卧虎山水库（精选十篇）
卧虎山水库 篇1
关键词：卧虎山水库,SWAT模型,径流模拟
0 引 言
济南历城区卧虎山水库位于济南南部城郊,是山区水系的重要汇聚地、济南地表水和泉水的重要补给区和供水水源地,主要供给济南市经十路以南约40万居民的饮用水源[1]。近年来,由于水库上游源流区(锦绣川、锦阳川、锦云川)开发利用工程不断增多,加之区域水文气象变化及生态植被破坏[2]等原因,使得卧虎山水库蓄集水资源量较之20世纪六七十年代有较大的变化,有逐渐减少的趋势。基于人类活动及下垫面因素的变化对该流域水文循环过程的影响,传统的水文模型不能较好地概化、模拟该流域的径流过程。SWAT分布式水文模型具有综合、分布、基于物理机制并且与GIS集成的特征,能够较准确模拟流域水文状况,并已在水资源和环境领域中得到广泛的认可与普及。
基于3S技术的SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型是在SWRRB模型基础上研制开发的基于尺度的一个长时段的分布式流域水文模型,它具有很强的物理基础,适用于具有不同的土壤类型、不同的土地利用方式和管理水平的复杂流域,并能在资料缺乏的地区建模[3]。美国最先开始使用该模型,模拟密西西比河等流域的径流过程。鉴于我国自然条件及资料的特点,国内学者对SWAT模型进行了一些改进,考虑到黄河流域干旱,修改了叶面积指数曲线和地下水蒸发的计算,改进了模型的植物、土壤水和地下水模块[4,5]。针对模型在黑河流域和汉江流域水文模拟中存在的问题,增加了土壤粒径转换模块和天气发生器(WGEN)数据预处理模块等[5,6]。因此,本文根据卧虎山水库流域的日降雨资料,选用SWAT模型,探寻卧虎山水库流域径流过程,这对新形势下科学调度水资源、保证卧虎山水库安全、高质量地运行以及实现济南市饮用水安全具有重要的现实意义。
1 流域概况
卧虎山水库位于济南市历城区南部仲宫镇境内,其上游源流区为锦绣川、锦阳川、锦云川(见图1),地貌格局较为复杂,属低山、丘陵类型,地势上由东南向西北逐渐降低。三川之水在仲宫镇汇合后入库,然后流入玉符河。卧虎山水库流域属于暖温带季风气候区,夏热冬冷,四季分明。平均日照时数为2 640.2 h,日照百分率是60%,年平均相对湿度64%。年平均降水量为687.7 mm,年降水量80%的年份不低于560.0 mm。
卧虎山水库周边有3个城镇,以农村为主,分别是仲宫镇、柳埠镇、西营镇,居民人口较多。卧虎山水库运行初期,主要供给水库周围生活及农业需水,随着经济的发展和库区自然地理条件的变化,该库于1988年开始与锦绣川水库联合向济南市区供水。目前,卧虎山水库主要供给济南市特别是历城区的城市生活用水,多年平均供水量为1.1亿m3,在济南市城市生活供水方面发挥着十分重要的作用。
2 径流计算原理
SWAT模型提供SCS模型Curve number(CN值)的方法和Green &Ampt入渗方法计算地表径流。SCS径流模型中,滞蓄量参数由流域的物理属性参数计算得到,由滞蓄量计算得到的关键参数CN2值减少了主观影响,一定程度上能够反映不同气候条件、土壤类型、土地利用和管理条件下的地表径流情况[7]。因此,本研究中选取SCS~CN曲线法,方程式为:
式中:Qsurf为实际径流量;Rday为日降雨量;Ia为流域初损;S为潜在入渗量。
潜在入渗量的变化范围跟土壤前期湿度、土壤类型、植被覆盖类型、管理状况和水文条件有关,同时坡度也对CN有一定影响。具体关系如下式:
一般情况下取Ia等于0.2 S,跟上式联立得:
只有当Rday大于Ia时,才会产生地表径流。
3 SWAT模型数据库的构建及运行
3.1 空间数据库的建立
(1)地图投影。
地图投影研究所使用的地理基础数据尺度和来源不同,需通过整合使所有数据处于统一的数学和地理基础下,为空间数据叠加分析和模拟计算提供基础[8]。本研究所有原始数据及影像都选择Albers Equal-Area Conic进行了预处理,所定义的坐标系为WGS-1984.prj,该投影为第一标准纬线25°,第二标准纬线47°,中央经线105°。
(2)流域数字高程模型(DEM)。
以卧虎山水库流域1∶10万地形图(等高距10 m)为基础,经图件扫描和数字化处理后,利用CAD成图。然后对CAD数据源进行必要的分析处理,将其导入ArcGIS9.2中,提取出所需要的等高线、高程值的数据,通过矢量化和投影变化后,转换成不规则三角网模型,最后生成水平栅格分辨率为10 m的DEM。
(3)土地利用类型。
本研究采用了2009年的SPOT卫星影像,其空间分辨率为10 m。利用美国系统研究公司开发的遥感图像处理软件ENVI(The Environment for Visualizing Images)Version4.2对遥感影像进行图像预处理。借助相应的1∶5万地形图,利用Erdas Image和Arcview系统软件,获得典型的土地类型利用与覆被变化数据,如表1所示。
(4)土壤类型。
利用GIS软件对数字化的土壤图进行投影转换和切割,将卧虎山水库流域土壤类型图以土壤类型代码字段为值转化为shape格式,建立soil查询表,对其进行重分类,得到模型所需土壤土壤类型数据,如表2所示。
3.2 属性数据库的建立
(1)土壤属性数据库。
SWAT模型中用到的土壤数据主要包括两大类:物理属性数据和化学属性数据。其中物理属性是必需的,化学属性是可选的。土壤的物理属性决定了土壤剖面中水和气的运动情况,并且对HRU中的水循环起着重要的作用[9]。利用《山东土种志》中的土壤料径分级资料,将每类土壤质地所有粒径累积分布的平均值,利用1st0pt软件非线性拟合程序的Levenberg-Marquardt+通用全局优化算法,将土壤质地由卡钦斯基制转换为美国制。土壤容重、有效田间持水量、饱和导水率,经过多方资料分析,采用了Saxton的研究成果。应用土壤粒径分布转换数据和SPAW软件,可以方便地建立起模型所需的土壤属性数据库。
(2)气象数据库。
SWAT模型需要的气象数据包括日平均降雨量、最高和最低大气温度、太阳辐射、风速和相对湿度等,模拟的最小时间步长是1 d。在模型的建设中,使用了2007-2009年的3年日均数据,其中降雨量是卧虎山水库流域西营、柳埠、高而、卧虎山、锦绣川、仲宫和枣林7站的实测数据及缺失部分的插补数据,最高、最低气温是卧虎山水库流域仲宫气象站的实测数据。这些变量可直接输入,缺失的数据则通过模型自带的“天气发生器”进行填补缺失。
(3)其他小型水库数据库。
卧虎山水库流域上游还分布着24个中小型水库,其中将库容超过200万m3的锦绣川水库、八达岭水库、黄巢水库3个水库加载到模型的Reservoir数据库中,3个中小型水库年复蓄按1.5次计算。相关数据加载到模型输入文件.Pnd中。
3.3 SWAT模型的运行
3.3.1 子流域划分
由于子流域出口点的位置未知,本研究通过手工方式增加了一些格网水流的聚集点,进而增加了生成的子流域数目,使得子流域的划分更符合实际情况。流域勾绘的过程中,会根据DEM计算流域的坡长和河流流向。勾绘完成以后,在当前的项目中加入详细的地形报告,包括子流域、河流和出水口。地形报告描述了流域内和子流域单元的高程分布情况。根据卧虎山流域DEM分辨率及实际计算效率,确定阈值面积为800 hm2,选择流域内的西营、柳埠、高而、卧虎山等水文站点作为对比出水口。经过运算,模型划分出的子流域个数为51个,如图2所示。
3.3.2 水文响应单元的生成
在SWAT模型中有两种划分HRU的方法:第一种是把每个子流域视为一个HRU,其性质由子流域内的主要土地利用类型和土壤类型来确定,适用于土壤和土地利用类型相对单一的子流域;第二种是把一个子流域分为多个HRU,通过设定土壤类型和土地利用类型在子流域内所占面积百分比的阈值来划分HRU。本研究由于土地利用类型和土壤类型较为复杂,故选择第二种划分方式,其具体方法是:
(1)输入土地利用面积阈值。根据流域的实际情况,本次研究取10%,即忽略子流域内面积小于10%的土地利用类型,保留面积大于10%的土地利用类型,并将忽略的土地利用类型面积按比例分配给保留的土地利用类型,将子流域划分为不同的土地利用类型。
(2)输入土壤面积阈值。本次研究土壤面积阈值取10%,利用同样的方法确定每种土地利用类型中的土壤类型,从而通过土地利用图和土壤类型图的叠加将子流域划分为不同的水文响应单元。
本研究将卧虎山水库流域的51个子流域划分为126个水文响应单元。
3.3.3 模拟时段的选择
根据卧虎山水库日出流、入流的数据收集情况,确定模拟时段为2007-2009年,验证时段为2010-2011年。
3.4 参数敏感性分析及率定
SWAT模型采用LH-OAT灵敏度分析法, 是指对每一抽样点(LH抽样法)进行OAT灵敏度分析,灵敏度最终值是各局部灵敏度之和的平均值。通过该方法可有效地获取影响模型结果的主要参数因子,极大地提高了模型的可用性[10]。
参数的率定,即寻找能使模拟值与观测值之间最一致的参数。依据对流域参数的LH-OAT灵敏性分析结果,对影响比较大的敏感参数进行调整。SWAT模型参数率定模块采用了SCE-UA单纯多边形进化算法,该法结合了遗传算法、Nelder算法与最快速下降算法的优点,通过从样本总体中对可优化参数空间进行随机抽样来优化参数,是一种有效解决非线性约束最优化问题的方法,且输入参数较少。SCE-UA方法对SWAT模型进行参数优化的目标函数为:
式中:xi,measured为i时间实测值;xi,simulated为i时间模拟值,以天为时间步长对模型进行优化。
本研究采用2007-2009年的实测数据进行率定,通过运行灵敏度分析模块和参数自动率定模块,得到影响卧虎山水库流域径流模拟结果精度的9个重要参数,对径流模拟影响不大的参数采用默认值。结果见表4。
4 模型的校准与验证
4.1 评价指标的选取
选用相对误差(RE)、相关系数(R2)、Nash效率模型效率
系数(Ens)作为指标来评价模型的模拟精度。
RE表达式为:
Ens表达式为:
式中:Q0为实测值;Qp为模拟值;Qavg为实测平均值;n为实测数据个数。
研究表明,RE<1,模拟值偏小;RE>1,模拟值偏大;RE=1,模拟值等于实测值。
Ens的取值范围通常为0~1,Ens值越大,说明模拟值与实测值吻合程度越好,当Ens=1时,吻合程度最好,当Ens值<0时,模拟值比实测值更不具有代表性,可信性较差。
R2通常应用线性回归法求得,若R2=1时,表明数据非常吻合;若R2<1,其值越小反映出数据吻合程度越低。
4.2 径流模拟与验证
本文选用本研究选用2007-2009年共3年资料对卧虎山水库流域进行径流模拟,2010-2011年共2年的资料进行验证,率定期、验证期年来水量模拟值和实测值如表5所示。
从表5中可以看出,率定期2007年、2008模拟年来水量分别比实测年来水量大6.25%和14.63%,2009年的模拟来水量比实测年来水量小1.91%。验证期2010年的模拟来水量比实测值小13.71%,2011年模拟来水量比实测来水量大12.73%。总体看来,总相对误差(RE)在15%以内。
图3是经过自动调参与手动调参后,经过多次迭代得出卧虎山水库流域水文站校准期的月来水量的实测值和模拟值的比较结果。
从图3中可以看出,模拟值变化趋势与实际观测的基本一致。但2007年9月和2009年的9月,模拟的径流值略偏小实测值,2008年9月模拟的径流值略偏大实测值,其他时段模拟与实测总体偏差不大,总体来说干季的模拟效果好于雨季。就率定期比较结果来看,模拟的径流偏大实测的径流,Ens为0.7,R2为0.81。考虑实测的输入数据和率定数据可能存在很多潜在误差[4],模型对流域径流过程的模拟结果较满意。
5 结 语
将SWAT分布式水文模型应用于卧虎山水库流域,模拟其月径流的变化,以此来探讨SWAT模型在中小流域的适用性,为定量分析未来变化情景下中小流域径流变化提供了模拟基础。本研究收集了流域内大量基础资料,构建了流域的基础数据库,根据DEM、土地利用、土壤类型等数据库,由模型自动将整个研究区划分为51个子流域,结合2007-2009年实测数据进行了参数的敏感性分析及率定,并通过2010-2011年的实测数据进行了验证。结果显示:率定期逐月径流量模拟值与实测值的Nash效率系数、相关系数均大于0.70;相对误差均小于15%,表明经过参数率定的SWAT 模型模拟效果较满意,能够较好地模拟卧虎山水库流域径流过程,对科学调度水资源具有重要的现实意义,可以在该地区推广应用。
参考文献
[1]张升东,徐征和.基于模糊优选方法的卧虎山流域水量分配方案研究[J].中国农村水利水电,2012,(5):6-10.
