第七章 病險(xiǎn)水庫(kù)整治與防洪治河工程

第七章病險(xiǎn)水庫(kù)整治與防洪治河工程

第一節(jié)農(nóng)業(yè)水利工程運(yùn)行管理第二節(jié)病險(xiǎn)水庫(kù)的運(yùn)行與觀測(cè)第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護(hù)與修理第四節(jié)洪水及防洪措施第五節(jié)河道整治工程第六節(jié)堤防工程概述我國(guó)病險(xiǎn)水庫(kù)狀況

自從上世紀(jì)40、50年代以來(lái)，世界上大壩的修建數(shù)量日益增加，大壩的安全問(wèn)題也就越來(lái)越引起人們的關(guān)注。世界上的大壩數(shù)量眾多，例如美國(guó)大約有大壩70000座；俄羅斯近4000座水庫(kù)。截至2002年底，我國(guó)已建成各類(lèi)水庫(kù)85288座，總庫(kù)容達(dá)到5594億立方米，其中大型水庫(kù)487座，中型水庫(kù)2955座，小型水庫(kù)81846座。概述省際間對(duì)比．水庫(kù)的分布很不均勻，數(shù)量相差較大。上海市無(wú)一座水庫(kù)，而湖南、江西、廣東、四川、湖北和云南6省，各自擁有的水庫(kù)數(shù)均超過(guò)5000座，這6個(gè)省份的水庫(kù)總數(shù)占全國(guó)水庫(kù)總數(shù)的55％。其中．湖南省擁有的水庫(kù)為全國(guó)之最，共11000多座，大約相當(dāng)于全國(guó)水庫(kù)總數(shù)的1／7。目前全國(guó)有病險(xiǎn)水庫(kù)約3萬(wàn)座，占水庫(kù)總數(shù)的36%，其中大中型水庫(kù)的病險(xiǎn)率接近30%，小型水庫(kù)的病險(xiǎn)率更高。這些病險(xiǎn)水庫(kù)，尤其是小型水庫(kù)絕大部分興建于上世紀(jì)50～70年代，受當(dāng)時(shí)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件等因素的制約，工程存在著先天不足、后天失修、病險(xiǎn)嚴(yán)重等問(wèn)題。概述長(zhǎng)期以來(lái)，這些病險(xiǎn)水庫(kù)不但難以發(fā)揮防洪減災(zāi)效益，工程本身已成為安全度汛的薄弱環(huán)節(jié)和心腹之患。據(jù)報(bào)告(汪恕誠(chéng),2004),自1954年有垮壩統(tǒng)計(jì)資料以來(lái)至2003年底，全國(guó)累計(jì)垮壩3484座，年均垮壩近70座。其中20世紀(jì)70年代水庫(kù)垮壩數(shù)量最多，年均垮壩204座；20世紀(jì)90年代以來(lái)垮壩數(shù)量最少，年均垮壩18座，其中2001年和2003年每年垮壩水庫(kù)都為4座。概述

水庫(kù)一旦垮壩失事，輕則造成財(cái)產(chǎn)損失，重則造成重大人員傷亡或毀滅性災(zāi)害，不僅給國(guó)家和人民造成重大損失，也會(huì)影響社會(huì)穩(wěn)定。1975年“７５·８”河南省板橋、石漫灘水庫(kù)垮壩，造成數(shù)萬(wàn)人死亡，歷史教訓(xùn)千萬(wàn)不能忘記。1993年，青海省溝后水庫(kù)（小型，壩高71m）潰壩，瞬間沖毀1000多戶房舍，328人喪生，上千人受傷，財(cái)產(chǎn)損失達(dá)1.5億元。甘肅小海子水庫(kù)（管涌、潰壩)。概述

