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水库统计分析与分类研究范文

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水库统计分析与分类研究

一、1990年后溃坝的小型水库统计分析

本文重点对1990—2013年的306座小型水库溃坝信息进行统计分析。①溃坝数量最多的为云南省61座,其次为吉林、广东、湖南、广西、新疆等省(自治区),均在20座以上。从时间分布看,主要集中于20世纪90年代,10年间共溃坝246座,最多年份为1994年,溃坝54座。进入2000年以后,溃坝数量明显减少,统计为60座。②24年中溃坝数量约占小型水库数量的0.37%,平均年溃坝率为1.54E-4。溃坝数量与本省小型水库总数比值最高的省份依次为宁夏、新疆、内蒙古、黑龙江、吉林、海南、青海、云南,均在1%以上,平均年溃坝率在4.17E-4以上。③溃坝坝型主要为土石坝,为坝型明确案例的75.2%;坝型信息欠缺的约占19.3%,根据破坏信息判断大多也为土石坝;其他坝型主要为堆石坝、拱坝、砌石坝、条石坝等,仅占溃坝总数的5.6%。④溃坝破坏的主要原因为漫顶的179例,占溃坝总数的58.5%;质量问题的100例,占溃坝总数的32.7%;管理不当的7例,占溃坝总数的2.3%;其他原因20例,占溃坝总数的6.5%。结果表明,溃坝对象、溃坝破坏原因比例与历史统计结果相近。漫顶溃坝案例表明,小型水库防洪标准存在不足。我国小型水库多集中于长江、淮河及珠江流域,位于经济相对发达的省份。小型水库洪水计算多依据图集查算,而图集是以历史暴雨资料为基础的,新图集往往滞后,伴随人类活动的增加,水库流域下垫面条件正在发生较明显的变化,近年南方强降雨也有多发迹象,汛期漫顶破坏及漫顶险情时有发生,开展暴雨洪水研究十分必要。⑤最大坝高、集水面积、库容信息完整的溃坝水库165例统计分布见图1,可见溃坝案例基本集中于库容100万m3以下、集水面积50km2、坝高30m以下的小(2)型水库,为138例,占165座水库的83.6%。说明小(2)型水库安全状况差,应为重点管理对象。近期水库溃坝率较低,反映了强化水库防汛负责制与安全管理责任制的作用。但仍有部分小型水库溃坝的现实也反映出存在一定问题,主要体现在管理不到位,工程质量差,或防洪标准不能满足要求,技术认识不到位。更深层次上反映的是小型水库产权、管理权不清、管理模式僵化、工作不实的问题。

二、具体案例分析

1.洪水漫顶溃坝

多由泄洪能力不足或泄洪通道堵塞导致。306例溃坝案例中明确为超标准洪水破坏的有150例,约占总数的49%。大坝安全鉴定表明,一些小型水库溢洪道尺寸偏小,泄洪能力不足。因上游水库溃坝洪水入库导致溃坝,也值得注意。如浙江永嘉的白水际水库为小(1)型心墙坝,因上游十八垅水库失事洪水入库,导致溃坝。

2.工程质量问题导致溃坝

工程质量问题是引起小型水库溃决的第二大因素,质量问题包括主要建筑物坝体、涵洞、溢洪道的质量,以及建筑物坝基和建筑物连接部位的质量。如甘肃省于家海子水库为小(2)型土坝,因大坝填土质量差,辗压不实,春季晴天溃坝。湖南省佛光水库为小(2)型均质土坝,因涵洞漏水溃决。福建省莆明水库为小(2)型均质土坝,雨后溃决,主要原因是坝体与山坡接合差且坝体夯筑不实。浙江省沈家坑水库为小(2)型土坝,因裂缝渗漏遇台风降雨溃坝。