[2]刘明翠,王青.卧虎山水库水质变化趋势与周围环境的关系[J].山东师大学,2000,15(2):238-240.
[3]陈小凤.基于SWAT模型的白莲河流域径流模拟研究[J].水电能源科学,2009,27(1):21-23.
[4]Luo Yi,He Chan-sheng,Sophocleous M,et al.Assessment of cropgrowth and soil water modules in SWAT2000using extensive fieldexperiment data in an irrigation district of the Yellow River Basin[J].Journal of Hydrology,2008,35(2):139-156.
[5]孙瑞,张雪芹.基于SWAT模型的流域径流模拟研究进展[J].水文,2010,30(3):28-33.
[6]张东,张万昌,朱利.SWAT分布式流域水文物理模型的改进及应用研究[J].地理科学,2005,25(4):434-440.
[7]程磊,徐宗学.SWAT在干旱半干旱地区的应用-以窟野河流域为例[J].地理研究,2009,28(1):65-73.
[8]余丹,孙丽娜,等.基于SWAT的猫跳河流域径流及土壤侵蚀模拟研究[J].中国农学通报,2012,28(17):256-261.
[9]杨桂莲,郝芳华,刘昌明,等.基于SWAT模型的基流估算及评价-以洛河流域为例[J].地理科学进展,2003,22(5):463-470.
卧虎山水库 篇2
卧虎山水库：济南水源地周边开始拆违！
站在卧虎山水库大坝上，向玉符河眺望，大大小小的钢结构大棚映入眼帘，与周边绿意盎然的景色相比，蓝色的棚顶显得格外“扎眼”。 在拆违拆临一二期台账完成后，仲宫街道办通过摸排确定玉符河上游沿线4个村67处118335平方米钢结构大棚属于违章建筑，并上报为三期拆除任务。4月19日，在街道办的帮助下，7户违建村民开始自拆，面积约8400平方米。为揽生意，鱼场建起6米钢架棚 卧虎山水库及玉符河沿线风景秀丽，水资源丰富，周边村民借此优势，依河修建了众多鱼池，发展养殖产业。经过多年发展壮大，形成了养殖、垂钓、农家乐与一体的经营模式。“我家鱼场经营已有40年，后来养鱼不挣钱，便开始发展垂钓。”仲宫杨而村一处鱼场业主说，“再后来要求现场吃鱼的客人越来越多，农家乐便兴起了。” 农家乐的火热，让村民富裕起来。，有业户为招揽生意，建起了部分钢结构大棚，为客人提供更好的“遮蔽”服务。建大棚留客效果良好，越来越多的农家乐业主投入建设大棚。 从卧虎山水库大坝，向玉符河眺望，违建钢结构大棚散落沿线，目不可及。从远处看钢结构蓝色的棚顶，与周边青山绿树形成鲜明对比，显得格外“扎眼”。记者靠近后注意到，钢结构大棚高约6米、占地面积较大，房屋架构混乱，以棚中有棚、棚中有屋、棚屋混建等不同形态存在。违建破坏环境 80人兵分四路做村民工作 违建钢结构大棚的.存在，严重破坏河岸沿途景观。南部山区仲宫街道办通过前期摸排，初步确定玉符河沿线杨而、朱家、崔家、西董家4村67处118335平方米大型钢结构属于违建。 “此处违建的体量巨大，情况复杂，水源地周边的拆违工作势必要触动众多经营业户和部分村民的利益，给他们带来较大的经济损失，村民抵触思想较重。”仲宫街道办相关负责人说，“但为保护南山，违建必须拆除。”仲宫街道坚持四条红线原则，对渗漏带、水库周边、河道两侧生态红线内及占用基本农田的违章建设，采取坚决拆除、绝不姑息的零容忍态度。 4月18日，仲宫街道办成立水库周边及玉符河沿线“双拆”工作指挥部，从机关干部中抽调精干人员，与城管、执法、公安等部门组成了80余人的工作组，兵分四路，进驻玉符河沿线4村开展拆违工作。 在时间紧任务重的情况下，仲宫街道办将宣传发动、入户工作和拆违告知有机结合同步开展，打出组合拳。此外，街道办领导干部与村两委一起入户做工作，发动村民积极自拆，最大限度减少村民损失。当天7户村民开始自拆，自拆期限15天 4月19日，7户村民开始自拆，面积约8400平方米。“1000多平的钢结构大棚花费近20万元，要拆除却是心痛。”崔家一户自拆村民说，“但为了南部山区的大环境，我们必须支持。”在拆除现场，仲宫街道办为自拆村民提供气割、吊车、挖掘机、装载机等机械设备，帮助村民安全快速地拆除钢结构。 据崔家村党支部书记王吉芬介绍，崔家村共有11处违建钢结构大棚，有3处已开始自拆。“自拆能把损失降到最低，回收的建筑材料可再利用，减少破坏性拆除造成的经济损失。”王吉芬说，“剩余8户村民的工作也已基本做通，不日将开始自拆。” 在杨而村一处自拆现场，村民窦先生已经拆掉了部分钢结构顶棚。窦先生在承包了此处鱼场，以养殖草鱼、鲤鱼等淡水鱼为主。他也开始经营农家乐，后投资近40万元，盖起了1600平方米的钢结构大棚。“建大棚是为了留住客人，发展农家乐，没想到破话了环境。”窦先生说，“南部山区的山、水养育了我们，破坏环境谁也不想，所以我主动拆除。” 对照前期摸排底数，仲宫街道办逐一上门张贴公告通知，送达限期自拆告知书，讲解政策，要求业户于5月3日前完成自拆，并责令涉事党员干部三天内开始自拆。(济南时报记者牛伟密)水库大坝水库坝体灌浆工程施工技术 篇3
【关键词】水库大坝；灌浆工程；施工技术
在本文的分析中，结合1997年建设的某水库进行具体分析，该水库是一座中型水库枢纽工程，这主要是由浆砌石重力坝、坝后式电站和引水管道等部分组成。水库的总库容到达了1032万m3，正常蓄水位是EL1265.03m。然而，在建设水库时期，由于在技术方面存在这问题，使得水库质量并不是很好，所以水库经常出现各种问题，为了解决这个问题，采取坝体灌浆施工技术对水库进行改造加固，解决出现的质量问题。
1.对于水库大坝的水文工程地质条件进行分析
首先，通过对在该地的地质条件进行调查，收集资料，发现该地的浆砌石块主要是花岗岩组成，但长时间以来，风化现象严重，这使得大坝出现了诸多病态表现。大坝的浆砌石块大部分存在着弱风化情况，而剩下的则是强风化状态，導致坝体处于一个松散的状态。在砌石块之间存在着很多的间隙，由于与河道相通，导致河水渗入大坝内，整个大坝已经处于严重的渗漏的状态，这使得水库不仅不能正常地蓄水位，还导致坝体产生的不安全地隐患，威胁到了下游人民生命财产安全，这对于当地经济的发展也极为不利。
2.体防渗灌浆设计分析
通过上述水文地质调查结果分析发现，普通的水库加工技术比如说面板加固以及防渗体加固等技术措施不能从根本上解决问题，只能够暂时性的缓解问题。所以当地政府部门为了根本上消除隐患，在商讨后决定，使用物理灌浆技术对大坝加固。具体的操作方案是先降排水为降到最低，接着采用坝体灌浆加固大坝的技术方法进行坝体防渗体施工，在本次施工中主要三部分完成，一是为了灌注浆液，需要在坝体上钻三排孔，每排孔之间有着1m的间距；二是上游排处在坝下0+000.1m处，在0+001.1m的位置是中间排，而下游排则是处在坝下0+002.1m处；三是上、下游排之间有着2.0m的孔距，但中间排孔距是1.0m，在施工中主要进行着三部分，从孔深1m的位置开始自上而下每5m一段进行灌浆，灌浆压力则需要利用试验得出的数据。一般使用的P.O42.5级普通硅酸盐水泥作为灌浆水泥，具备q<5Lu的防渗标准。施工中要按照先固结后帷幕的顺序进行，这有利于工程加固。
3.水库坝体防渗加固灌浆施工技术
3.1灌浆施工试验
为了保证灌浆施工的效果，时间与浆液的配合比以及合理设计灌浆速度，首先是从左岸的一部分区域开始实施灌浆施工的试验，测试灌浆加固效果。在钻孔中，自上而下采用循环钻灌法，分段钻灌，每个分段长度大概为一到两米之间。所使用的灌浆材料是水泥砂浆，因为在孔上部尤其是在孔口部位有着较大的孔洞，所以在灌注浆液的时候不会起压，在该段灌注施工中，水泥砂浆的可灌性强，有利于施工。在中下部区域，堆石体多而密实，再加上孔隙内存在着很多的砂砾，可以充分发挥较好水泥砂浆的可灌性特点，所以没有采用单独使用水泥砂浆的设计方法，而是采用含有粉煤灰的水泥浆进行灌注试验，结果表明这种方法有着更好地可控性，更有利于施工。
3.2针对施工中遇到特殊情况的处理
