水文水資源管理在水利工程除險(xiǎn)加固過(guò)程中的應(yīng)用探究

楊波 楊健康

本文為楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院科學(xué)研究基金項(xiàng)目（A2018017）《基于風(fēng)險(xiǎn)理論的水庫(kù)汛限水位控制研究》

【摘 要】 本文概述了水文水資源和水庫(kù)除險(xiǎn)加固的基本概念，并以陜西省寶雞市某一工程為例分析了水文水資源管理在水庫(kù)加固工程中的應(yīng)用，以期對(duì)實(shí)際工作有所借鑒。

【關(guān)鍵詞】 水文水資源;管理;水利工程;除險(xiǎn)加固;應(yīng)用

一、引言

1、水文水資源的基本概念

水文水資源是指大自然界中有關(guān)水的變化、運(yùn)動(dòng)等各種現(xiàn)象。一般指研究地球上水的形成、循環(huán)、時(shí)空分布、化學(xué)和物理性質(zhì)以及水與環(huán)境的相互關(guān)系，為人類(lèi)防治水旱災(zāi)害，合理開(kāi)發(fā)和有效利用水資源，不斷改善人類(lèi)生存和發(fā)展的環(huán)境條件，提供科學(xué)依據(jù)。

在實(shí)際工程中運(yùn)用的水文要素包括水文變量和水文現(xiàn)象。具體包括降水、蒸發(fā)、徑流、水位、流量、流速、水溫、含沙量、冰凌和水質(zhì)等。水文要素通常由水文站網(wǎng)通過(guò)水文測(cè)驗(yàn)加以測(cè)定。常見(jiàn)的特征水位有：（1）起漲水位;（2）洪峰水位;（3）警戒水位;（4）保證水位;（5）防洪限制水位。

2、水庫(kù)除險(xiǎn)加固的基本概念

病險(xiǎn)水庫(kù)的除險(xiǎn)加固是指對(duì)尚未達(dá)到國(guó)家防洪標(biāo)準(zhǔn)、抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)或有嚴(yán)重質(zhì)量缺陷的病險(xiǎn)水庫(kù)，采取除險(xiǎn)加固措施的工作。

二、水文水資源管理在水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中的主要內(nèi)容

上世紀(jì)中后期修建的水利工程，有不少都屬于“三無(wú)”或“三邊”工程。加之設(shè)備缺乏、老化，操作人員從業(yè)素質(zhì)低，資料丟失等原因，導(dǎo)致水文資料數(shù)據(jù)的匱乏，設(shè)計(jì)依據(jù)缺失，使得不少水庫(kù)是帶病建設(shè)，施工過(guò)程中的不可控因素增多、工程質(zhì)量和安全隱患問(wèn)題比較突出;在運(yùn)行過(guò)程中，維護(hù)和管理成本較高，同時(shí)給上下游居民的生命財(cái)產(chǎn)安全及社會(huì)穩(wěn)定帶來(lái)一定的威脅。

水文事業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)性公益事業(yè)。在水利樞紐工程除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)時(shí)需要精確的水位信息數(shù)據(jù)做支撐。這些水位信息數(shù)據(jù)是根據(jù)水文站記錄的降水量，將該流域河流不同位置、不同時(shí)間段內(nèi)的防洪標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)計(jì)算出來(lái)，繪制水庫(kù)剩余容水量的曲線(xiàn)，并將水位狀況記錄在冊(cè)，綜合所得信息得出準(zhǔn)確水位信息。這樣我們就可以根據(jù)我們所獲得的數(shù)據(jù)信息合理規(guī)劃并核準(zhǔn)水位。

三、水文水資源管理在水庫(kù)加固工程中的應(yīng)用

1、應(yīng)用步驟

（1）數(shù)據(jù)收集。對(duì)于水庫(kù)除險(xiǎn)加固的設(shè)計(jì)工作，可靠的、第一手的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)是關(guān)鍵。如何收集資料，需要收集哪些數(shù)據(jù)，這些都是要在收集數(shù)據(jù)之前研究透并且分配好任務(wù)的。具體內(nèi)容包括：原來(lái)水庫(kù)的設(shè)計(jì)、建設(shè)方案等文件;水庫(kù)的地理、地質(zhì)信息等;水庫(kù)的有效庫(kù)容、集水面積等信息。

（2）實(shí)地考察。理論數(shù)據(jù)收集齊備后，為了使設(shè)計(jì)結(jié)果更加貼合現(xiàn)實(shí)，滿(mǎn)足需求，減少偏頗。設(shè)計(jì)者要實(shí)地進(jìn)行勘察、復(fù)核數(shù)據(jù)信息?？辈焓马?xiàng)有：水庫(kù)整體結(jié)構(gòu)布置;水庫(kù)加固記錄;已有的溢洪泄洪設(shè)施運(yùn)行狀況。

（3）洪水影響的考慮。修建水庫(kù)的目的就是除水害興水利，這里講的水害就包括洪水的危害。所以在進(jìn)行水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)工作時(shí)，如何對(duì)溢洪泄洪設(shè)施進(jìn)行處理，提升水庫(kù)防洪排澇的能力，是設(shè)計(jì)者必須要謹(jǐn)慎、細(xì)致、周全考慮的。