98’洪水后，水利部編制了《全國(guó)病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固專項(xiàng)規(guī)劃》，確定了1346座第一批中央補(bǔ)助項(xiàng)目，累計(jì)投入158億元，計(jì)劃在3～4年內(nèi)完成水庫(kù)的除險(xiǎn)加固任務(wù)。2004年12月水利部又向國(guó)家發(fā)展改革委報(bào)送了二期規(guī)劃，共確定1913座病險(xiǎn)水庫(kù)作為第二批中央補(bǔ)助項(xiàng)目。由中央和地方投資的中小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)工作正在進(jìn)行中。此外，按照《水庫(kù)大壩安全鑒定辦法》的規(guī)定，大壩實(shí)行定期安全鑒定制度，應(yīng)每隔6－10年進(jìn)行一次。因此水庫(kù)安全鑒定和除險(xiǎn)加固將是一個(gè)長(zhǎng)期任務(wù)。第一節(jié)農(nóng)業(yè)水利工程運(yùn)行管理

水工建筑物管理的主要任務(wù)是確保工程安全、維護(hù)工程完整、延長(zhǎng)工程使用年限、發(fā)揮工程效益等，更好的利用水資源為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活服務(wù)。工程管理一般包括：（1）控制運(yùn)用；（2）檢查觀測(cè)；（3）養(yǎng)護(hù)修理；（4）防汛搶險(xiǎn)；第一節(jié)農(nóng)業(yè)水利工程運(yùn)行管理

一、農(nóng)業(yè)水利工程的運(yùn)行管理1、用水計(jì)劃灌區(qū)用水計(jì)劃渠系用水計(jì)劃用水單位計(jì)劃引水計(jì)劃配水計(jì)劃第一節(jié)農(nóng)業(yè)水利工程運(yùn)行管理

用水計(jì)劃應(yīng)采取自上而下和自下而上相結(jié)合的辦法編制;1）、較大灌區(qū)，可分三級(jí)編制：管理處（局）編制全灌區(qū)的渠系用水計(jì)劃；水管所（站）編制渠段用水計(jì)劃；斗委會(huì)編制用水單位用水計(jì)劃；2）、一般灌區(qū)，可分二級(jí)編制：管理處（局）編制全灌區(qū)的渠系用水計(jì)劃；斗委會(huì)編制用水單位用水計(jì)劃；第一節(jié)農(nóng)業(yè)水利工程運(yùn)行管理2、用水計(jì)劃的執(zhí)行一般情況下對(duì)已制定好的用水計(jì)劃不得更改、任意變動(dòng)，如果灌溉時(shí)的氣象、水源、灌溉面積等條件與計(jì)劃出入較大時(shí)，則應(yīng)調(diào)整、修改用水計(jì)劃，進(jìn)行水量調(diào)配。第一節(jié)農(nóng)業(yè)水利工程運(yùn)行管理3、水量調(diào)配的原則和要求水量調(diào)配的原則：水權(quán)集中、統(tǒng)籌兼顧、分級(jí)管理、均衡受益。具體辦法是：

按照作物灌溉面積、計(jì)劃灌水定額、各級(jí)渠道水的利用系數(shù)分配數(shù)量。第一節(jié)農(nóng)業(yè)水利工程運(yùn)行管理3、水量調(diào)配的原則和要求1、水量調(diào)配的要求：（1）水量調(diào)配必須做到“統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、水權(quán)集中、專職調(diào)配”。（2）調(diào)配人員必須熟悉灌區(qū)的具體情況；（灌區(qū)地形、行政區(qū)劃、渠系布置、建筑位置、土壤性質(zhì)、渠系用水計(jì)劃等）。（3）調(diào)配人員必須經(jīng)常了解灌區(qū)作物需水情況、用水單位的意見(jiàn)以及水文氣象資料等。