在对大坝的灌浆施工中，是按照对三排孔依次灌浆施工的，也就是上中下排孔。通过实际施工发现，上排空的灌浆施工中，并没有出现回水的现象，使得中途施工中遇到掉钻的情况；一直到灌注到中排孔的上游区域和下排孔的中游区域时，才出现回水，使得施工稍变顺利，但由于有些部分还是出现了回水减少或者消失。这表明坝体内部有着太多的空隙，这是必须要处理的一个问题，否则在剩下的灌浆工作中会出现大量的冒浆与漏浆情况。所以有必要采取措施进行处理。一般采取的措施为，如果冒浆或漏浆现象还处于控制中，不是特别严重，就只需要按正常的灌浆方法施工就行；一旦冒浆程度超出控制，变得很严重时，必须使用棉纱或者其他防水漏的填堵材料封堵地表与缝隙，紧接着利用低压、浓浆、限流量以及间歇灌浆的方法，将浆液慢慢的灌冲到坝体内部，完成灌浆施工这个环节。
3.3在灌浆施工中对于技术的要求
一是灌浆材料的要求。在出现防渗体灌浆上、下游排大量吸浆现象时，需要添加细砂，并且砂质必须是洁净的，一般保证含泥量<3%；如果有漏浆现象发生，就需要掺加水玻璃，一般是是按照3%～5%的掺加比例。二是灌浆方法的要求。大坝防渗体灌浆上游排与下游排孔是按照先自上而下的顺利采用水泥砂浆填充灌浆，施工中如果出现漏浆的情况，就利用掺水玻璃堵漏处理。防渗体灌浆中间排部分选用纯水泥浆按照自上而下顺序分段孔内循环灌浆方法实施灌浆。三是施工参数具体要求，原则上段长是5m，然而如果出现孔内钻孔回水消失的情况，必须即停即灌，这不在受段长的影响；涉及到纯水泥时，灌浆压力上、下游排（1～6）m，压力一般为0.2MPa、（6～16）m则是0.4MPa，16m以下的区域是0.6MPa；但中间排与上下游排有着区别，在（1～6）m处，压力为0.3MPa，6m以下区域压力达到0.6MPa；如果在充填灌浆中发现孔口没有回水时，就应该利用掺加10%～20%的细砂充填灌浆封堵空隙，如果有坝外漏浆现象发生，就需要结合掺加水玻璃进行填充，直到孔内填满溢浆为止；浆液的水灰比，一般是按照0.8∶1，掺砂量则是按照20%左右进行；当砂浆灌满到孔口并出现返浆时，意味着充填灌浆过程的结束。
3.4防渗体灌浆效果分析
结合本工程的实况分析，防渗体灌浆严格按照设计以及国家技术标准进行，完成整个施工钻孔达到364个，灌浆段长累计达到8161.08m，灌入3942.5t的水泥，单位灌入量达到了483.1kg/m，此外工程中利用砂480t，水玻璃100t。在防渗体灌浆施工完成后，通过观察发现，该大坝的防渗体灌浆质量很高，超出了预期。通过总结灌浆工程，发现随着灌浆施工的进行，上排的浆液灌入量是相对较多的，但中下排区域则是逐渐减少，这表明在浆液灌注的过程中，坝体内的缝隙是相通的，施工到后期，坝体内部已经逐步的被灌满，灌注效果还是可以的。此外，施工后，利用先进技术检测发现，坝体内部的空隙已经全部被浆液填满，并且水泥的胶凝状态很好，防渗加固效果较好，达到预期水平。通过检查孔压水试验透水率发现坝内防渗体均<5Lu，这与设计是相符合的。
4.总结
本文结合实例综合分析坝体灌浆施工方法，详细的介绍了施工过程，这是目前使用比较广泛的一种加固方法。■
【参考文献】
[1]张大军.水库大坝水库坝体灌浆工程施工技术[J].科技创业家，2013，17：13.
[2]刘如强.山南水库坝体灌浆工程影响分析[J].山西水利，2009，04：68-69.
[3]李子富.茶山水库大坝灌浆工程若干技术问题初探[J].企业科技与发展，2007，12：125-126.
卧虎山水库 篇4
水资源是基础的自然资源,是人类生存环境最重要的自然要素之一,又是战略性经济资源,对一个国家和地区的社会经济持续健康发展有深刻的影响[1]。近年来,随着现代社会的快速发展,水资源环境问题日益突出,水域中生态岛建设对水环境的影响受到越来越多重视。生态岛一般是由人工修建的,赋予生态理念使其具有净化水质、创造生物生息空间、改善景观、消波等综合性功能[2]。以往人们对建设生态岛多强调其本身的应用价值及施工等方面的研究,关于生态岛对水环境影响的研究较少,使其充满了不确定性,预测与评价周边水环境的变化至关重要。水质预测是水环境规划、评价和管理工作的基础,目前运用较多的方法有时间序列预测法、灰色系统预测法、数值模拟法等。数值模拟常用的软件有Ansys软件、Airpark软件、MIKE21软件等,相比而言,MIKE21模型,适用面广、操作灵活、可扩充性强、研究经费低、速度快,在实践中得到广泛的应用。
随着研究的深入与发展,国内广大专家学者参与到生态岛的研究中,并在理论和实践方面取得一定进展。陆敏、孙大鹏[3]等针对大连湾人工岛的建设预案,运用MIKE21 flow model模块进行人工岛建设前后海湾流场模拟,并在纳潮差的概念下,评价人工岛对海湾水环境的影响。尹发能[4]进行了崇明生态岛建设对湿地生态环境的影响研究,指出开发崇明岛使得湿地环境质量面临巨大的挑战。生态岛建设在含有供水、防洪、灌溉作用的水库中,其影响将直接关系到人们生活饮用水安全和周边经济发展,应基于对周围水环境影响最小和改善水库水质或提高水体交换能力,提出切实可行的水库管理方案。考虑到以上问题,本研究以MIKE21为基础建立水质模拟模型,对济南卧虎山水库的流场、流速、污染物扩散进行模拟,分析评价生态岛的形成对水库水环境的影响,为以后预防水库水质恶化和制定水资源管理决策提供科学依据,也对水库水资源合理调度、可持续利用与综合管理起到良好的指导作用。
1研究区概况
济南南部山区是济南泉水的主要来源,是这座城市重要的水源涵养地[5],是济南市的天然生态屏障。该区拥有丰富的自然景观、人文景观等旅游资源[5],是济南美丽的后花园,近些年旅游业得到迅速发展,城市景观、游乐场所等都依水而建。位于南部山区的卧虎山水库,是一座具有防洪、农田灌溉和城市供水功能为一体的大型水库,是南部山区水系的重要汇聚地、济南地表水和泉水的重要补给区和供水水源地[6],总库容1.22亿m3,流域面积为557 km2,占据狭义上南部山区范围的1/3。
随着卧虎山水库供水规模扩大及旅游业不断发展,为提高水库蓄水、调洪能力以及减小上游河道的行洪压力,根据库区整体规划,对其进行多次扩建。在改建过程中,以改善水库水环境、营造景观为前提,形成了三座生态岛,分别为锦屏岛、芙蓉岛、桃花岛(如图1)。然而,生态岛的形成是否对卧虎山水库的水环境产生一定的影响,以及如何使水资源开发利用、旅游业及城市景观建设协调发展,这些问题使得对卧虎山水库中生态岛建设前后水环境模拟预测具有重要的现实意义。
2模型的建立与水环境模拟
2.1基本方程
(1)水流质量守恒方程是模拟流场的基础性方程,水库正常运行时,污染物在水库中的运动是对流扩散,在流场的基础上利用对流扩散方程计算污染物在水库中的扩散。二维水流基础性的质量和动量守恒控制方程如下[7]。
水流连续方程:
XY方向动量方程:
式中:H=z+h为总水深;z为水位;h为静水深;M,N分别为x,y方向单宽流量;C为谢才阻力系数;ρw为水的密度;Ω为科氏力系数;fw为风摩擦系数;τxx,τxy,τyy为有效剪切力分量;W,Wx,Wy为风速及在x,y方向上的分量。
(2)考虑分子扩散和对流扩散,不考虑紊动扩散和污染物的降解的二维对流扩散方程为:
(3)在考虑污染物降解和生化反应时,污染物的二维对流扩散方程为:
式中:C为污染物的浓度,mg/L;u,v分别为流速在x,y方向的分量,m/s;D为扩散系数,m2/s;S为源汇项;F(C)为生化项。
水质模型既是水环境科学研究的内容之一,又是水环境研究的重要工具,其实质是对水体中污染物随空间和时间迁移转化规律的数学描述,其中涉及许多物理、化学和生物过程,模型大都比较复杂[8,9]。本文建立的水质预测模型以MIKE 21软件为主要模拟工具,该软件由丹麦水力研究所开发,是目前较为先进的一种平面二维自由数值模拟软件,其中的ECO Lab模块是一个完备的、用于生态模拟的数值实验室,它提供了从简单到复杂的解决方案和一系列模板,可根据具体应用选择相应模板,该模块可以描述物理沉降过程,也可以描述化学、生物、生态过程以及状态变量之间的相互作用,可用于模拟河流、湖泊、河口、海湾、海岸及海洋的水流、波浪、泥沙及环境场[10],ECO Lab环境模块的加入使MIKE 21成为一个有效的环境模拟及评价工具。
水环境评价指标有很多,本研究模拟污染物时选择模拟溶解氧、叶绿素和氨氮浓度在水库中的变化。因为溶解氧是常用的水质指标;叶绿素是水库中藻类的标志性器官,成为水环境污染监测的重点之一,叶绿素量的多少标志着水体是否发生富营养化;氨氮不仅是最常见的污染物之一,且水库周边大部分是农村地区,养殖业发展迅速,氨氮污染比较严重。根据当地实际情况,选择模拟这三种水质指标是具有代表性的。
2.2模型的预处理
(1)网格划分。
