浅谈小型水库除险加固问题及对策建议

谭尹

广东中灏勘察设计咨询有限公司 广东 广州 510000

小型水库作为我国农田灌溉和水资源调节的重要组成部分，在农村地区起着至关重要的作用。然而随着时间的推移和环境的变化，小型水库面临着一系列的除险加固问题，这不仅威胁到水库的安全稳定运行，也对周边地区的生命财产安全造成潜在风险。因此，研究小型水库除险加固问题，并提出科学有效的对策建议，具有重要的理论和实践意义。本文旨在深入探讨小型水库除险加固的问题与挑战，并提出一系列对策建议，提高小型水库的安全性和可持续发展能力，为农田灌溉和水资源调节提供可靠保障。本研究将为小型水库除险加固领域的学术研究和工程实践提供重要参考，促进农田水利事业的可持续发展和安全运行。

1 小型水库除险加固意义

由于多年来的自然侵蚀、结构老化、设计不合理以及管理不善等因素的影响，小型水库普遍存在着安全隐患和运行风险。因此，进行小型水库除险加固具有重要的意义[1]。小型水库除险加固可以保障人民生命财产的安全。水库的溃坝事故可能导致灾难性的洪水，给周边居民和农田带来巨大的损失，甚至危及人民的生命安全。通过加固措施，可以提高水库的抗洪能力和稳定性，减少溃坝事故的潜在风险，保障人民的安全。小型水库除险加固有助于提高农田灌溉的效率和农业生产的稳定性。水是农田灌溉的关键资源，而水库的安全性和稳定运行直接影响着灌溉水源的供应。通过对水库进行除险加固，可以改善水库的蓄水能力、调节能力和供水能力，确保农田得到充足的水源供应，提高农业生产的稳定性和效益。

此外，小型水库除险加固对水资源调节和生态环境保护也具有积极意义。水库在一定程度上可以调节河流的径流量和水质，对水资源的合理分配和保护起到重要作用。通过加固水库，可以提高水库的调节能力和保护性能，有效维护河流生态系统的平衡，促进水资源的可持续利用和生态环境的健康发展。

2 小型水库存在的除险加固问题分析

2.1 潜在的溃坝风险

潜在的溃坝风险是小型水库除险加固中的重要问题，对水库的安全性和周边地区的生命财产安全造成潜在威胁。潜在的溃坝风险主要涉及以下几个方面：首先，水库坝体的稳定性是溃坝风险的重要因素。坝体在长期的水压和重力作用下，可能出现渗透、滑移和决口等问题。地基的稳定性也直接影响着水库坝体的稳定性，例如地基沉降、土质松软等问题都可能导致坝体的不稳定，增加了溃坝的风险。其次，水库溢洪道的设计和运行状况是溃坝风险的重要因素。溢洪道是水库防洪的主要通道，如果设计不合理、尺寸不足或存在结构缺陷，可能导致溃坝风险的增加。此外，溢洪道的维护和清淤工作也是关键，若未及时进行清理和维护，可能导致溢洪道的堵塞和失效，加大了溃坝的风险。

另外，水库的排水系统也是潜在溃坝风险的重要因素之一。排水系统包括泄洪设施和泄洪能力，如果泄洪设施存在设计缺陷或泄洪能力不足，可能在洪水来袭时无法及时有效地排水，增加了溃坝的风险[2]。此外，排水设施的维护和管理也是至关重要的，若未定期检修和维护，可能导致设施损坏和功能失效，进一步加剧了溃坝风险。同时，管理体系的健全性和人员的专业素质也对溃坝风险的管理起着至关重要的作用。

2.2 结构老化和损坏

结构老化是指水库构筑物在长期使用过程中由于自然环境的侵蚀和物质的老化而出现的力学性能下降和结构强度减弱的现象。水库混凝土结构的老化是常见的问题。混凝土材料在长期受到水渗透、冻融循环、化学侵蚀等因素的作用下，可能发生开裂、脱落、剥落等现象，降低了结构的强度和稳定性。此外，混凝土构件的钢筋锈蚀也是常见的问题，钢筋锈蚀会导致混凝土表面开裂和结构损坏，加剧了结构老化的程度。水库金属结构的老化问题也不可忽视。金属构件如钢梁、支撑和闸门等，长期暴露在自然环境中，容易受到氧化、腐蚀和金属疲劳等因素的影响，导致金属材料的强度和刚度降低，从而引发结构的老化和损坏。特别是在恶劣的气候条件下，如高温、潮湿和高盐度等环境，金属结构的老化速度更快。水库土体的侵蚀和变形也是导致结构老化和损坏的重要因素。长期的水压和渗透作用，以及地震和地质活动等因素，可能导致土体的侵蚀和沉降，进而引发结构的变形和损坏。尤其是对于土坝水库而言，土体的稳定性直接关系到水库的安全性，土体的老化和损坏可能导致坝体的失稳和溃坝的风险。

