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阐述水利（水库）的观测及分析
冯涛
安徽省茨淮新河工程管理局 安徽蚌埠 233400 摘要：随着我国的趋势发展，水利工程在当今社会受到了很大的关注，下面将介绍水利工程中水库的观测和分析。主要简述了以下几方面：资料的获取、水库泥沙淤积的观测和成果分析。
前言
水库是拦蓄洪水、调节流量、灌溉、养鱼、发电等综合水利枢纽。做好水库工程的日常检查和维护与观测是十分重要的工作。根据水库的管理经验, 土坝最容易产生坝体裂缝、坝坡滑动、坝身坝基渗漏、坝体沉陷和风浪雨水对坝面造成的破坏。而水库的泥沙淤积对水库的危害更大, 做好观测工作对水库的安全至关重要
关键词：水库；观测；分析 1 资料的获取 1.1 现场检查
现场检查是用直觉或简单的工具,对水库工程各部位进行检查,以了解其运行情况。现场检查分为3种: 经常性检查、定期检查和特别检查。
(1)经常性检查。就是由熟悉工程情况、责任心强、有经验的专职人员带队,按照规定的时间和项目,分片分段包干负责。通常可用“眼看、耳听、手摸、脚踩”等直观的方法进行。对检查情况要作详细记录,发现险情,要在现场做出标记,并立即报告。检查的主要内容有: 大坝有无裂缝、塌方、塌陷、坝坡和坝脚有无渗水,管涌、滑坡和蚁害等;坝顶、坝面、廊道消能设施的裂缝、渗漏、冲刷等现象;溢洪道有无裂缝、淤堵,两边坡有无滑动迹象等。经常性检查是一种制度式检查,非汛期每半月检查1次,汛期至少每周检查1次。
(2)定期检查。是在每年汛前汛后或用水期前后由管理单位领导组织工程技术人员对水库工程作全面检查。汛前检查是作好防汛准备、调整控运指标不可缺少的工作。汛后检查是着重检查工程变化和损坏情况,为编制年度岁修工程计划提供依据。主要对大坝和其他建筑物检查,对闸门、机电启闭设备进行试车,对动力线路、通讯、照明、防汛道路、防汛器材、阻水障碍以及其他与防汛安全有关的设施设备作全面检查。检查后要对工程设施和
设备的安全程度及可靠性进行分析。对汛前检查发现的问题,要抓紧处理,把隐患消除在汛前。对汛后检查发现的问题,要制订岁修或水毁工程修复计划,以便恢复和提高工程的防洪能力。
(3)特别检查。就是当工程遇到特大洪水、暴雨和强烈地震或出现其他安全隐患时,要迅速组织人员进行检查,并报告上级主管部门及有关单位会同检查,查清工程受破坏的情况及原因,提出紧急处理措施和确保安全的对策。
1.2 仪器测量
仪器测量就是用专门的仪器设备进行测量。大中型水库必须测量的项目有: 沉陷、位移、浸润线、渗流量、伸缩缝、扬压力、水流形态、上下游河床变形等。在各项观测结束后,应立即对观测资料整理分析,随时点绘观测物理量过程线,绘制各类图表。如水平位移过程线图、坝体裂缝平面分布图、渗流量与库水位相关图等。仪器测量方法所获得的资料比较准确,但具有一定的局限性,因为固定的测点仅布设在建筑物某几个典型断面上,如沉陷、位移、测压管等。而水利工程的局部损坏,如裂缝、渗漏、塌坑、坝体滑坡等又往往不一定发生在测点位置的断面上,也不一定发生在测量期间。因此,对工程进行实地表面的检查观测,是及时发现工程隐患的重要手段,对确保工程安全具有十分重要的意义。通过实测检查和取样试验,可以查清许多水库工程隐患的具体部位和险情状况。例如: 肥东县众兴水库大坝曾在1980、1983、1987年出现4次滑坡,总长度125m。但通过对坝体位移、错距、渗水等观测资料分析,滑坡现象与库水位无直接关系,且在滑坡段没发生渗漏孔洞及渗水区。该坝段滑坡的主要原因是加高加厚时施工质量差,坝顶及坝坡雨水渗入坝体而产生滑动。在不降低库水位的情况下,将出险坝段建成混凝土护坡,至今运用正常。
1.3 收集资料
(1)调查原始资料。包括勘测设计、试验、施工、竣工、验收、养护维修及有关的统计图表。
(2)考证资料。包括各项观测设备的布置图、详细结构图、观测设备的损坏、维修和改造记录等。
(3)收集原成果资料。包括各项观测记录表、报表、计算本、过程线、成果说明及历年调查成果整编资料及分析报告等。