第一節(jié)農(nóng)業(yè)水利工程運(yùn)行管理2、測(cè)水量水：（一）灌區(qū)測(cè)水量水的基本任務(wù)1）按照灌區(qū)用水計(jì)劃和水量調(diào)配的要求，調(diào)節(jié)、控制渠道用水量、準(zhǔn)確地從水源引水，向各級(jí)渠道配水和按定額向田間供水；2）檢查灌水質(zhì)量和利用效率，指導(dǎo)和改進(jìn)用水工作；3）掌握水量供需情況，合理修正、調(diào)整供水配水方案。4）整理觀測(cè)資料為水利規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工提供依據(jù)第一節(jié)農(nóng)業(yè)水利工程運(yùn)行管理2、測(cè)水量水：（二）利用水工建筑物量水1）利用閘、涵量水；2）帶有平面直立啟閉機(jī)的矩形暗涵放水口建筑物；3）帶有平面直立啟閉機(jī)閘門(mén)同管放水口的建筑物。4）帶有平面直立啟閉機(jī)閘門(mén)的矩形明渠多孔放水口建筑物；5）帶有扇形閘門(mén)、閘地坪，閘門(mén)支點(diǎn)處無(wú)跌坎的放水建筑物。第一節(jié)農(nóng)業(yè)水利工程運(yùn)行管理2、測(cè)水量水：2）利用拱涵放水口建筑物量水；3）帶有平面直立啟閉機(jī)的矩形暗涵放水口建筑物；3）利用疊梁閘門(mén)式閘門(mén)防水；4）利用有跌水量水。第一節(jié)農(nóng)業(yè)水利工程運(yùn)行管理2、測(cè)水量水的基本任務(wù)：（1）按照灌區(qū)用水計(jì)劃和水量調(diào)配的要求，調(diào)節(jié)、控制渠道水量，準(zhǔn)確地從水源飲水、向各級(jí)渠道配水和按定額向田間供水；（2）檢查灌水質(zhì)量和灌溉水的利用效率；（3）掌握水量供需情況，合理修正、調(diào)整供水和配水方案。（4）整理觀測(cè)資料，為改進(jìn)灌溉管理工作、為水利規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和科學(xué)研究提供依據(jù)和積累資料。第二節(jié)病險(xiǎn)水庫(kù)的檢查與觀測(cè)水工建筑物的觀測(cè)必須預(yù)埋一定的觀察設(shè)備和使用一定的觀測(cè)儀器。觀測(cè)工作應(yīng)遵循的原則和要求：（1）觀測(cè)項(xiàng)目必須滿足監(jiān)視建筑物工作情況和了解變化規(guī)律的需要；（2）觀測(cè)變化過(guò)程，并保證觀測(cè)資料的連續(xù)性；（3）觀測(cè)必須按時(shí)、測(cè)值精度必須符合精度要求，計(jì)算必須正確。第二節(jié)病險(xiǎn)水庫(kù)的檢查與觀測(cè)第二節(jié)病險(xiǎn)水庫(kù)的檢查與觀測(cè)一、檢查觀測(cè)的重要性：（1）掌握每日雨量，水位、蓄水量、來(lái)水量、出水量等工程運(yùn)行狀態(tài)的指標(biāo)；（2）對(duì)水庫(kù)進(jìn)行巡查，對(duì)異常情況進(jìn)行判斷并采取相應(yīng)措施；（3）記錄水庫(kù)異常情況及變化過(guò)程，也是分析存在問(wèn)題原因，采取措施的依據(jù)。第二節(jié)病險(xiǎn)水庫(kù)的檢查與觀測(cè)二、檢查觀測(cè)制度檢查工作（1）日常巡視檢查（檢查的部位、內(nèi)容、按巡視線路、程序進(jìn)行）；（2）年度巡視檢查（汛前、訊中、訊后）；（3）特別檢查（發(fā)生較嚴(yán)重水情或有較大破壞時(shí)）。第二節(jié)病險(xiǎn)水庫(kù)的檢查與觀測(cè)觀測(cè)工作（1）土石壩：水位、降雨量、泄流量、放水量、滲流量、變形觀測(cè)、壩體、壩基、繞壩滲流觀測(cè)，在上游、壩頂、下游埋設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，建立測(cè)量基點(diǎn)（2）漿砌石壩壩體位移、滲流量、揚(yáng)壓力、水位、氣溫，雨量未作出觀測(cè)設(shè)施。