2.3 设计不合理与不完善

设计不合理与不完善直接关系到水库的安全性和稳定运行。设计不合理可能涉及水库的结构设计、水力设计和防洪设计等方面。

结构设计不合理可能导致水库的安全性受到威胁。例如，水库的坝型选择、坝体的高度和厚度、坝坡的稳定性等都是影响结构安全的关键因素。若在设计过程中忽视了地质条件、水文条件和工程要求，导致结构设计不足或超负荷运行，会增加水库的风险和失稳的可能性。

水力设计不合理也会影响水库的安全和稳定性。水库的泄洪能力、供水能力和调节能力是水力设计的关键要素。若水力设计不合理，如溢洪道尺寸不足、引水系统设计不合理等，可能导致水库在洪水来袭时无法及时排泄和调节，增加溃坝的风险。同时，若供水能力不足，将影响农田灌溉和水资源的合理利用。

防洪设计的不完善也是设计问题中的重要方面。水库的防洪能力直接关系到周边地区的安全[3]。若防洪设计不合理，如洪水标准设定不准确、防洪工程建设不到位等，将增加洪水对水库的冲击和破坏风险，从而危及周边居民和农田的生命财产安全。

2.4 管理不善与维护不到位

水库管理体系的不善可能导致隐患未被及时发现和处理。若缺乏科学的管理制度和规范，相关管理人员对水库的运行和安全管理不到位，可能会忽视隐患的存在和发展，从而增加水库的风险。管理体系的缺陷还可能导致责任不明确，阻碍了应急响应和灾害管理的有效实施。监测与预警体系的不健全可能导致对潜在问题的无法及时察觉。水库监测与预警体系应包括水位、渗流、地震、结构变形等方面的监测手段，以便及早发现异常情况并采取相应的措施。若监测设备不完备、监测频率不足或预警机制不健全，可能会延误对水库安全的判断和处理，增加了潜在溃坝风险。此外，维护工作的不到位也会对水库的安全性产生负面影响。水库的定期维护和检修对于保持结构的稳定性和功能的完善性至关重要。若维护工作不及时或不到位，可能导致设施损坏、设备失效，进而增加水库的风险。同时，维护工作涉及清淤、防腐、漏水修复等方面，如果缺乏专业的维护人员和适当的资源投入，也会影响水库的安全性和可靠性。

3 小型水库除险加固的对策建议

3.1 加强风险评估与监测

（1）潜在的溃坝风险评估

潜在的溃坝风险评估旨在全面了解水库的安全状况和潜在风险，为后续的加固工作提供科学依据。风险评估应考虑多个方面的因素，包括地质条件、水文气象条件、工程结构状况等[4]。地质条件包括坝址地质、地震活动性和滑坡、崩塌等地质灾害潜在性，水文气象条件涉及洪水、降雨和气候变化等因素的影响，工程结构状况包括坝体、坝基、溢洪道、泄洪设施等的稳定性和完整性评估。通过综合分析和定量评估这些因素，可以确定水库的潜在溃坝风险等级，为制定合理的除险加固方案提供科学依据。风险评估还应考虑不同的灾害模式和可能的溃坝后果，包括洪水威胁范围、人员财产安全和环境影响等，以评估可能的损失和风险扩散情况。

（2）结构安全监测与预警系统

为确保小型水库的结构安全性，建立有效的结构安全监测与预警系统是至关重要的。通过使用各种监测设备和技术手段对水库结构的运行状况进行实时监测和数据采集，以便及时发现结构变形、损伤或其他异常情况。监测设备可以包括测力传感器、位移计、振动传感器等，用于监测结构的受力情况、位移变化和震动情况等。此外，还可以利用遥感技术、无人机和卫星图像等远程监测手段，获取更全面、高分辨率的结构信息。监测数据将被实时传输到数据处理中心，通过数据分析和模型建立，识别结构的运行状态和变化趋势。基于监测数据的分析结果，可以制定相应的预警标准和预警模型，实现对潜在风险和结构状况的预警。预警系统可采用多种方式，包括声光报警、短信通知、远程监控等，以确保监测数据及时传达给相关管理人员和工作人员。表格1展示了常用的监测设备和监测指标，可用于支持结构安全监测与预警系统的建立和运行。