将研究区域划分为使用较普遍的三角形网格,可接近区域边界达到最佳划分效果,从而使模拟结果更符合实际情况。生态岛建设前模型共生成节点591个,划分网格989个。生态岛建设后,加入生态岛的节点,模型共生成节点613个,划分网格1 007个。
(2)模拟边界处理。
为保证模型计算的连续性和稳定性,采用“干湿判别”确定计算区域因水位变化产生的动边界,当计算单元水深小于0.005 m时,定义为干单元,此时单元被冻结而不参与计算;当计算单元水深大于0.1 m时,定义为湿单元,参与计算;当计算单元水深介于0.005～0.1 m之间时,定义为半湿单元,此单元上的水流计算会作出相应调整,只计算质量通量而不计算动量通量。
(3)模拟时间空间步长的选取。
以离散后的方程与原方程相容为前提,满足收敛性和稳定性条件,从而选定离散格式,经过多次调试,本研究选取步长为10 800 s。
(4)确定参数。
糙率系数通过模型率定和验证来确定,参照经验可知其取值范围为 0.028～0.032;经反复调试,氨氮降解系数选取0.05/d,扩散系数选取10 m2/s;涡粘系数则根据Smagorinsky[11]公式确定:
式中:u,v分别为垂线平均流速在x,y方向的分量;Δ为网格间距;Cs为计算参数,一般选0.25～1.0之间的值。
(5)验证模型。
两个入口水质氨氮浓度均为0.05 mg/L,水体初始浓度为0.03 mg/L。经过参数调整,部分模拟结果与实测结果见表1。
3模拟结果与分析
3.1流场和流速模拟与分析
生态岛建设前的流场:锦云川、锦阳川入水口的西部形成逆时针环流;水库北部流速比其他位置大,在中部形成逆时针环流;西北部库区较窄的位置的东侧形成逆时针环流,西侧形成顺时针环流,其流速比库区其他位置大,随着时间推移流速又逐渐降低。初期,在水库表层和底层水流均由进水口流向出水口,随后水库上下层逐渐出现补偿流。
生态岛建设后的流场:由于生态岛的分流作用,水库锦云川、锦阳川入水口西部的逆时针环流消失,中部环流现象得到较好缓解,水库的死水区范围减小。此外,水遇岛流向改变,延长了水流的运行时间,水体滞留时间的长短又影响着生物数量、种类及其时间和空间分布。西北部库区的逆时针环流因生态岛减小了环流面积,大部分水流流向出水口。建岛前后流场变化如图2所示。
位于水库入水口附近的锦屏岛面积较大,对水流的阻碍作用也大,之前的逆时针环流在岛东岸分流,周围虽然形成范围较小的环流,大部分水流沿岛流向北岸,部分水流在补偿流作用下流回南岸。与建岛前相比,水平流速有小幅度降低,降幅约为4.75%;垂向流速基本为负值,波动变缓,水体向下运动的趋势增加了1.35%。
桃花岛的位置靠近水库中部,距入水口和出水口相对较远,建岛前水库水体交换能力差,易形成富营养化,且垂向流速存在负峰值,而桃花岛的形成不仅改善了水库中部的水质,还削弱了建岛前的环流作用。与建岛前相比,附近水平流速增加了约102.75%,垂向流速波动基本相同,但是出现了正峰值,附近水体向下运动的趋势增加了0.38%。
芙蓉岛位置原本是顺时针与逆时针环流重合部位,水体的垂向流速波动较大,易掀起底部淤泥而使水体透明度降低,导致藻类缺氧。与之前相比,因芙蓉岛的分流作用,该处不再形成环流,附近水平流速平均增加了66.87%,垂向流速前期波动较大,后期基本平稳,波动幅度很小,水体向下运动的趋势增加了0.93%。
3.2氨氮浓度变化与分析
(1)第一种情况:水库水质处于正常状况时,入水口溶解氧初始值10 mg/L、叶绿素10 mg/L、氨氮0.2 mg/L,水库进行正常供水。经过模拟可知,三种污染物随水流逐渐流向出水口处,浓度在水库中呈阶梯状分布且浓度差距不大,生态岛建设后污染物在水库北部扩散较快,到达出水口处又逐渐向南扩散。污染物未到达的区域,由于水体的自净作用,水库中原有的溶解氧、氨氮与叶绿素含量会逐渐降低。以氨氮为例,生态岛建设前后水库中氨氮浓度场分布如图3。
总体来说,生态岛建设前后水库水质基本没有变化,若在生态岛周围种植相应植物,既可美化环境,又可提高附近生态系统的自净能力,进一步防治水体富营养化。
(2)第二种情况:水库中溶解氧初始值10 mg/L、叶绿素10 mg/L、氨氮0.2 mg/L,两个进水口均有7 mg/L的溶解氧、15 mg/L的叶绿素和0.5 mg/L的氨氮持续流入。在污染物持续进入的前提下,74 h后生态岛建设前后附近污染物浓度降低率见表2。
由表2可知,水库中污染物浓度降低率在生态岛建设后有大幅度提高。根据计算结果,锦屏岛溶解氧浓度平均下降了2.19%、叶绿素平均下降了0.12%、氨氮平均下降了3.45%;桃花岛溶解氧浓度平均下降了1.23%、叶绿素平均下降了0.15%、氨氮平均下降了3.58%;芙蓉岛溶解氧浓度平均下降了1.01%、叶绿素平均下降了0.12%、氨氮平均下降了3.47%。以氨氮为例,74 h后生态岛建设前后附近氨氮浓度分布场见图4。
观察图4可知,入水口有持续性氨氮污染时,污染物进入水库后,先集中于北岸,其流速大于水库南部,因而水库北部污染物扩散速度也大于南部,达出水口后又逐渐向南扩散。生态岛建设前后氨氮污染物在水库中的运动有明显的差距,氨氮浓度场发生了较大变化。生态岛建设前,水库中氨氮浓度存在两大范围区,即0.15～0.175 mg/L和0.175～0.2 mg/L,而处于0.125～0.15 mg/L的范围较小;岛建成后,氨氮污染物从入水口逐渐向出水口方向运动,浓度呈阶梯状分布,建岛前位于0.175～0.2 mg/L之间的区域浓度降低,两大浓度范围区变为0.125～0.15 mg/L和0.15～0.175 mg/L。
水库中污染物的扩散速度整体来说比较缓慢,到达位于水库南部的芙蓉岛附近也相对滞后,因而水质比锦屏岛和桃花岛稍好。该模拟结果说明生态岛建设后水库水质好于建岛前,生态岛的形成加快了水库中污染物降解速度,缩短了氨氮降解周期,有利于恢复水质和改善水环境。
4结语
对于卧虎山水库三座生态岛的形成,采用MIKE21软件模拟建岛前后水库的流场、流速和溶解氧、叶绿素、氨氮三种污染物扩散,根据模拟结果可以得到如下结论。
(1)卧虎山水库生态岛建成后,因生态岛的分流作用水库环流现象得到缓解,环流的区域面积减小,水库死水区的范围缩小,水体的滞留时间延长,有利于改善水库生态环境。此外,三座生态岛位于水库上游的开阔区域,呈三角形分布,给水库进水预留了通道。
(2)生态岛建成后,锦屏岛附近的水平流速有小幅度降低,桃花岛和芙蓉岛均有所增加,三座生态岛附近水体向下运动的趋势均有不同程度增加,加快了水体上下的交换速度,有益于水库水质的改善,且水体上下交换速度增加的幅度不大,避免了卷起库底淤泥降低水体透明度。
(3)在水质正常情况下,生态岛对水库水质影响不大,据此在岛上可适当建设一些生态景观,促进旅游业的发展,但人为污染必将增加,环境问题在所难免,水库水质的压力加大。所以在开发旅游时,应加强对水库的保护,有效控制由观光旅游带来的污染。
(4)在有持续污染进入水库的情况下,由于生态岛的作用,水中污染物浓度降低率和水体自净能力均有所提高,缩短了水体恢复正常状态所用的时间。
参考文献
[1]苏伟,刘景双,李方.BP神经网络在水资源承载能力预测中的应用[J].水利水电技术,2007,38(11):1-4.
[2]邱立莉.三峡库区富营养化水体生态岛修复技术研究[D].重庆:重庆大学,2006.
[3]陆敏,孙大鹏,孙志国,等.基于纳潮差分析人工岛对海湾水环境的影响[J].水运工程,2012,(2):1-7.
[4]尹发能.崇明生态岛建设对湿地生态环境的影响研究[J].天津农业科学,2010,16(6):78-81.
[5]牛明慧,孔珂,徐征和.济南市南部山区汛期的基流量变化[J].济南大学学报(自然科学版),2012,27(4):211-215.
[6]张升东,徐征和,孔珂.基于模糊优选方法的卧虎山流域水量分配方案研究[J].中国农村水利水电,2012,(5):6-10.
[7]The Hydraulic Institute of Danish.MIKE21User Guider[K].Co-penhagen:The Hydraulic Institute of Danish,2003,6.
[8]李丹,张涛,王祥三.河流随机水质预测模型及其应用[J].中国农村水利水电,2006,(11):32-35.
[9]傅国伟,程声通.水污染控制规划[M].北京:清华大学出版社,1985.
[10]许婷.丹麦MIKE21模型概述及应用实例[J].水利科技与经济,2010,16(8):867-869.