第二節(jié)病險(xiǎn)水庫(kù)的檢查與觀測(cè)三、檢查觀測(cè)等技術(shù)檔案水庫(kù)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)原始資料；工程技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)和設(shè)計(jì)圖紙；歷年工程檢查檢測(cè)資料；歷年工程維護(hù)維修加固資料；歷年生產(chǎn)運(yùn)行指標(biāo)（降雨、徑流、洪水特征值、歷年蓄水、供水特征值、歷年灌溉、防洪、發(fā)電效益特征值）；管理制度、規(guī)定和規(guī)范；各種計(jì)劃和考核資料；其他有關(guān)資料。第二節(jié)病險(xiǎn)水庫(kù)的檢查與觀測(cè)四、巡視檢查水庫(kù)的巡視檢查分為日常巡視、年度檢查、特別檢查。（1）巡視重點(diǎn)大壩上、下游壩面，壩腳、涵洞進(jìn)出口部位，溢洪道兩側(cè)巖體、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和病險(xiǎn)水庫(kù)的隱患部位。（2）檢查方法眼看、耳聽(tīng)、手摸、腳踩等直觀方法。第二節(jié)病險(xiǎn)水庫(kù)的檢查與觀測(cè)（一）水工建筑物的觀察高水位期間，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)土壩下游坡、濾水壩址、兩岸壩腳、下游壩腳及閘門(mén)的觀察；大風(fēng)浪期間，加強(qiáng)建筑物表面及兩岸山坡的沖刷、排水和可能坍塌部位的觀察；在泄流期間，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)流態(tài)、沖刷、淤積、振動(dòng)等的觀察；在泄水間歇期，應(yīng)對(duì)泄水建筑物可能發(fā)生的沖刷、磨損、空蝕等部位的觀察；第二節(jié)病險(xiǎn)水庫(kù)的檢查與觀測(cè)（一）水工建筑物的觀察5、在水位驟降期間，應(yīng)對(duì)上游坡可能出現(xiàn)滑坡部位加強(qiáng)觀察；6、在冰凌期間、應(yīng)對(duì)冰凍情況、對(duì)建筑物及防凍、防凌措施效果的觀察；7、在冬季和氣溫驟降期間，加強(qiáng)對(duì)混凝土裂縫和滲水情況的觀察8、結(jié)合具體情況，加強(qiáng)觀察其他應(yīng)注意的部位。第二節(jié)病險(xiǎn)水庫(kù)的檢查與觀測(cè)（二）水工建筑物的觀測(cè)1.土壩觀測(cè)（1）土壩的變形觀測(cè)垂直位移、水平位移、固結(jié)觀測(cè)、裂縫觀測(cè)。1）垂直位移、水平位移的觀測(cè)實(shí)在土壩觀測(cè)橫斷面的壩頂和壩坡上安放固定的位移點(diǎn)。觀測(cè)斷面應(yīng)布置在具有代表性且控制主要變化情況的部位。位移標(biāo)點(diǎn)的組成：底板、標(biāo)柱、標(biāo)頭-----起測(cè)基點(diǎn)第二節(jié)病險(xiǎn)水庫(kù)的檢查與觀測(cè)2）土壩的固結(jié)觀測(cè)目的：了解土壩在施工期和運(yùn)行期間的固結(jié)情況，作為施工控制和安全運(yùn)行的依據(jù)。3）裂縫觀測(cè)對(duì)裂縫的分布位置、走向、長(zhǎng)度和密度進(jìn)行觀測(cè)，并進(jìn)行標(biāo)記，繪制裂縫平面布置圖，并進(jìn)行經(jīng)常性觀測(cè)，了解其變化情況。第二節(jié)病險(xiǎn)水庫(kù)的檢查與觀測(cè)（2）土壩的滲透觀測(cè)1）土壩的浸潤(rùn)線觀測(cè)2）滲透流量的觀測(cè)3）滲透水流的渾濁度觀測(cè)；4）繞壩滲流觀測(cè)和壩基滲透壓力觀測(cè)。