（4）水位的確定。這里提到的水位包括水庫(kù)的死水位和蓄水水位。水位的確定和調(diào)整是跟時(shí)間、地理位置、上游來(lái)水量、下游需水量等因素相關(guān)的多方聯(lián)動(dòng)的工作過(guò)程。在除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮這些因素，合理的確定水庫(kù)死水位，以及泄洪、蓄水的措施和設(shè)備功能。

（5）結(jié)果分析評(píng)價(jià)。基于上述四個(gè)步驟，對(duì)水庫(kù)的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)基本就完成了，為了保證計(jì)算結(jié)果的真實(shí)、有效，誤差滿(mǎn)足要求，此時(shí)就需要對(duì)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)和評(píng)估。對(duì)比分析圖紙、方案、水位、壩高等內(nèi)容，評(píng)估漫頂?shù)仁鹿实陌l(fā)生機(jī)率，公正合理地進(jìn)行決策。

2、應(yīng)用實(shí)例

（1）概況。某水庫(kù)位于陜西省寶雞市內(nèi)，是一座以灌溉為主、兼顧防洪、養(yǎng)殖的?。ㄒ唬┬退畮?kù)。

水庫(kù)樞紐工程由均質(zhì)土壩、溢洪道、放水洞等部分組成。壩址區(qū)地震基本烈度為7度。水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇洪水設(shè)計(jì)，200年一遇洪水校核。

水庫(kù)工程共分兩期建成，大壩為均質(zhì)土壩，最大壩高為31m，壩頂長(zhǎng)為245m，頂寬10m，壩頂高程560.0m。設(shè)計(jì)洪水位為558.6m，校核洪水位為558.8m。水庫(kù)總庫(kù)容440萬(wàn)m3，調(diào)洪庫(kù)容為132萬(wàn)m3，正常蓄水位為555.5m，調(diào)節(jié)庫(kù)容234 萬(wàn)m3，死水位為546.0m，死庫(kù)容74萬(wàn)m3。

（2）除險(xiǎn)加固必要性。①防洪標(biāo)準(zhǔn)未達(dá)標(biāo)。水庫(kù)為?。ㄒ唬┬退畮?kù)，按照現(xiàn)行《防洪標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)規(guī)定，其防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為50年一遇洪水設(shè)計(jì)，500年一遇洪水校核，該水庫(kù)原設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)未達(dá)到現(xiàn)行的要求。②設(shè)備年久失修，危險(xiǎn)源較多。水庫(kù)運(yùn)行近三十年，許多設(shè)施年久失修。存在的問(wèn)題主要有：放水塔閘門(mén)損壞、放水洞內(nèi)水外滲，壩后左岸山體滑坡，堵塞下游河道，壩下游排水不暢，加之壩后排水棱體破壞，壩體內(nèi)浸潤(rùn)線(xiàn)明顯抬高，對(duì)壩體穩(wěn)定不利。③水庫(kù)效益無(wú)法正常發(fā)揮。目前為保證大壩安全運(yùn)行，該水庫(kù)必須常年在汛限水位下運(yùn)行，影響了工程效益的發(fā)揮。④水庫(kù)所處地理位置較關(guān)鍵。該水庫(kù)是流域十座梯級(jí)水庫(kù)最末一級(jí)，擔(dān)負(fù)著上游九座水庫(kù)的風(fēng)險(xiǎn)，地理位置十分重要，一旦失事，造成的社會(huì)危害較大。

（3）水文水資源管理。為了科學(xué)、有效的開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，該水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)工作的具體內(nèi)容如下：

①收集流域的資料。水文資料包括：流域概況，徑流，洪水特性，泥沙;工程地質(zhì)資料包括：壩區(qū)地質(zhì)概況，壩體質(zhì)量檢測(cè)，壩址工程地質(zhì)條件，溢洪道工程地質(zhì)條件，天然建筑材料。②確定除險(xiǎn)加固工程任務(wù)和規(guī)模。根據(jù)安鑒結(jié)果和收集到的資料，結(jié)合除險(xiǎn)加固的成果，確定除險(xiǎn)加固的具體任務(wù)。③開(kāi)展工程布置和主要建筑物的設(shè)計(jì)。依據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和除險(xiǎn)加固工程的原則，開(kāi)展工程布置、大壩除險(xiǎn)加固的具體設(shè)計(jì)、大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)、施工組織設(shè)計(jì)、環(huán)境保護(hù)及水土保持等設(shè)計(jì)工作。

四、結(jié)論

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)、科技水平以及機(jī)械化水平的不斷提高，水利事業(yè)的建設(shè)規(guī)模和進(jìn)度也得到了極大的提高。與此同時(shí)，對(duì)于施工質(zhì)量的要求越來(lái)越高，安全問(wèn)題備受關(guān)注。水文事業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)性公益事業(yè)，在這個(gè)過(guò)程中發(fā)揮著舉足輕重的作用，對(duì)如何科學(xué)、有效的開(kāi)展水文水資源管理和運(yùn)用，為水利工程的設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)，保證工程的質(zhì)量和安全穩(wěn)定運(yùn)行，有著極其重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

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【作者簡(jiǎn)介】

楊 波（1985—）男，河南駐馬店人，講師，主要從事水利水電工程方面的研究和教學(xué)工作.