卧虎山水库 篇5
朱 源 辉
（漳州市水利局，福建 漳州 363000）
摘要：本文主要对水库的水质及其对周围的环境所造成的影响进行研究，了解各个方面影响的大小，并进一步提出防治措施。
关键词：水库 水质 环境 措施
水库作为一种水利工程，在现代水利:资源水利、城市水利中发挥着越来越大的作用，它不仅有防洪、调洪、蓄洪等除灾减灾的功能，在水资源的优化配臵中也是举足轻重，在传统的农田水利中它是农业的命脉，随着社会经济的发展，城市化进程的加快，水库已是重要的取水水源，如北京的密云、官厅水库是北京人生命之源，承担着北京市的生活用水、工业用水，影响到北京的环境和北京的可持续发展。因而有必要加强对水库的研究，为进一步提出防治措施作好准备。1 水库中的水质现象
水库中的水质现象，大致分为水温变化、浑水长期化及富营养化三大类。而每个现象基本上都是由于河水在水库内长期滞留的结果。1.1水温变化
水库在当地水文、气候条件和水库运行方式的影响下，具有特有的水温结构。这个水温结构也作为密度结构，使水库的入流、出流产生异重流现象，支配河水在水库内的滞留状况。由于河水本身的水质与滞留状况的关系，会产生各种各样的水质现象。因而，水库的水温特性对于 水库水质现象的预测、评价及水质保护方法的研究是极其重要的。
水库的水温结构，按照水库内水流的大小，大致分为分层型和混合型。分层型一般出现在大型水库，以夏季为中心，形成稳定的水温层次。由于这种垂直方向的水温差，按照密度梯度来说，难以产生上下的混合。因水库入流、出流的流动，只形成水平的层状流动，库水被分为层状的流动部分和停滞部分，其结果，使水质也产生了差别。同样，以冬季为中心，由于冷却产生对流现象，库水受到上下强烈的混合，水质也一致化。可以说，这种由于水温差异而产生的流动，在一般河水中因滞留时间短，难以产生像水库滞留发生的水质变化。
大型的分层型水库是一个热容量大的巨大水体，该水体在升温期难以变热，降温期难以变冷，从而形成入流水和出流水的温差。一般出流水温度在升温期变低，降温期变高，形成入流、出流年间水温在相位上的变化。
河流水温的变化，对灌溉及内陆水域渔业的影响是很大的。不过可较容易地利用水温成层的特点采取表层取水或分层取水的方式调节水温。因为水库的水与出流水的温度可以用数值分析，十分精确地预测出来，所以，能够准确地规定与下游河道水温要求相适应的取水设施的操作方式，但是，难以排放与年内天然河流水温相同的水。例如，以灌溉为主要对象的取水方式，必须根据下游河道的水温要求安排。并且，作为取水方式，不仅对调节水温有效，就是对处理浑水、富营养化等其它水质现象均都有效，必须综合研究。为此，各水质要素对下游河道的影响必须定量地掌握。目前关于水温变化的影响仍然不十分了解，如水温对鱼类等的影响的容许范围能定量地予以确定的话，作为综合的水质保 护措施，可能会作出更合理的放流方式。1.2浑水长期化
浑水长期化是水库蓄洪时纳入浑水，连续长期地泄放至下游而产生的现象。这种现象因水库规模、洪水规模及洪水发生时间不同而产生各种各样的形态。浑水长期化对河川的景观及娱乐、渔业、水利等的影响，已被列为日本最大的大坝环境问题之一。虽然浑水的定义尚不明确，但可以认为主要是细微的无机质颗粒所构成。
浑水在水库内的动态与水库的水温结构有密切的联系。浑水长期化现象在集水区水土流失严重的分层型水库能明显出现。浑水长期化的结构已大致明确，也能通过数理模型研究，用数值分析进行预测，精度完全满足实用上的要求。但在预测洪水时尚待解决的入流水的浊度预测问题，主要是岸坡等崩塌时所产生的污物与降雨、河流流量等的关系不明确，修筑道路等人为的影响也很大，这方面只能用现场实测资料来掌握其特性。
由于水库的水温层次关系，浑水在库内往往呈水平的层状停滞。因此，用避浑取清的分层取水法可以取得一定效果。但是，由于洪水规模和发生时期不同，特别由于秋末大洪水所产生的浑水，因紧接着到来的冷却期发生对流混合，往往使水库内的浑水完全扩散，这是造成浑水长期化的重要原因之一。
作为减轻浑水长期化的措施，在水库操作运用方面采取分层取水和浑水早期排放等水库运行措施的同时，流域内的水土保持措施仍然是重要的。但修建水库难以避免某种程度的浑水长期化，为此，应定量掌握浑水对景观、鱼类等环境要素的影响和查明浊度的容许范围。1.3富营养化
富营养化是浮游植物和水生物的繁茂生长而使水质持续恶化的现象，随着流域内的生态、工业结构变化，河水的营养指标上升，水库的富营养化已有逐渐严重的倾向。由于浮游植物的异常增值而产生“水华”和大型的水生植物的异常繁茂，成为富营养化的明显标志。同时由于这种现象常年累月的反复，伴随水质恶化会产生异臭等现象。
富营养化现象在营养盐含量大的分层型水库也容易产生。在从春天到夏天的分层期停滞的表层，对营养盐浓度敏感的浮游生物不断增殖，有时形成“水华”，浮游生物的死骸因沉降而被氧化分解，消耗库底停滞层的溶解氧，使底层出现缺氧状态而产生硫化氢，并从底泥中分解出营养盐与重金属。这些分解物由于冷却期的等对流现象，在水库中扩散，更进一步提高水库的营养化水平。
水库的富营养化不同于其它水质现象，其主要原因是人为的排污。如东山红旗水库，其水是由云霄杜塘水库引来的，杜塘水库的水质是Ⅰ类，红旗水库的水质却是Ⅲ类，已有富营养化趋势，水藻大量繁殖，该水库为东山唯一的供水水源地，若不及早治理，会造成不可弥补的损失。为此，作为预防措施，必须加强流域管理，防止污染。然而，因伴随复杂的生物活动产生的富营养化现象，现在对其机理还不十分了解，也不知道富营养化水平达到什么程度会产生实质性的危害，水质本身的保护标准也不明确，因而，流域的管理标准也难以确定。富营养化现象的预测、评价、处理措施，均存在着很多问题。2 水库对环境的影响
水库大坝改变了河流的水文条件，同时对自然、生物和社会文化系 统产生一系列的影响。筑坝蓄水就要在自然背境中臵入一个大的建筑物，因而就会使当地水环境条件发生较大的改变。水库淹没就会对交通方式、文物古迹、农村、市镇以及当地的植物种群和动物等产生立刻的、显著的影响。大坝本身不仅对自然水体的流动，而且对鱼类洄游和交通形成一种阻碍。
2.1水库对自然条件的影响
如小气候的改变，特别是湿度的改变，在有些情况下导致雾的增加及库区降水的变化；库区的水文循环也显著地受到影响；地下水位的变动、渗漏、下游河床可能的侵蚀和沉积的变化以及库区水体的负荷诱发地震的可能性等问题。2.2水库对水生系统的影响
从地球化学和生物地球化学的观点，水库蓄水对原来的水生态系统会产生显著的改变。水质改变一般是要发生的，特别是由于细菌和富营养化的作用。许多水库的水体中营养物质的含量（氮磷化合物）和元素的总量有了巨大的变化。营养的增加将使细菌和水藻大量繁殖，因而使水发臭，同时也使水中氧的含量降低。水中溶解氧的降低将威胁着某些鱼种的生存，它还会导致产生厌氧微生物繁殖条件，使水质进一步恶化。2.3传染病媒介的发生
其中最重要的是疟疾和血吸虫病。这些疾病的媒介物的生活周期全部或部分是在水中。疟蚊在静水中易于孳生，建坝蓄水可使上述疾病的相对分布转移，同时也给钉螺提供了适宜的栖息地。2.4水库对水质、底质的影响
水库上游的工矿企业或土壤本底中会含有有毒物质，由于“三废” 的排入或暴雨的侵蚀作用，致使含有大量有毒物质的水和泥沙流入库内，使水库水质和底质受到显著影响。例如丰满水库由于其上游金矿选矿用汞，历年来共有30～60吨汞随废水流入库区；又如三门峡水库，由于黄土高原的土壤中含砷较多，暴雨时砷随着泥沙入库，以致使库区泥沙中砷的含量超标很多。此种物质如遇水流急变或水库冲沙就有可能冲起使水库和下游水质恶化。
目前水源污染对水库水质的影响已经引起重视，但对水库泥沙与水库水质的关系尚注意不够。因此对有些水库还应研究水库泥沙与污染物质的关系并进而在水源保护中研究控制泥沙的作用问题。2.5水库对下游的影响
有些河流的泥沙中挟带肥料和营养物较多，建坝后泥沙被截留库中，又由于上游大量取水，使建库后下泄水量减少，致使下游发生许多新问题。如下游水量分配发生很大变化；供水能力减小；水环境容量减小……等。
2.6水库对农业、渔业的影响
当水库库容大，调节程度高，水库的水温结构呈分层型。由于水库中深层的夏季水温较低，如取水口深，致使大坝下游河段在一定范围内的水温较在自然状态下为低（大坝处最低），如引用低温水灌溉会使农业减产，有时也会对一定河段的鱼类产生影响。
溢洪道对鱼类的影响，当水流通过溢洪道时，水可能被空气中的氧和氮过分饱和。实践证明，当氮的最大含量接近120％饱和率时，对某些鱼类的生存就有明显的恶果。2.7其它影响 2.7．1水库对交通的影响。
水库淹没，常引起铁路、公路改线；库区及下游又因建库而有利于航运的发展。
2.7.2坝工失事造成灾害
各种不同规模的坝工失事也是有的，失事后造成的灾难随大坝和水库的规模而异，一般包括下游大面积的淹没、财产的损失、生命的伤亡以及疾病的传播等。大坝和水库的规模愈大，其失事造成的灾难也愈大。因此，设计和施工要确保大坝安全，并应该经常检查和拟定一些安全措施。3 防治措施
综上所述，造成水库水环境恶化因素有很多，要进行防治可以引用系统理论，建立系统模型，分析污染成因，建立造成恶化各种环境因子的数据库和数学模型，较完整系统地提出可操作的法制的、行政的、技术的、经济等的水资源保护监督管理办法、原则、任务、目标。防治措施主要分为两类：一管理措施，是通过法制的、行政的、经济的手段；二技术措施，是通过优化配臵、监测、生物或化学手段等来达到治理目标。3.1管理措施
3.1.1改变“多龙管水，群龙无首”的局面，实现“多龙治水，一龙管水”的新格局,建立有权威性的行政管理机构。
3.1.2制定水污染控制法律和相应的配套法规，依法进行防治，不要走“先发展后治理”的老路子，排除地方保护主义和行政干预，真正意义上做到“有法必依，依法必严，违法必究”。3.1.3制定各种管理标准并相应地采取一些经济手段等。在市场经济条件下，有些水库管理体制发生改变，以库养库，追求经济利润的最大化，不顾对水环境的破坏。应制定各种管理标准，用经济杠杆作用来进行平衡。
3.1.4严格控制污染源或减少排污，禁止网箱养鱼和投粪饲养。3.2技术措施
3.2.1建设完善的排污管网系统，实行雨污分流，废污水达标排放，整顿、建设污水处理厂，减轻污染负荷。