表1 常用的监测设备和监测指标

3.2 加固结构与设施

（1）强化堤坝和溢洪道

对于堤坝，可以采取多种加固手段，如加高加宽堤顶、增加坝体截面、加装防渗帷幕和防渗墙等，以增加堤坝的稳定性和防洪能力。对于老化和破损的堤坝部位，应及时修复和加固，确保其结构完整和水密性。对于溢洪道，可以采用拓宽和加深溢洪道断面、增设能量消散设施、修复和加固闸门等措施，以提高溢洪道的排洪能力和抗冲刷能力[5]。对于溢洪道的排洪能力和稳定性，应进行定期检测和监测，确保其正常运行。强化堤坝和溢洪道的加固措施需要充分考虑水库的地质条件、水文气象条件和结构状况，制定相应的加固方案，确保加固效果可靠和持久。同时，施工过程中应注意环境保护，避免对水库周边生态环境和水资源造成不利影响。

（2）加固泄洪设施

加固泄洪设施目的是增强水库的排洪能力和安全性。泄洪设施包括泄洪闸门、泄洪孔、泄洪管道等，其畅通和稳定性对于水库的抗洪能力至关重要。在加固泄洪设施时，可以采取多种措施，如对泄洪闸门进行检修和更换、加固泄洪孔口部位、增设泄洪管道等。此外，还应注意泄洪设施与周围土体的紧密连接，以避免泄洪过程中的渗漏和泄洪路径的扩散[6]。加固泄洪设施的具体方案应根据水库的实际情况和需求进行设计，充分考虑水库的水文气象条件、结构状况和地质条件，确保加固效果和安全性。

3.3 完善管理与维护体系

（1）建立健全的管理机构与制度

建立健全的管理机构与制度是小型水库除险加固的基础和关键。首先，应建立适应水库规模和特点的管理机构，明确各级管理部门的职责和权责，确保管理工作的有序进行。管理机构应具备专业的技术人员和管理人员，具备水库运行管理、安全监测、维护保养等方面的专业知识和经验，以保障水库的安全运行。其次，应建立健全的管理制度和操作规程，明确各项管理工作的标准和流程。管理制度包括水库安全管理制度、应急预案、工作程序等，以规范管理行为、防范潜在风险、提高应对突发事件的能力。制度的建立应参考相关法律法规和技术规范，结合水库的实际情况进行制定，并定期进行修订和完善[7]。同时，应加强对管理人员的培训和技术交流，提高其应对突发事件和处理问题的能力。此外，还应建立健全的信息管理系统，实现对水库管理信息的集中、统一管理，以提高管理的效率和准确性。

（2）加强巡查与维护工作

应建立定期巡查制度，制定巡查计划和路线，明确巡查频次和内容。巡查工作应涵盖水库堤坝、溢洪设施、泄洪设施、防渗措施等各个方面，通过巡视、观察、测量等手段，及时发现水库存在的问题和隐患。其次，对于发现的问题和隐患，应及时采取相应的维护措施。维护工作包括清理杂物、修复破损、加固弱点、排除堵塞等，以确保水库各部位的正常运行和结构的稳定性。同时，应制定维护计划和维护标准，明确维护工作的要求和程序，确保维护工作的质量和效果。另外，还应加强水库的日常保养，包括草皮的修剪、灌溉设施的维护、设备的检修等，以延长水库的使用寿命和保持其良好的工作状态。加强巡查与维护工作需要配备专业的巡查人员和维护人员，他们应具备相关的技术知识和操作经验，并接受定期的培训和学习。同时，还应注重信息的留存和共享，建立健全的巡查和维护记录系统，及时记录巡查和维护的情况，以便进行后续的分析和总结。

4 结语

本文对小型水库除险加固问题进行了综合的讨论和分析，针对潜在的溃坝风险、结构老化和损坏、设计不合理与不完善以及管理不善与维护不到位等方面提出了相应的对策建议。小型水库作为重要的水资源调节和防洪设施，在面临自然灾害和日常运行中存在一定的安全隐患，因此除险加固工作至关重要。在实际工程中，应根据具体水库的特点和问题，结合相关技术规范和法律法规，综合考虑经济性、可行性和可操作性等因素，制定合理的除险加固方案，并严格按照规定的标准和程序进行实施，以确保工程的质量和安全性。通过不断的努力和持续的改进，小型水库的除险加固工作将能够取得更加显著的成效。