)壓管水位滯后的原因。測(cè)壓管水位滯后指的是水位發(fā)生變化時(shí)，時(shí)間比原來延長(zhǎng)多少。水庫在運(yùn)行過程中，水位處于動(dòng)態(tài)變化的過程，壩內(nèi)無壓滲流是個(gè)不穩(wěn)定的過程，在無壓滲透過程中，由于水面隨著水位的變化也呈現(xiàn)上下涌動(dòng)的情況，因此注水和放水都需要時(shí)間，此外需要考慮到其他影響因素的影響，將水位控制在合理范圍內(nèi)，避免水位起伏大，增加浸潤(rùn)線觀測(cè)難度[4]。

4 浸潤(rùn)線觀測(cè)案例分析

黃草壩水庫由于哀牢山脈中部地段。海拔高程1795m，受多方面因素的影響，主要是氣候條件和地形約束。因此，對(duì)于黃草壩水庫來說蓄水有以下特點(diǎn)：7月上旬之前，進(jìn)庫量大于出庫量；8月中旬黃草壩庫降水流入元江及紅河，這時(shí)氣溫仍較低，進(jìn)庫遠(yuǎn)小于出庫[5]；黃草壩水庫建成之初，就開始對(duì)水庫大壩浸潤(rùn)線進(jìn)行觀測(cè)，同樣也是觀測(cè)15個(gè)位點(diǎn)，數(shù)據(jù)是從1992年開始記錄。在庫水位1843.6m時(shí)，后面的測(cè)壓管水位較高，水從1825m戧臺(tái)下的壩面滲出。浸潤(rùn)線出現(xiàn)“抬尾巴”的現(xiàn)象。

觀測(cè)主要是針對(duì)大壩主斷面浸潤(rùn)線，由于主觀測(cè)壩中布置著測(cè)壓管，浸潤(rùn)線具有代表性。數(shù)據(jù)顯示測(cè)壓管水位的變化與水庫水位的變化相一致，發(fā)現(xiàn)觀測(cè)點(diǎn)的滲壓水位與水庫水位變化有一定的規(guī)律，顯示為正態(tài)分布規(guī)律，而且沒有局部凸顯的情況。然而在實(shí)際的測(cè)量數(shù)據(jù)中，浸潤(rùn)線都有所不同，會(huì)有一定的差異，可以通過對(duì)測(cè)壓管水位觀測(cè)資料分析的情況，來判斷浸潤(rùn)線是否正常。由于受地形條件的限制，昌馬水庫庫區(qū)兩岸山體為破碎巖石地質(zhì)結(jié)構(gòu)，出于對(duì)安全的考慮，對(duì)壩端右岸山體繞滲部位進(jìn)行了固結(jié)灌漿處理工序，對(duì)岸壩肩都做了響應(yīng)的防滲處理。大壩運(yùn)行觀測(cè)除壩面潮濕觀測(cè)，三角堰，還有沉陷位移觀測(cè)，浸潤(rùn)線觀測(cè)等。垂直位移和水平位移的觀測(cè)，嚴(yán)格按照規(guī)范要求控制精度，即垂直位移，用水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測(cè)，往返測(cè)量的不符值，均不超過土為測(cè)站數(shù)）；水平位移的標(biāo)點(diǎn)是以壩頂兩端的工作基點(diǎn)所控制的視準(zhǔn)線為基準(zhǔn)，用經(jīng)緯儀來觀測(cè)，兩個(gè)測(cè)回成果之差，均不大于2mm，因此所觀測(cè)的成果是準(zhǔn)確的。

攔河壩竣工至今，壩身最大沉陷14cm，最大位移22cm，其位移主要是在竣工后兩三年內(nèi)，后期位移基本穩(wěn)定，位移量較小。

5 結(jié)語

全國(guó)有千千萬萬座水庫，在水庫水文的管理監(jiān)測(cè)工作中，存在著許多共性的問題，針對(duì)這些問題最重要的就是需要不斷提高水庫水文管理工作的重視程度，加強(qiáng)水庫水文管理設(shè)施建設(shè)，配備各種必要管理設(shè)備、設(shè)施，確保水庫的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，真正發(fā)揮水庫的作用，加快當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。針對(duì)水庫大壩浸潤(rùn)線對(duì)水庫蓄水能力和調(diào)節(jié)能力的重要性，需要從水庫實(shí)際情況分析，了解壩肩觀測(cè)參數(shù)。針對(duì)浸潤(rùn)線的觀測(cè)對(duì)水庫大壩整體運(yùn)行能力的影響，需要在系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)上，做到及時(shí)監(jiān)測(cè)、及時(shí)報(bào)警，對(duì)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的問題要及時(shí)采取措施，保證觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

[1]張遠(yuǎn)，王丁明，王西琴，孟偉.太子河流域水庫建設(shè)對(duì)河流水文情勢(shì)的影響[J].環(huán)境科學(xué)研究，2012，04：363～371.

[2]楊忠，趙吳琴.小型水庫大壩安全評(píng)價(jià)——工程地質(zhì)勘察[J].科技致富向?qū)В?013，12：299+306.

[3]王 君.淺析山區(qū)地區(qū)水庫防汛搶險(xiǎn)的現(xiàn)狀與對(duì)策[J].科技致富向?qū)В?015，14：50.

[4]祝遠(yuǎn)波，馮振西.高境水庫土壩防滲設(shè)計(jì)[J].廣西水利水電，2003，04：21～24.

[5]劉金輝.昌馬水庫大壩浸潤(rùn)線觀測(cè)分析[J].水利工程，2013，20：94～95.

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A

1004-7344（2016）25-0126-02

2016-8-19

李金榮（1960-），男，哈尼族，工程師，大學(xué)，主要從事水庫水文工作。