3.2.2合理利用水资源，进行科学的优化配臵，增加水体的自净能力。3.2.3建立完善的监测网络，加强水质监测，使治理目标更加趋于具体。3.2.4 运用水环境系统工程、河流水质规划和功能区划，使治理方案更加科学、合理。
以上两种措施是相辅相成的，管理措施是技术措施实施的保证，技术措施又是管理措施具体落实。4 结束语
卧虎山水库 篇6
600百万人的生命“保护网”
燕山水库地处豫东南，因坝址南端有一低一高两座酷似飞燕的山峰，故而得名。这个总投资近20亿元的水库是国务院确定的治淮骨干工程之一，也是建国以来国家对河南省投资最大的水利建设项目，计划于2008年建成。据柳锋波介绍，水库建成后，可使澧河的防洪标准由5年一遇提高到20年一遇；与沙河流域防洪体系的其它已建、拟建工程联合运用，可将沙河干流的防洪标准由10-20年一遇提高到50年一遇，对控制沙河流域的洪水，保护豫皖两省600万人口的生命安全以及京广铁路、京珠高速公路等防洪安全具有重要作用。同时，还可向漯河市和周边县城提供生活工业用水，并为库区移民安置灌区提供水源。
而在燕山水库未建之前，河南水利史关于此地的记载恍如噩梦——1975年8月，大洪水冲毁京广铁路102公里，受灾人口550万人，给下游造成了极其惨重的毁灭性灾害；2000年，沙颍河干流出现了大洪水，致使河南省平顶山、漯河、周口三市受灾人口724万人，直接经济损失高达49亿元；2004年7月，再次泛滥的洪水使数万人无家可归，平顶山市、漯河市、周口市经济损失达43亿元……
早在建国初期，国家就着手规划在河南省中部的暴雨中心区修建一座大型洪水控制工程。经过多年的科学论证，2004年5月11日，燕山水库项目建设正式启动。
此后，国家有关部委、河南省委、省政府一直高度关注燕山水库的建设进展情况。水利部原副部长陈雷和副部长周英、矫勇、胡四一以及国家发改委的相关负责人先后视察燕山水库。河南省委书记徐光春、省长李成玉也先后参加了燕山水库的开工仪式和截流仪式，并于2005、2006年2次到燕山水库视察。
“五个一流”贯穿燕山水库建设
作为燕山水库建设单位的上级主管机关，河南省水利厅则提出了必须实现“一流的工程质量、一流的建设速度、一流的管理水平、一流的形象面貌、一流的干部队伍”的建设管理目标。河南省水利厅厅长张海钦提出了“树形象，创品牌，用制度管理工程，用制度管理资金，用制度管理干部”的要求。河南省水利厅副厅长王建武作为该项目的第一责任人更是经常到工地现场检查指导工作。
“这‘五个一流’并不是简单的口号，它不但有定性的目标而且有定量的内容，我们要在工程的实施过程中丰富这‘五个一流’的内涵。”柳锋波回味施工中的艰辛，“譬如说要做到一流的工程质量，首先把好原材料关，我们将对所有进入施工区的水泥、钢筋、沙石等原材料，必须通过严格检验再就是要把好过程控制关和成品质量关。”
2006年10月20日，燕山水库提前一年成功截流，标志着淮河流域澧河上游结束了没有控制性水利工程的历史。“燕山水库提前一年实施截流，是整个淮河防洪体系安全的需要。今年汛期水库就开始抵御洪水，如果再来像2004年7月那样的洪水，下游的防汛压力将大大减轻。”柳锋波说。
柳锋波认为，作为一个新的工程，必须建立起具有自身特色的水文化。因为只有被赋予了文化内涵，工程才具有更强的生命力，燕山水库的文化建设必须坚持创新，要体现出新时期水利文化的新内涵，体现出燕山水库文化的独特之处，同时为工程建成后维护工程的持续运行、进入市场提供新的发展平台。形成燕山水库的特色文化，真正打造出燕山品牌。
现在，柳锋波正试图赋予燕山水库更多的文化内涵，他想把燕山水库建设成为风景区。除了致力于学习型组织建设以及理念识别系统和视觉识别系统的建设之外，他还向社会公开征集水库徽标，请专家和商标专业人士评选出了燕山水库的徽标，为水库设计自己的形象并注册了燕山矿泉水、燕山啤酒、燕山宾馆、燕山旅行社等诸多品牌。
卧虎山水库 篇7
安徽省现有在册的有13座大型水库, 104座中型水库, 4552座小型水库, 共计4886座。由此可以看出, 我省境内水库数量巨大, 如果管理得当, 那么对我省的农业经济发展大有裨益, 但是如果管理的不好, 这可以给我们带来长足发展的水利工程也有可能会成为掠夺我们美好生活的噩梦。从我国近年来的水利管理来看, 小型水库病险率较高, 垮坝事故发生率也居高不下, 这个状况严重影响了广大人民群众的生命财产安全。
安徽省合肥市肥西县紫蓬山脚下的箍箍山水库, 建于二十世纪七十年代初期, 这座设计库容40万方的小型水库在这多雨的季节, 大面积库底裸露在外面。只有浅浅的一汪湖水。因为这座水库年久失修, 实际蓄水只能达到十几万方, 远远不能满足设计时所要求的灌溉800亩农田的任务。水库坝顶杂草丛生, 护坡泥泞不堪, 甚至坝脚下有多处漏洞向外渗透细流, 溢洪道也由于缺乏维修清理, 只剩下一条细窄的通道, 根本不可能担负起泄洪的要求。
更令人感到后怕的是, 在这座极容易由于大雨冲刷而造成垮坝的水库下游, 就是一个有着七八百村民的村落。2010年的夏天, 这座水库就因为溢洪道堵塞而发生过垮坝险情, 幸好当时控制灾情及时, 才没有造成人员伤亡, 这已是不幸中的万幸。
目前, 箍箍山水库已经被列入了小型水库除险加固计划, 全部由国家出资, 但是由于国家下拨的240万资金对水库重建来说根本不管用, 所以很多地方采取修补替代重建的措施来应对这种情况, 很明显, 这种方式来修补水库只是治标不治本, 必定为将来的防汛抗旱带来很大的威胁。
2解决水库老化的必要性及其措施
水库的老化是自然规律, 这是我们无法打破的, 但是我们可以在水库建成后的若干年内, 定期的对水库进行维修保养工作, 减缓水库老化的年限, 并且可以及时的发现并解决危险。
现在的水库防洪能力普遍不高, 半数以上水库不能满足防洪的要求, 甚至泄洪措施都不够完善, 一旦出现汛情。洪水就会如同猛兽一般吞噬我们的家园, 不留一丝余地。
这些问题的出现都是有一定原因的, 大致分为两类, 一类是建设时的质量等问题, 二是建成后的管理问题。
在水库的建设时期, 国建相应部门应加强监测, 收集整理好水库资料, 严密计算并监督水库工程的建设, 坚决杜绝豆腐渣工程的出现。水库建成后, 更要加强对水库功能的监测, 定期对工程情况进行普查, 掌握工程现状的详细情况, 了解此工程的优缺点, 掌握各部分可能出现的问题, 这个工作的落实可以给水库保养提供精确可靠的数据, 加强了此方案的可实施性。
此外, 应将水库建设管理等工作细分, 分配到各个部门, 就像中国古代历史上三省六部制一样, 将权利工作分开, 这样不至于将一个工作全部压在一个部门造成工作懈怠不认真。比如维修养护和重点整修工作不再由水管单位负责, 而是划分给维修养护单位, 水管单位只需负责工程的观测运行管理等工作, 两部门各司其职, 共同践行此方案。
除此之外, 还有一个问题, 就是国家对水库问题的重视程度, 直接体现在水库投入资金的多少。水库的监测, 维修, 养护等等, 每一项都离不开国家拨给的资金, 如果资金不够, 那么再多的保护水库措施都只是空谈。当然, 除了靠国家资助, 水库本身也可以带来一定的收益, 这就需要负责人考察当地的环境经济等条件, 因地制宜, 宜种则种, 宜养即养, 从而增加水库的收入, 作为水库的保养资金和对于广大工作者的福利补助。
我国的小型水库现在大约有8万座, 兴建时间大多数在二十世纪五、六十年代, 我国小型水库的基本现状二十世纪五、六十年代的水库, 没有设计工序, 建设标准不高, 施工质量又差, 加上我国建筑“重建轻管”思想, 水库缺少维修养护投入, 因此水库工程老化、失修现象严重。那个年代里的资金、技术、设备都有限制性, 余留下来的小水库大多已成为了病险水库在我国, 大部分的水库工程建设管理薄弱, 小型水库情况更为严重, 设备不完善, 管理手段不健全、技术水平落后。因此, 政府对此建设加大资金、设备、人才的支持是十分重要的。
加强小型水库基础设施建设。工程项目主要包括大坝加固、溢洪道开挖护砌、放水洞改建、管理设施等。大部分小型水库在建库时, 缺少流域、坝址区地形资料或当时地形资料精度不够, 有的水库运行多年, 淤积较为严重, 流域植被和地形发生变化, 或由于人类活动、流域综合治理、修建调水工程等, 改变了原有的控制流域面积和下垫面条件, 必须在水库加固前对流域面积、库区地形、淤积情况进行摸底调查、测量并复核。摸清各个水库存在的工程隐患, 为开展除险加固提供有效依据。对于水库无放水洞、下游有自流灌溉功能的, 采取新建放水洞方案。第四, 做好水库配套设施建设。水库对外交通道路和通讯设备, 是抢险工作的根本保证。它能使抢险物资和人员送达水库, 险情、灾情能及时向上级汇报, 避免出现重大的灾害事故。为便于工程管理及防汛抢险, 每座小型水库新建管理房2间, 增设大坝照明设施, 配置通讯设备, 拓宽防汛交通道路。
加强小型水库工程管理。一要完善管理机构和体制。依照《中华人民共和国水法》和《水库大坝安全管理条例》, 各乡镇 (街道) 要成立专职水利工程管理机构, 划定相应的工程管理范围和保护范围, 且管理体制和标准应尽可能地量化, 便于定岗定责。二要加大法规宣传力度。中华人民共和国《水法》、《防洪法》、《水库大坝安全管理条例》等水利法规的颁布实施, 为管好用好水利工程提供了法律依据。各乡镇 (街道) 、水利部门及水管单位应加大宣传力度, 提高广大干部群众的法律意识, 增强保护水利工程的自觉性和责任感。三要努力发展多种经济。根据小型水库工程的条件和特点, 因地制宜, 发展相关产业, 逐步摆脱单一依赖农业灌溉用水收费维持运转的状况, 建议利用水库或渠道的水头落差进行引水发电, 建设相应规模的小水电站, 与当地电力并网供电;适合发展种植、养殖业的小型水库要发展经济林, 同时利用水库进行养鱼、养鸭、养鹅, 水库区周边可养鸡、养猪。至于发展经济所需资金, 可以通过争取国家投资、单位自筹、银行贷款和个人集资等多种方式筹集。通过发展经济, 增强水管单位的经济实力, 进一步改善工作环境, 提高水管人员的待遇, 确保水管人员队伍的稳定。
参考文献
[1]王秉刚.浅析水库工程管理中防止水库老化措施[J].建造师, 2009
[2]陶晓岩.克东县中小水库老化问题分析[J].黑龙江水利科技, 2009.