(4)有关文件。包括设计、施工、验收资料、坝址地质资料、基础处理资料、验收文件及维修加固资料。水库泥沙淤积的观测.1 水库泥沙淤积的影响一座水库在建成运用以后, 原河流的输沙平衡遭到破坏,水流夹带的泥沙, 将在库区内淤积, 从而给水库造成一些影响。.1.1 库容减小。由于水库的拦蓄, 大量泥沙淤积在库区,占用了库容, 将使水库的防洪和灌溉等效益降低。多泥沙河流在设计使用年限库区被泥沙淤满, 而使水库废弃。.1.2 回水曲线抬高和上延, 扩大淹没损失。水流入库后,迅速扩散, 流速减小, 泥沙首先淤积在入口处, 引起库尾淤高,回水曲线相应抬高, 并使水库周围地下水位上升, 扩大淹没和浸没范围, 甚至影响库区厂矿和交通干线的安全。.1.3 影响下游河道水沙平衡。原来河流的水沙平衡, 由于库区的泥沙淤积而被破坏。水库下泄的水将有可能引起下游河道的冲刷, 影响河道防洪能力。.1.4 增加水库管理工作的困难。坝前的泥沙淤积, 有时可能压堵闸门, 使之不能正常开启, 含沙多的水流通过水轮机,将使叶片严重磨损等。库区淤积也常常可能在坝前形成天然铺盖, 有助于提高和改善大坝的防渗效果。但大量的泥沙淤积, 严重影响水库的寿命, 这是水库运用的主要矛盾。.2 库区淤积的测量方法
为了掌握库区泥沙淤积量及它的分布, 以判断其对水库寿命的影响, 研究排沙等防治措施, 对位于多泥沙河流上的水库, 必须进行库区泥沙淤积的观测。泥沙淤积是通过测量库区的地形变化来进行的。由于水库经常蓄水, 库区地形分水上和水下两部分。主要是对水下部分进行测量, 水下部分的地形因在水下, 故细部点的高程需通过测水深的方法获得, 细部点的平面位置则由一般地形测量方法测定。库区水下地形测量主要有3 种方法: 2.2.1 断面测量法
断面测量法计算简便, 一般适用于狭长形河床式库区的水库。测量方法与一般河道断面基本一样。即在库区沿水流方向每隔一定距离设一断面, 断面两端用断面桩进行控制。在断面上每隔一定距离测量一点水深, 测出淤积后的断面, 与淤积前的断面比较, 即可获得该断面的淤积量。将各断面淤积量平均累计即为库区总淤积量。
2.2.2 直接测量法
在水深不大的水库, 可与断面法一样在库区设立若干断面, 每个断面上每隔一定距离在库底埋设混凝土或其他耐久材料的淤积桩, 测定淤积桩露出库底的长度变化, 即可求得该点库底的高程变化。据此与断面法一样可计算出库区的淤积量。
2.3.3 地形测量法
对于库区辽阔, 形状复杂的水库, 可采用地形测量法, 即在库周围设立控制网, 据以确定细部点的平面位置, 并在细部点测量水深, 由水位算得库底高程, 然后点绘在平面图上, 即可据此勾绘出水下地形的等高线。由水下地形图与淤积前地形图比较, 即可计算出淤积量。淤积观测的测图比例尺通常在1/ 1000-1/10000之间, 对个别库区面积较大的水库, 可采用更小的比例尺。淤积观测的精度要求, 细部点的高程误差在0.1m左右,点位误差还可适当降低。
2.2.4 其它测量方法
在北方地区的水库, 还可利用冬季库面结成冰盖的条件,在冰盖上打洞测量水深, 细部点位置可用一般测量方法确定,可获得比较精确的成果。成果分析
各项成果填表之后,就要进行定性和定量分析,以综合判断和预测工程设施状态变化规律,这是一项细致复杂而又重要的工作。包括以下内容: 3.1 成因分析
(1)外因。作用在建筑物上的荷载是建筑物发生变化的外因。其中,水位的变化是作用在建筑物上最主要的变化因素。所有水工建筑物的运行情况和状态无不与它有着密切的关系。同时,水位资料反映了水库蓄水量,进出库水量等,是水库正常运用的主要依据。此外,作用在坝体上的荷载还有自重、静水压力、动水压力、波浪压力、冰压力及由于地震所产生的力等。
(2)内因。指工程的结构因素,是建筑物变化的依据,如建筑物结构和尺寸,建筑物材料优劣及施工质量、坝基的地质条件和基础处理情况等。
3.2 时间过程分析
是指各项工程指标随着运用时间的长短而发生的变化过程,由此可分析各项工程在各个时期和时段的反常变化和周期变化。
3.3相关因素分析
在对枢纽工程变化情况掌握的比较全面,测点分布比较均匀,相互关系比较稳定的情况下,有效地分析出各测点的相互关系。
4.结语
综上所述，在水库控制运用中,要结合工程实际,根据检查观测所取得的资料和核算数据、图表,进行全面的分析论证和方案比较,合理确定分、蓄、滞洪区。做到洪水来时分得快、滞得住、排得出,最大限度的减少洪涝灾害。同时,还应针对实际控制运用情况,采取最优调度方案,充分发挥水库工程兴利除害的作用。
参考文献：
[1]杨玉光,魏鸣冬,石铁帅.观音阁水库观测改造工程实施工程监理过程分析[J].黑龙江水利科技,2013,01:45-46.[2]石惠芳.关于水库管理的几点看法[J].科技创新导报,2012,09:214.
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