第二節(jié)病險(xiǎn)水庫(kù)的檢查與觀測(cè)2、混凝土壩的觀測(cè)1）混凝土壩水平位移的觀測(cè)（正垂線法、倒垂線法、引張線法）第二節(jié)病險(xiǎn)水庫(kù)的檢查與觀測(cè)（2）垂直位移觀測(cè)；（3）伸縮縫觀測(cè)；（4）混凝土建筑物地基揚(yáng)壓力觀測(cè)；（5）混凝土壩的應(yīng)力觀測(cè)；（6）混凝土壩的溫度觀測(cè)。第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護(hù)與修理養(yǎng)護(hù)和修理的概念養(yǎng)護(hù)：為保持建筑物完整狀態(tài)和正常運(yùn)行而進(jìn)行的日常維護(hù)工作；修理：建筑物受到損壞或破壞是的修復(fù)工作。（歲修、大修、搶修）第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護(hù)與修理一、土壩的養(yǎng)護(hù)和修理土壩最容易發(fā)生的問(wèn)題：裂縫、滑坡、滲透變形、排水設(shè)施堵塞及破壞、護(hù)坡的松動(dòng)劑崩塌等。（1）土壩經(jīng)常養(yǎng)護(hù)的工作有：維修壩頂、壩坡、防浪墻；保護(hù)各種觀測(cè)儀器和設(shè)施的完好；壩面及壩坡排水溝的清淤；壩體濾水體及減壓設(shè)施的正常運(yùn)行。第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護(hù)與修理一、土壩的養(yǎng)護(hù)和修理（2）土壩裂縫的處理：干縮裂縫----封閉處理；深度不大裂縫-----開(kāi)挖回填處理；內(nèi)部裂縫------充填灌漿或劈裂灌漿處理；深層裂縫------開(kāi)挖回填與充填灌漿結(jié)合處理。第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護(hù)與修理一、土壩的養(yǎng)護(hù)和修理（3）土壩滲漏的處理：土石壩防滲加固措施一般原則是“上堵下排”。上堵的措施有水平防滲和垂直防滲。水平防滲有人工粘土鋪蓋和利用天然鋪蓋等，加固方法有翻修鋪蓋、延長(zhǎng)鋪蓋長(zhǎng)度或增加厚度，增設(shè)帷幕、采取混凝土防滲墻或開(kāi)挖截水槽回填粘土。下排的措施有：在壩體背水坡腳附近開(kāi)挖導(dǎo)滲溝、減壓井和蓋重壓滲等。第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護(hù)與修理一、土壩的養(yǎng)護(hù)和修理（在可溶巖地區(qū)，壩基可能存在巖溶管道滲漏，要查清巖溶管道的位置、分布、連通性，一般采取灌漿方式封堵。（4）滑坡處理第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護(hù)與修理一、土壩的養(yǎng)護(hù)和修理（二）土壩白蟻的防治：（1）認(rèn)真做好清基工作；（2）消滅有翅成蟲(chóng)；（3）加強(qiáng)工程管理。第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護(hù)與修理二、混凝土壩漿砌石壩的養(yǎng)護(hù)和修理常見(jiàn)的病害主要是壩和地基的抗滑穩(wěn)定性不夠、裂縫、壩體和壩基的滲漏。（1）提高抗滑穩(wěn)定性的具體方法：采取補(bǔ)強(qiáng)帷幕灌漿、加強(qiáng)壩基排水系統(tǒng)和防滲阻滑板的措施、減小揚(yáng)壓力；加大剖面尺寸或增加豎向荷載；采取預(yù)應(yīng)力錨索錨固措施和增加基巖抗力。