卧虎山水库 篇8
水库是将自然资源的构造部分与人为建造的工程部分相结合的水利工程设施, 水库的管理工作主要是对水库进行利用和管理, 是整个水利工作系统中的一个重要环节, 做好此项工作, 能够充分发挥水库的功能与效益, 实现水库的安全、持续的使用。目前我国水利工作正处于由传统水利向现代水利的转型阶段, 水库管理工作是水利工作的重要组成内容, 因此必须跟上时代发展的要求, 逐步推进水库管理的现代化进程。本文将对传统水库管理问题与现代水库管理内涵进行深入的研究, 并在此基础上提出一些建设性建议, 以期为我国水利事业的发展提供一些参考。
1 传统水库管理问题概述
传统的水库管理理念遭遇的问题集中体现在以下几个方面上:
1.1 在水库基础工程设施的管理过程中存在着的一些问题
在传统意义上, 水库的基础工程设施最主要的功能就是水利工程的灌溉与供水和发电等。水库的基础工程设建设包括了农田灌溉渠即俗称的红旗渠、水库的放水管道、放水闸门、泄洪闸门、水坝等。在实际工作过程中, 这些基础设施经常会出现问题, 其中水坝的问题最大, 每次发生洪涝灾害的时候首当其冲的也正是水坝。水坝的设计标准与管理都存在着问题。在设计上, 水坝的设计标准很低, 许许多多小水库甚至根本没有设计直接施工, 这就导致了这些水坝没有科学合理的规划, 在应对洪水等自然灾害的时候, 没有设计好安全的泄洪渠道, 有的甚至只能把洪水泄向有人居住的村庄, 我国吉林永吉发生的洪灾就因此而造成了重大的人身伤亡。
1.2 水库基础工程管理中存在的一些重大问题
传统的水利工程中的水库管理将管理工作仅仅限于对水利工程实体设施及其配套实体设施进行管理。这就是社会上普遍流行的批评水利系统重视工程管理轻视资源管理的说法的由来。其实传统的水库管理工作中还存在着重视兴修水利, 对新上马的在建工程热情满满而对已经建设好的工程却不闻不问, 或者是仅仅派人到水库附近走走过场察看一番了事, 这就给水库在遇到洪水灾害时出现险情埋下了伏笔。
2 现代化水库管理的管理策略与管理创新
从上述对传统水库管理过程中存在问题的分析中看到, 传统的水库管理理念已经完全不能适应新形势下的现代化水库管理的要求, 因此, 水库管理工作应在以下几个方面进行管理策略与管理理念的创新:
2.1 新形势下对于水库现代化管理的实质和要求
水库的现代化管理就是综合利用各种现代化管理手段对水库的基础设施、水文情况、水库与自然、水库与生态、水库与环保进行统一管理、统筹规划, 以期让水库周边变成真正的能够涵养水源、保持水土、保护生态、蓄积水能的多功能的“地球人造肺”。要正确认识现代化水库管理理念, 它是工程管理与资源管理的总和, 不但要做好水利工程建筑物及配套设备的科学管理, 而且还应加强水库岸堤及周围植被工程建设;要认识到现代水库管理的标准化和自动化是时代的必然要求, 标准化和自动化是水库实行现代化管理的重要标志。实施水库管理的标准化, 有利于避免管理过程中的盲目性与随意性, 实施水库管理的自动化是其现代化进程的必然要求;要重视水库档案资料的管理, 档案是对历史的真实记载, 它能客观反映出水库管理的真实情况, 为以后的改进和完善提供有力的参考。
2.2 在现代水库管理工作中要做好检查观测与维护保养工作
现代水库管理不但要加强对水资源的科学管理, 而且要重视工程管理。一般而言, 工程管理包括设备看管、检查观测、安全鉴定、运行、维护保养、直至报废, 在此过程中, 检查观测与维护保养是重中之重。检查观测是水库工程管理的基础内容, 其目的在于确定水库工程设备的运行状况, 防患于未然。确定水库工程设备的状况就是要通过检查观测对其完好程度进行确定, 一旦发现问题及时予以处理, 使之保持正常的工作状态。维护保养也是水库工程管理的一项基本内容, 是对处于正常工作状态下的工程设备所采取的一些技术措施, 其目的在于保持水库工程设备的高效、持续状态以及延长其使用寿命。维护保养对水库设备中的闸门启闭机、观测设施以及机电设备等装置显得尤为重要。在现代化管理模式下, 应该将之作为改革和建设的主要着力点。
2.3 建立健全水库管理制度, 加强水库管理工作的实际操作性
正所谓“无规矩不成方圆”。随着现代社会经济的飞速发展, 水库管理工作已经进入到现代化阶段, 在新的历史时期, 必须建立健全水库管理制度, 使工作人员能够有章可循、照章办事。
3 结语
卧虎山水库 篇9
新中国建立以来, 我国的水利建设得到了很大的提高, 特别是改革开放以来, 我国的水利现代化程度不断提高, 不仅改善了人民的用水方便程度, 也为经济的高速发展起到了保驾护航的作用。但是, 我国水利设施特别是水库管理方面依然存在着较大的弊端和漏洞。因此, 在水利现代化的背景下提高水利设施管理的现代化程度是本文致力解决的重点问题。
1.1 背景介绍
随着我国经济建设的高速发展, 对于为经济发展配套的水利建设也成为越来越重要的困扰国计民生的大问题。据统计, 从1983年到2007年我国发生溃坝398座, 平均年溃坝率达到0.188%。主要原因是这些水库大多建于上个世纪50~60年代, 技术水平和建筑标准都比较低, 加上常年累月的运行, 缺乏加固保养。我国现在依然在使用的水库中, 有将近3.75万座水库存在不同风险, 这些水库一方面存在质量风险, 同时还存在着管理上的问题。
1.2 水库管理现况
根据相关统计, 我国已有的10万m3库容的水库有98003座, 大型水库有757座, 中型规模的水库有3940座, 小型规模水库有93306座 (见表1) , 不同规模水库比例见图1和图2。
水库大坝的管理制度现在是由水利部门主管的以供水、灌溉和防洪为主的水库大坝, 由电力部分主管的以发电为主的水电站大坝。为了加强水库大坝的管理, 我国也颁布了相应的一系列法律规章, 例如国务院颁布的《水库大坝安全管理条例》、水利部颁布的《水库大坝安全鉴定方法》、《水库大坝注册登记方法》等。根据颁布的法规, 对于大坝的鉴定工作主要有以下三个程序:大坝安全技术审查、大坝安全评价、大坝安全鉴定审定。水利部规定大坝的安全检查工作需要有具有相关资质的水利勘测研究部门和相关的水利方面大中专院校一起参与安全评价工作, 同时还颁布了一些安全管理规范和准则, 综合来讲, 我国现在已经建立了水库管理方面的法规体系。
现在我国的水库管理主要有两种方式。一是由承担水库工程建设的单位在水库建设完工后成立的管理单位进行管理, 管理工作主要包括在保障水库安全的前提下, 对相关的配套设施进行管理。主要是对水库进行保养和维修, 但是对于水库建设过程中的移民问题和水库的库容问题的管理较少, 特别是对于水库周围的生态更是疏于管理。
二是有工程建设单位的管理部门和地方政府进行共同管理, 地方部门负责整个水利枢纽以外部分的管理, 工程建设单位管理部分主要负责水利枢纽的管理。
2 水库管理现存问题及其管理模式
2.1 水库管理现存问题
2.1.1 基础建筑安全问题。
在水利枢纽建设过程中, 大坝的质量问题一直都是最为重要和值得关心的问题。但是, 由于受到建国初期技术和经济条件的限制, 加上地质、水文、施工等各方面不确定因素, 现有大量水库大坝存在质量风险。近年来我国加强了水库大坝的维护检修工作, 但是依旧难以彻底根除大坝质量问题。
2.1.2 水库管理资料不齐全。
由于建国初期信息管理水平低下, 互联网数据库还没有开始得到大规模应用, 因此早期建设的水库大多数建设资料难以保存至今, 对于后期的水库大坝保养维修工作造成很多不便。同时, 对于水库平日里的管理工作也难以全面科学整体规划。
2.1.3 管理方式存在弊端。
水库的建设目标不同其在日常运作中发挥的作用也不同, 有的是公益性水库, 发挥的是防洪、排涝的作用;有的是经营性大坝, 发挥的是城市供水、发电的作用;还有的就是综合性大坝, 既承担防洪作用, 又承担发电作用。
目前, 由于水库大坝的性质不同, 其相关的管理单位也不同。这就造成了水库隶属单位不清晰、责任划分不具体的问题。同时, 水库管理经费也难以保障, 这也是水库疏于专门人员管理的重要原因。
2.2 水库现存管理模式
由于水库管理越来越得到国家的重视, 因此关于水库管理的模式研究也是近年来研究的热点。综合已有学者的成果, 比较成熟的模式有以下几种:
2.2.1 市场经营模式。
对于经营性水库, 可以依据国家相关的国企改革方式, 按照市场竞争的模式进行重组, 进行产权制度的企业化改革, 对于水库的员工签订劳务合同, 对于大坝管理人员实行择优录用、竞争晋升的考核模式, 并且明确具体安全责任人。
2.2.2 公益性管理模式。
对于那些目标是供水、防洪的公益性水库, 除了灌溉取得的经济收益没有其余的收入, 对于这样的水库可以将之归管于当地的水利行政管理部门。
2.2.3 综合开发模式。
水库建设地段一般都是自然景观独特峻险之地, 如果能够合理的开发利用, 那么会形成很好的自然景观, 不仅有益于生态环保, 还可以开发旅游产业。可以将水库的无形资产利用起来, 调动周边资源形成一个生态共同体, 实现水利资源和农业、林业、牧业、旅游业的协调发展, 发挥水库的潜在价值。
2.2.4“一库两治”模式。
对于前文提到的既有经济效益的发电供水型经济型水库, 又具备防洪排涝的公益性水库, 兼具两者功能的综合型水库, 管理方法则可以采取将水库的功能一分为二的“一库两治”模式。可将水库分为经济型功能和公益性功能。对于经济型部分可以实施企业化管理, 参与市场竞争发展, 对于公益性部分可以继续保持其事业属性, 寻求收入来源, 和经济型功能共同发展。
3 水利现代化背景下传统水库向现代水库转变的相关建议
3.1 水利现代化
水利现代化包含多方面的内容, 它不是单纯的技术革新, 还包括了管理现代化和结构现代化。具体的内容有以下几个方面: (1) 符合现代化思路的规划布局; (2) 建设工程采用新的技术方法和新的建筑材料; (3) 利用现代化的管理方法对水利设施进行管理; (4) 将农业、牧业、旅游业集成为一体的生态水利建设发展; (5) 保障促进农业经济的持续发展, 满足效益指标。
3.2 现代化水库的转变建议
3.2.1 进一步加强水库管理改革。
首先, 从体制方面加强改革, 正确处理水库经济效益和社会效益之间的关系;水库管理和建设之间的关系;责任、权力之间的关系;水库发展和稳定之间的关系。然后, 以市场化、专业化的角度制定水库水费的收取方式。最后, 要明确责任人, 细化责任分配, 明确财政管理模式, 维护国有资产的价值。
3.2.2 加强水库隐患的排查维护工作。
水库大坝隐患是最为危险的事故隐患。水库的危险排查工作一定要定期按时安排专业人员进行大坝的排险检查工作。对有问题的大坝, 及时上报主管领导部门, 积极开展大坝抢修工作和制定危机处理预案。
3.2.3 提高思想意识, 加强监督管理。
水利协会在水库现代化管理中也起到了不可忽视的作用。水利基础设施的投入和发展对于农业的发展起到了不可替代的作用, 水利现代化是建设农村现代化的最关键因素之一。
从表2可以得出, 在水利协会成立前后的一些重要指标的变化, 首先, 灌溉方面, 农民的花费较2004年以前减少了将近30%, 也比同一时期的非水利协会监管地区的费用少20%。按照用水量收费也达到了100%。同时水费收取率从水利监管协会成立前的的80%提高到97%, 比没有协会监管地区提高了9%。经济收益方面, 人均收入和粮食平均产量均有较大程度提高。
4 总结
根据前文的调研结果, 水利现代化背景下水库管理模式的改变是保障我国经济高速平稳进步的重要因素, 同时也是切实紧密的联系着广大人民群众特别是农民的生产生活。需要在科技、管理、制度和人员上加大投入, 提高水利现代化水平。
摘要：在经济现代化的时代, 水利现代化也越来越成为国家经济发展的重要保障因素。主要通过分析我国水库的发展情况, 逐一分析水库管理过程中存在的问题, 并且对研究地区进行相关数据调查统计, 通过结果对比探究解决措施, 为在水利现代化背景下将我国传统的水库管理模式向现代化进行改进提供切实可行的理论依据。
关键词：水利现代化,水库管理,数据调查
参考文献
[1]郝利民.小型水库管理存在的问题及加固对策[J].商品与质量·科学理论, 2011 (05) :247.