3.渗漏导致溃坝

土石坝及与穿坝建筑物接合部位渗漏,是工程质量中的突出问题,故单独说明。与渗漏有关的溃坝案例59例,占总数306座的19.3%。有关案例提醒我们在建设管理中应切实加强相关环节的质量控制。如黑龙江省星火水库为小(1)型均质土坝,因溢洪道两侧接触渗漏溃坝。云南省拉里山水库为小(2)型均质土坝,因新老坝体接合处渗漏导致滑坡而溃决。新疆的第二水库为小(1)型均质土坝,闸室处坝体发生管涌,形成渗水通道,造成闸室整体沉陷,坝体溃决。另外如近年除险加固中的八一、小海子、岗岗等水库溃坝,都是由于接触渗漏破坏所致。

4.管理不当溃坝

管理不当是一个不可忽视的重要因素。管理失察或应对不力,就会出现违规施工、盲目运用的情况,包括维护运用不良、超蓄及溢洪道筑堰、闸门未开、无人管理,出现险情不能及时发现并处置等。如云南三台城水库为小(2)型均质土坝,无人管理,暴雨后溃坝。云南梅子阱水库为小(2)型,水库高水位运行,盲目超蓄,溢洪道上建有临时拦水坝无法泄洪,溃决事故发生时管理人员不在场。广东北渠水库为小(2)型均质土坝,因在溢洪道上违章修筑土堰,抬高蓄水位,导致溃坝。四川会理的大路沟水库为小(2)型均质土坝,因蚁害侵蚀、大坝管涌溃坝。吉林桦甸大河水库为小(1)型黏土心墙坝,因泄洪闸无法开启,漫顶溃坝。综上可见,小型水库安全管理应落实专业人员管理,发现问题及时处理,要加强小型水库的抗洪能力及应急保障能力,重视巡视检查与应急能力建设,保障工程安全。

三、小型水库后果分类研究

1.后果分类标准分析

目前标准中,小型水库的等别划分对下游后果影响考虑少,较难适应以人为本的治水发展思路。小型水库主要后果影响因素包括:坝高(水头)、库容、风险人口、生命损失、经济损失、社会与环境影响等方面。目前待的水利行业标准《水库大坝风险标准》,参照《生产安全事故报告和调查处理条例》(国务院令第493号)将水库大坝安全分为四类:特别重大、重大、较大、一般。分析认为,采用《生产安全事故报告和调查处理条例》中的人员死亡与经济损失作为水库大坝(潜在)后果分类标准是合适的。尽管后果分类标准中的生命损失和经济损失是根据假设计算而来,并不是实际损失,但是以此划分体现了后果的可能严重程度,也与现行法规一致。

2风险人口标准研究

小型水库一般靠近聚居地,下游一般有村镇,风险人口较多,在遭遇溃坝等重大应急事件时,这些风险人口属于需要紧急转移安置的人员。而水库突发事件人员转移的社会及经济影响较大,如新疆八一水库、卡马水库均造成了很大的社会影响,有必要对此划定标准。平均转移人数约5663人。对水库大坝而言,宜按3000人作为重大事件,作为后果分类标准Ⅱ类的下限。当风险人口超过30000人时,应为特别重大事件,作为后果分类标准Ⅰ类的下限。而300~3000人之间是多发事件所对应的转移人口数量,可考虑作为后果分类标准Ⅲ类。低于300人时可作为一般事件,作为后果分类标准Ⅳ类。综合考虑采用上述风险转移人口分级标准是基本合适的。

四、结论与建议

对1990年后我国小型水库溃坝案例进行初步统计分析,溃坝水库较集中于小(2)型,洪水漫顶与质量问题仍是溃坝的主要原因。基于已发生的应急事件转移人口,提出了包含风险人口的后果分类标准。建议加快推进小型水库管理制度改革,明确产权与管理权,实行专业化、社会化管理模式,依法监督,推进定期安全评估、除险加固、降等或报废工作;应按小型水库后果分类开展小型水库的设计工作,重视小型水库洪水标准等相关研究。

作者:赵雪莹王昭升盛金保王仁钟单位:南京水利科学研究院水利部大坝安全管理中心