第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護(hù)與修理（2）壩體裂縫和滲漏的處理：較小裂縫------勾縫處理；小變化裂縫----表面貼補(bǔ)處理；裂縫較多，滲漏嚴(yán)重時(shí)------上游增設(shè)防滲層；沉陷性裂縫（壩體強(qiáng)度不夠出現(xiàn)應(yīng)力裂縫）----加厚壩體措施；貫穿性裂縫-----壓力灌漿、環(huán)氧樹(shù)脂灌填。（3）壩基及繞壩滲流---接觸灌漿、帷幕灌漿、固結(jié)灌漿。第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護(hù)與修理三、除險(xiǎn)加固的主要工程工程措施：（1）對(duì)洪水標(biāo)準(zhǔn)低的水庫(kù)，建議采取加大壩高，擴(kuò)建泄洪設(shè)施或?qū)烧呓Y(jié)合起來(lái)提高洪水標(biāo)準(zhǔn)；（2）對(duì)需抗震加固的水庫(kù)，如壩坡抗震能力不足，建議放坡處理，或加強(qiáng)壩體防滲或排水，以增加抗震能力，易液化的地基，更換壩體土料、振沖加固或加壓重體等措施；（3）對(duì)壩體結(jié)構(gòu)存在問(wèn)題的水庫(kù)，采取放坡處理或加厚壩體；在壩坡存在裂縫或塌陷，采取灌漿或一般回填處理；第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護(hù)與修理三、除險(xiǎn)加固的主要工程工程措施：混凝土壩或漿砌石壩的壩體抗滑不穩(wěn)定，可采取增大壩體斷面或用預(yù)應(yīng)力錨索錨固；裂縫可采取灌漿、錨固、表面封閉等措施；（4）對(duì)大壩防滲系統(tǒng)有問(wèn)題的水庫(kù)，可采取充填灌漿、劈裂灌漿、振動(dòng)沉模防滲板墻、高壓噴射灌漿、沖抓、套井混凝土防滲墻等措施解決。（5）輸、放水系統(tǒng)及泄洪系統(tǒng)的加固（改建、擴(kuò)建、修補(bǔ)）；（6）對(duì)有淤積問(wèn)題的水庫(kù)進(jìn)行清淤、沖淤措施。第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護(hù)與修理充填灌漿第三節(jié)水工建筑物的養(yǎng)護(hù)與修理劈裂灌漿：在灌漿壓力作用下，漿液克服和各種地層的初始應(yīng)力和抗拉強(qiáng)度，引起巖石或土體結(jié)構(gòu)破壞和擾動(dòng)，使地層中原有的孔隙（裂隙）擴(kuò)張，或形成新的裂隙（孔隙），從而使低透水性地層的可灌和漿液擴(kuò)散距離增大。第四節(jié)洪水及防洪措施洪水：流域內(nèi)連續(xù)降雨或冰雪迅速融化，大量地表徑流急劇匯聚江河，造成江河流量激增、水位猛漲的現(xiàn)象。第四節(jié)洪水及防洪措施按照洪水出現(xiàn)的不同季節(jié)將洪水分為：凌汛、桃汛、伏汛、秋汛。凌汛，俗稱冰排，是冰凌對(duì)水流產(chǎn)生阻力而引起的江河水位明顯上漲的水文現(xiàn)象。冰凌有時(shí)可以聚集成冰塞或冰壩，造成水位大幅度地抬高，最終漫灘或決堤，稱為凌洪。（堰湖塞）第四節(jié)洪水及防洪措施桃汛第四節(jié)洪水及防洪措施伏汛、秋汛第四節(jié)洪水及防洪措施一、洪水及其特征值1、洪峰流量；2、洪峰總量（指一次洪水過(guò)程）；3、洪水頻率；4、防洪標(biāo)準(zhǔn)；5、洪水過(guò)程線；6、洪峰水位、第四節(jié)洪水及防洪措施二、防洪治河措施1、水土保持

工程措施、生物措施、農(nóng)業(yè)耕作措施。2、蓄水措施干、支渠適宜地段興建水庫(kù)蓄水?dāng)r洪的工程措施。3、堤防工程4、分洪工程第四節(jié)洪水及防洪措施第四節(jié)洪水及防洪措施第四節(jié)洪水及防洪措施