■梁燕麗 ■四川省玉溪河灌區管理局,四川 邛崍 611530
水庫大壩——水庫擋水的建筑物。大壩是整個水庫工程中的核心建筑,也是一種十分特殊的設施。就目前而言,人類在進行某項建筑的建造與設計時,必須結合當地的地質構造、交通條件、生態條件以及水文條件等要素的情況,進行充分仔細的研究與計算,才能夠開始進行對建筑的建造,但是,人類對于水流對建筑的作用仍然存在一定的困難與局限性,因此導致水庫大壩在建設的過程中經常會遇到一些難題。為了了解水庫大壩的安全狀態,必須采取一些有效的手段,對大壩進行安全監測、檢驗設計與校核標準至關重要。
水庫大壩的設計要求很高,必須考究其地質、水文條件以及建筑結構、材料等因素的影響,從設計理念、到施工運行,其結構與周邊的環境以及自然氣候等條件的交互作用都將會對水庫大壩的安全形成不利影響,水庫大壩的安全與否關乎國家與百姓的利益,假若大壩存在安全隱患,則必將造成國民財產的巨大損失。因此,則必須對大壩的安全進行實時監測,如此便能使我們掌握大壩的實時動態,同時也為大壩的維護提供有效依據,從而保障了水庫工程的安全運行,也確保了國家與人民的利益的安全;為了確保水庫工程能夠更好的發揮其社會效益與經濟效益,水庫大壩的安全管理工作十分重要。目前我國已經頒布了一些對于水庫管理的安全條例與管理方法,如《水庫大壩安全管理條例》與《土石壩安全監測技術規范》等法律法規,這表明了大壩的安全監測受到了國家與人們重視。
水庫大壩在水庫工程之中為一項特殊的工程,因其與國民的利益間接掛鉤,使得我們必須時刻關注著大壩的運行動態,否則造成的損失將十分巨大。為了確保大壩能夠安全穩定地運行,則需要通過對大壩的安全監測工作來實現管理與保護,據今年來的資料顯示,有30%的安全隱患是因地質條件與意外結構導致事故的發生,有20%是因地下滲漏而導致的水流壓力高引起滲流增大,有11%是因建筑設施老化、材料質量以及施工問題引起的,還有12%是由于某些特有原因導致;通過以上的數值可做出如下的分析:造成大壩安全隱患的因素有很多、其涉及范圍也十分廣闊,涵蓋面極廣。但是,其大致可以分為三種情況;第一種情況是因施工設計與自然因素所致,其沒有受到量變與質變的影響,而是在大壩施工完畢就已經確定的因素,比如設計誤差、施工質量、考慮不周全等。第二種情況是在水庫大壩運行管理的過程之中逐步造成的,在這種情況之中,其有一種由量變轉化為質變的反應,比如大壩遭到流水的沖刷與侵蝕、建筑材料的老化、鋼材結構的銹蝕等。第三種情況是以上兩種情況綜合的結果,其既存在設計施工的不完善,又存在量變到質變的破壞,而在工程之中又沒有得到重視,又沒有進行安全有效的監測,使得安全隱患造成的破壞力十分巨大。
大壩是進行水資源管理的一重要和不可或缺的建筑。大壩形狀各異,從小規模的水壩到大型混凝土大壩,大壩的安全監測對于大壩校核設計、改進施工和性能評價都有重大意義。同時,連續長期的大壩安全監測系統,能夠提供潰壩通知預警,對于保護下游人民生命財產安全具有重大意義。水庫大壩的監測工作主要是人工觀測與儀器檢測,今年來我國的自動化的信息系統逐漸完善,使其也成為一項重要的監測方式。水庫監測的主要內容包括:水庫水位、水壓、滲流、流量、電導率、風力、相對濕度、空氣和水的溫度以及大壩壩體地表位移監測。而大壩的監測主要體現在對壩體,壩基以及壩肩等范圍內的監測,同時還需要對大壩有影響的岸坡、建筑物以及設備進行監測。關系大壩安全的因素存大的范圍大,包括的內容多,如泄洪設備及電源的可靠性、梯級水庫的運行及大壩安全狀況、下游沖刷及上游淤積、周邊范圍內大的施工特別是地下施工爆破等。
大壩安全監測應有時間上的針對性。大壩安全監測的時間應從設計開始直至運行管理,大壩安全監測的內容不僅是壩體結構及地質狀況,還應包括輔助的機電設備及泄洪消能建筑物等。由于大壩施工期、初次蓄水期和大壩老化期是大壩安全容易出現問題的時期,因此,在前一個階段監測的重點應是設計參數的復核和施工質量的檢驗,而后者則應是針對材料老化和設計復核進行。四川經歷2008年5.12和2012年4.20二次大地震,震感明顯地區的水庫大壩應增加工作人員、增加巡查次數對大壩進行細致的巡視檢查和滲流監測,大壩變形位移監測也應增加觀測次數加密觀測。主汛期大壩監測工作應是一年中大壩監測工作的重要時期,特別遇特大暴雨要加強觀測。大壩變形觀測主要在高水位和低水位期進行,水文和氣象監測要隨時觀測、隨時計算整理。
對大壩的安全監測工作必須仔細慎重,此外還應對空間結構的不同采取針對性措施。針對不同的壩型與結構加強對特定部位的監測,例如,針對防滲型混凝土壩結構的,多泥沙的河流泥沙淤積情況監測、以及庫岸的高邊坡穩定情況監測等。大壩的監測應與大壩的設計、施工情況以及管理互相照應,在運行遇到特殊工況的時候,水庫大壩的安全監測應成為檢驗施工、設計以及運行情況的特殊手段,也是最必要的手段。
大壩的安全監測主要包括人工巡視檢查與儀器實時監測,儀器監測與巡視檢查是不能分開的,兩者都十分重要。前者應盡可能地利用先進的儀器與技術來對大壩的隱患進行仔細的檢查,早發現才能早治理,早治理才能使得國民的利益獲取最安全的保障,儀器監測與人工巡查工作分不開的又一因素是由于水庫大壩特殊性以及儀器監測水平共同決定的。
近年來,由于一個特殊的組織——恐怖組織的出現。使得水庫大壩的監測工作中又增添了一項新的內容。在對大壩進行監測工作時,特別是在人工巡查時,應注意在工程周圍的異常情況,對可疑的人與物進行嚴格的排查,防治恐怖組織對國家的危害,做好大壩的安全監測乃是確保國家與人民財產安全的重要舉措。
綜上所述,水庫大壩的安全監測是一種有效的管理方法。能夠有效的保護大壩與水庫的安全,對人民與國家的利益形成了有力的保護。其包括了水庫信息的采集與處理,總結出結論并制定好相應的解決措施,通過信息反饋保障工程安全,然而其根本的目的就是工程效益能夠得到保護。總而言之,對大壩的安全進行監測,應利用一切的手段,保障水庫大壩的安全,以最少的投入保證最安全、最穩定、最長久的運行,從而實現經濟效益和社會效益的最大化。