水利工程等级划分及洪水标准存在问题探讨

2021-01-15 20:53朱晓玲
水利技术监督 2021年4期
关键词:山塘堤防防洪

朱晓玲,陈 皓

(1.浙江省水利水电技术咨询中心,浙江 杭州 310020;2. 浙江广川工程咨询有限公司,浙江 杭州 310020)

水利工程等级是依据工程的规模、效益、失事后果等情况来衡量水利工程的重要性,分别以“等”和“级”来表示的一种指标[1],这种指标直接关系到工程本身的造价、效益、安全及其下游人民生命财产的安全,是我国社会经济发展水平和技术政策的具体体现,合理确定工程等级对勘测设计单位、行政审批单位、施工单位、运行管理单位等均有重要意义,直接影响工程设计单位和施工单位需要的资质、审批机构和管理单位的级别、建筑物防洪标准、结构安全系数、运行管理机构等等,对工程建设影响极大。

水利工程分类众多,不同类型的水利工程等别和建筑物级别确定有多种方法,工程分类不同,或采用不同的规范,就能得出不同的工程等别或建筑物级别,这给设计和审查工作带来一定的困扰。下面就对有关水利工程等别、建筑物级别确定等方面存在的一些问题进行探讨。

1 工程等别确定存在的问题

水利水电工程的等别是确定水工建筑物级别和设计洪水标准的基础,反映了工程防洪安全和结构安全的要求,工程等级应和其在国民经济中的重要性相匹配,即重要性接近的工程等级应相同。《水利水电工程等级划分及洪水标准》(以下简称《标准》)工程分类不够全面和详细,如围垦、水土保持、水文设施等在水利水电工程分等指标表中没有反映,确定这一类工程的等别时就会遇到困难,工程很难归类,确定工程等级的指标也就不很明确。建议工程分类当中增设一个其他类型,涵盖所有未明确类型的水利工程,按工程总投资或其他可统一参照的标准确定工程等别。工程等别指标的确定,应考虑不同类型水利工程之间的协调,并且不同的规范之间应统一标准。

还有一种工程类型是山塘,北方称之为涝池,属于小型的蓄水工程,浙江省坝高5m以上的山塘共有18149座,其中坝高15m以上的高坝山塘1363座,下游人口密集的屋顶山塘5032座,数量众多,不容忽视。《标准》没有明确如何确定山塘或涝池的工程等别。山塘库容虽小,也很重要,高坝山塘坝高超过了15m,屋顶山塘失事后可能导致人员伤亡,造成重大的财产损失,体现其重要性的工程等别为5等以下,其挡水建筑物级别甚至低于一些临时工程,显然不够合理。建议水库工程等级划分降低五等工程最小10×104m3的下限,把数量众多的重要山塘和涝池纳入水库系列。

2 建筑物级别

《标准》当中防洪工程、治涝工程、排水工程、灌溉工程、供水工程等不仅仅是根据工程等别确定建筑物级别,而是另外制定一些指标,根据防洪标准、流量、装机容量等指标确定建筑物级别,建筑物的等级确定就不再具有唯一性,给规范执行带来问题。

2.1 防洪工程

《标准》规定堤防工程不分等别[2],堤防永久性水工建筑物的级别根据其保护对象的防洪标准确定,当经批准的流域、区域防洪规划另有规定时,应按其规定执行。实际工程设计当中一些小的河流往往没有规划,或者虽然有规划,但由于规划属于宏观层面,具体到某一条河或某一个工程河段线条比较粗,没有进行详细的分析研究,规划确定的洪水标准并不一定符合实际,设计过程当中常常需要根据工程实际情况对工程河段的防洪标准进行复核。比如某个区域经济发达,保护对象很重要,规划区域的防洪标准为100年一遇,则区域内的大小河流防洪标准都是100年一遇,所有的堤防及交叉建筑物级别均为1级,而区域内有的支流总流域面积不足10km2,堤防和堤防上很小的交叉的建筑物也是1级建筑物,显然不够合理。