[2]宁俊婷.我国小型水库管理中的问题和对策[J].内蒙古水利, 2012 (05) :53-54.
卧虎山水库 篇10
东敢水库位于广西上林县西燕镇东敢村,坐落于红水河一级支流清水河上游的东敢峡谷,是一座以灌溉为主,兼顾发电、养鱼等综合利用的水利工程。水库总库容为4 800万m3。水库100年一遇设计洪水位为201.14 m,1 000年一遇校核洪水位为203.57 m,水库正常蓄水位为192.4 m。未加固前,水库主要问题是主坝常年渗漏严重,总渗漏量在高水位时达113L/s。该水库枢纽工程主要建筑物由主坝、副坝、溢洪道、输水设施等建筑物组成。主坝坝型为浆砌石重力墙式土石混合坝,坝顶高程为203.86 m,最大坝高40.15 m,坝顶长94.8 m。
2 地质概况及主要存在问题
2.1 地质概况
坝区出露地层为第四系冲积砂卵石层、残坡积层和下石炭统岩关阶灰岩和硅质岩,岩性以碳酸盐岩为主,产状不稳定。左右坝肩山体较单薄,下游地势低,坝肩中上部岩体张开状裂隙发育,构造破碎带发育,而破碎带岩体为强透水,且左坝肩破碎带岩溶发育,库岸处发育有洞径达20 m的溶洞,这些都为坝肩渗漏提供良好的条件。
2.2 主要存在的渗漏问题
(1)主坝左、右坝肩山体较单薄,断层、溶洞破碎带发育,成为渗漏的主要通道。
(2)原坝清基不彻底,原主坝中段基底仍落在厚达4m的砂卵漂石上。该层为强透水性,承载力低,导致主坝常年渗漏严重。
(3)原浆砌石重力墙砌筑质量差,空洞多,40 m高浆砌石坝体下部10 m基本满足防渗要求,但上部渗透系数仍较大,部分浆砌石坝体存在坝身渗漏问题,高水位时坝体上部10 m处的渗漏可能较大。
3 坝体、坝基、坝肩防渗灌浆布置
依据上述存在的几大渗漏问题,对主坝采取全线封闭渗漏通道的灌浆处理措施,措施如下。
3.1 坝基、坝肩帷幕灌浆
3.1.1 帷幕布设
帷幕灌浆分5段布置,左段(AB段)沿上坝公路布置,长67 m。该段灌浆线位于F2断层上游,避开了F2断层,岩体较完整,为中等透水,灌浆易取得较好的防渗效果,灌浆线起点较岩体完整,帷幕线截断F2断层,切断库水沿F2、J1破碎带产生的渗漏。中段(BCDE段)沿坝轴线下游侧布置,距坝轴线1.4 m。该段长155 m,其中BC、DE段为左、右坝肩帷幕灌浆线,CD段为坝基帷幕灌浆结合坝体充填灌浆线。由于右坝肩断层F3规模大,破碎带发育深,在F3断层破碎带中灌浆较难截断渗漏通道,右段(EF段)帷幕线垂直中段布置,截断J2、J3裂隙,切断库水沿这2条裂隙及其影响破碎带产生的渗漏。左坝肩库岸处洞径达20 m的溶洞已采取过采用浆砌石封堵的措施,但效果不好,目前仍为坝肩渗漏通道。对此,于溶洞前布设一段帷幕帷幕线(GH段)以切断库水沿溶洞渗漏的通道。施工过程中发现左坝头库内存在漏水洞,故在坝头库内增设一段(IJ段)帷幕线。
3.1.2 灌浆孔排数
由于左段(AB段)、右段(EF段)跨断层破碎带布置,故设置双排灌浆孔,上、下游排距灌浆中心线均为0.6 m,孔距为2 m,排距为1.2m,呈梅花型布置;中段(BCDE段)及GH、IJ段设单排灌浆孔,孔距为2m。
3.1.3 灌浆深度
按《混凝土重力坝设计规范》(SL 319—2005)要求,帷幕灌浆底线深至坝基相对不透水层5 Lu线,底线高程范围为157～187 m,顶线按高于正常蓄水位控制确定为195 m。设双排灌浆的AB段、EF段上游排灌浆孔底线较下游的排灌浆孔底线高,高程分别为179 m、187 m。
3.2 坝体充填灌浆
针对原重力墙砌筑存在的问题,在CD段利用帷幕灌浆钻孔对原浆砌石坝体进行充填灌浆,灌浆底线为浆砌石重力墙底部轮廓线,顶线高程与帷幕灌浆顶线一致。
3.3 坝基固结灌浆
原坝基中部砂卵漂石层基础为强透水性,承载力低,需进行固结灌浆处理。在大坝中段布置4排坝基固结灌浆,除上游第一排灌浆孔由浆砌石重力墙中钻进之外,其余3排钻孔均需穿过下游干砌石坝体,灌浆孔沿坝身打斜孔(水平夹角85°)布置,距离基底孔距2 m,排距3 m,灌浆孔穿透砂卵漂石层深入基岩1.0 m,灌浆顶线高程为163.4 m,底线高程为159 m,平面范围为9 m×36 m。
各部分灌浆处理布置如图1所示。
4 灌浆施工
4.1 灌浆基本原则
(1)坝基、坝肩帷幕灌浆按分序加密原则进行,先灌下游排后灌上游排。4排固结灌浆,先灌上、下游排,后灌中间排。每排分三序施工,先施工一序孔,后施工二序孔、三序孔,一序孔、二序孔、三序孔相间布置。坝体充填灌浆利用原帷幕灌浆孔进行。
(2)灌浆顺序:固结灌浆→帷幕灌浆→坝体充填灌浆。
4.2 帷幕灌浆施工
(1)帷幕灌浆前需进行钻孔冲洗和压水试验。
(2)帷幕灌浆在较低库水位下进行。
(3)帷幕灌浆压力和浆液变换要求:①灌浆压力根据浆液注入率的大小来控制。②灌浆浆液应由稀到浓逐级变换。
(4)帷幕灌浆结束标准:在规定压力下,当注入率不大于0.4 L/min时,继续灌注30 min,灌浆即可结束。
4.3 固结、充填灌浆施工
4.3.1 固结灌浆
灌浆方式参照帷幕灌浆形式进行。固结灌浆孔出现互相串浆时,采用群孔并联灌注,孔数不多于3个,并应控制压力,防止岩石抬动。
4.3.2 充填灌浆
采用自下而上、下套管分段灌注方法,段长控制住5～10 m,灌浆方式采用循环式。灌浆时,注浆管上端孔口压力初选0.05～0.1 MPa,每1 m孔深的每次灌浆量约为0.3～05m3。
4.4 施工过程中出现的问题
在各部分的灌浆处理过程中,坝基砂卵漂石层的固结灌浆施工难度大。在大坝基础固结灌浆施工过程中,固结灌浆斜孔需经过85°斜孔钻进,经过墙后堆石体、浆砌石墙体、墙基混凝土垫层后才到达坝基砂卵漂石层。由于堆石坝体质量较差,石块架空严重,空洞多,极易滑移,浆砌石坝体普遍存在浆液填充不饱满、空洞较多的现象,整体性较差,施工钻进难度很大。85°斜孔钻进过程中经常出现塌孔回填、掉块,造成卡钻、埋钻,以及起钻后无法钻进的问题。现场采取了自上而下灌浆护壁工艺进行钻进,即采取每钻一段长度(4～7m)就进行灌注水泥砂浆护壁,灌浆后待凝48～60 h,再继续往下钻进的工艺。
5 灌浆效果
2009年10月水库除险加固工程开工至今,主坝加固灌浆项目已基本完成了全线封闭灌浆处理。在灌浆过程中通过对渗漏点渗漏情况的及时观察记录并比较(见表1),发现坝后渗漏量不断减少,灌浆效果显著。
6 结语
岩溶地区溶洞、溶蚀裂隙发育,地质情况复杂,前期的地质勘察工作应做到翔实细致。
根据地质勘探揭示情况,合理布置帷幕灌浆线,结合相应工程情况布置周密的灌浆堵漏措施,并在施工过程中注意观测水库渗漏量变化情况,分析查明水库渗漏通道的具体位置,对低水位下显露的渗漏通道及时进行处理,以达到彻底防渗堵漏的目的。
摘要：针对岩溶地区东敢水库存在的严重渗漏问题,结合当前东敢水库除险加固工程,介绍该工程的防渗堵漏方案,以及该工程的相关施工工艺和施工过程中遇到的问题,总结提高岩溶地区防渗堵漏效果的方法。
关键词：岩溶,水库,帷幕灌浆,堵漏
参考文献
[1]SL 62—94,水工建筑物水泥灌浆施工技术规范[S].
[2]SL 319—2005,混凝土重力坝设计规范[S].