同样的防洪工程,在工程等级确定方面城市防洪工程与堤防工程显著不同。《城市防洪工程设计规范》是先按照保护人口或保护对象的重要性确定工程等别,然后根据工程等别确定建筑物级别及洪水标准。堤防工程设计是先定防洪标准再定建筑物级别,没有工程等别。堤防工程不确定工程等别的做法并没有得到普遍认可,水利部在对一些工程项目进行稽查或设计质量检查时,对于堤防工程设计报告中没明确工程等别的情况作为一个设计质量问题在提出,这种情况让设计人员的思想混乱,搞不清楚堤防工程是否需要确定工程等别。

建议《标准》包括堤防工程在内的水利工程都根据工程保护对象的重要性确定工程等别,然后按照工程等别确定建筑物的级别,根据建筑物的级别确定建筑物的防洪标准,逻辑清晰,结果也会比较合理。

《标准》堤防的建筑物级别与《城市防洪工程设计规范》明显不同,同样的100一遇洪水标准,《标准》确定的建筑物等级为1级,《城市防洪工程设计规范》确定的建筑物等级为2级,规范不统一也给设计带来不便。通常理解城市防洪工程保护对象更为重要,但相同洪水标准的建筑物级别却低于堤防工程,显得不够合理,建议规范修订时统一标准,以利于执行。

2.2 治涝、排水工程

首先遇到的问题是如何定义治涝和排水工程。根据《标准》条文说明,排水即治涝[1]。排水是将一个地区内多余的地表水与地下水汇集起来排除到该地区以外的作业[4]。而实际当中多余的地表水与地下水是洪还是涝并不十分明确,防洪排涝往往是一体的,难以严格区分。《标准》规定治涝、排水工程的水工建筑物级别主要和设计流量有关,泵站还和装机功率有关,和工程等别关系并不密切。实际工程设计当中也常常存在这样的问题,一个区域性平原地区的排涝工程,保护对象就是一个独立平原内的乡镇,人口有限,重要性并不是很高,防洪排涝工程的等别也就不高,但设在排涝河道出口的排涝泵站由于流量比较大,建筑物级别很高,与整个工程很不匹配。

实际工程当中经常遇到的情况平原地区周边是山区,遭遇暴雨时平原区一片汪洋,洪和涝很难区分。防洪排涝有一个原则就是高水高排,低水低排、涝水抽排,地面高程比较低的区域,一般在排涝河道出口处设置水闸和排涝泵站,一方面拦挡外江洪水或潮水,另一方面在外江水位较高不能自流排水时依靠泵站抽排涝区范围内积水。遇到这种情况,排涝泵站的设计流量往往比较大,按《标准》确定的建筑物级别就很高,但实际保护对象往往是一些小城镇,重要性并不是很高,有的保护区按重要性确定的工程等别是四等,按流量确定的建筑物级别为2级甚至是1级,建筑物级别明显太高,主要原因就是按流量确定建筑物等级不够合理。[5]

另外也可以拿情况比较类似的泵站和水电站进行比较,对比泵站和电站的建筑物分级指标,就会发现很不协调,30MW的泵站建筑物级别为1级,而30MW的水电站建筑物级别仅仅为4级,差别巨大,这也说明泵站独立的分级指标不够合理。建议《标准》同样根据工程的重要程度确定工程等别,按照工程等别确定包括堤防等防洪建筑物的级别和防洪标准,不会出现不同方法确定的建筑物等级不一致的情况,结果也会比较合理。

3 结语

水利水电工程设计,首先要确定的是工程等别,然后根据工程等别确定建筑物级别、防洪标准、结构安全系数、合理使用年限、运行管理要求等等。根据不同的要求采用不同的标准,才能达到既经济又高效的目的。确定水利水电工程等别和建筑物级别是水利工程设计工作的基础,依据不同的规范确定的工程等别、建筑物级别以及洪水标准等并不是唯一的,给工程设计和审查工作带来一些困扰,建议规范简化统一工程等别和建筑物级别的确定的标准。水利工程等别和水工建筑物级别确定标准应简单明确,且工程等级的确定应是唯一的,建议相关的规范和标准修订时根据这一原则加以完善。

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