水文水資源管理在水利工程除險加固過程中的應用探究

楊波 楊健康

本文為楊凌職業技術學院科學研究基金項目（A2018017）《基于風險理論的水庫汛限水位控制研究》

【摘 要】 本文概述了水文水資源和水庫除險加固的基本概念，并以陜西省寶雞市某一工程為例分析了水文水資源管理在水庫加固工程中的應用，以期對實際工作有所借鑒。

【關鍵詞】 水文水資源;管理;水利工程;除險加固;應用

一、引言

1、水文水資源的基本概念

水文水資源是指大自然界中有關水的變化、運動等各種現象。一般指研究地球上水的形成、循環、時空分布、化學和物理性質以及水與環境的相互關系，為人類防治水旱災害，合理開發和有效利用水資源，不斷改善人類生存和發展的環境條件，提供科學依據。

在實際工程中運用的水文要素包括水文變量和水文現象。具體包括降水、蒸發、徑流、水位、流量、流速、水溫、含沙量、冰凌和水質等。水文要素通常由水文站網通過水文測驗加以測定。常見的特征水位有：（1）起漲水位;（2）洪峰水位;（3）警戒水位;（4）保證水位;（5）防洪限制水位。

2、水庫除險加固的基本概念

病險水庫的除險加固是指對尚未達到國家防洪標準、抗震設防標準或有嚴重質量缺陷的病險水庫，采取除險加固措施的工作。

二、水文水資源管理在水庫除險加固工程中的主要內容

上世紀中后期修建的水利工程，有不少都屬于“三無”或“三邊”工程。加之設備缺乏、老化，操作人員從業素質低，資料丟失等原因，導致水文資料數據的匱乏，設計依據缺失，使得不少水庫是帶病建設，施工過程中的不可控因素增多、工程質量和安全隱患問題比較突出;在運行過程中，維護和管理成本較高，同時給上下游居民的生命財產安全及社會穩定帶來一定的威脅。

水文事業是國民經濟和社會發展的基礎性公益事業。在水利樞紐工程除險加固設計時需要精確的水位信息數據做支撐。這些水位信息數據是根據水文站記錄的降水量，將該流域河流不同位置、不同時間段內的防洪標準線計算出來，繪制水庫剩余容水量的曲線，并將水位狀況記錄在冊，綜合所得信息得出準確水位信息。這樣我們就可以根據我們所獲得的數據信息合理規劃并核準水位。

三、水文水資源管理在水庫加固工程中的應用

1、應用步驟

（1）數據收集。對于水庫除險加固的設計工作，可靠的、第一手的現場數據是關鍵。如何收集資料，需要收集哪些數據，這些都是要在收集數據之前研究透并且分配好任務的。具體內容包括：原來水庫的設計、建設方案等文件;水庫的地理、地質信息等;水庫的有效庫容、集水面積等信息。

（2）實地考察。理論數據收集齊備后，為了使設計結果更加貼合現實，滿足需求，減少偏頗。設計者要實地進行勘察、復核數據信息。勘察事項有：水庫整體結構布置;水庫加固記錄;已有的溢洪泄洪設施運行狀況。

（3）洪水影響的考慮。修建水庫的目的就是除水害興水利，這里講的水害就包括洪水的危害。所以在進行水庫除險加固設計工作時，如何對溢洪泄洪設施進行處理，提升水庫防洪排澇的能力，是設計者必須要謹慎、細致、周全考慮的。

（4）水位的確定。這里提到的水位包括水庫的死水位和蓄水水位。水位的確定和調整是跟時間、地理位置、上游來水量、下游需水量等因素相關的多方聯動的工作過程。在除險加固設計時要綜合考慮這些因素，合理的確定水庫死水位，以及泄洪、蓄水的措施和設備功能。

（5）結果分析評價。基于上述四個步驟，對水庫的除險加固設計基本就完成了，為了保證計算結果的真實、有效，誤差滿足要求，此時就需要對結果進行檢驗和評估。對比分析圖紙、方案、水位、壩高等內容，評估漫頂等事故的發生機率，公正合理地進行決策。

2、應用實例

（1）概況。某水庫位于陜西省寶雞市內，是一座以灌溉為主、兼顧防洪、養殖的小（一）型水庫。

水庫樞紐工程由均質土壩、溢洪道、放水洞等部分組成。壩址區地震基本烈度為7度。水庫防洪標準為100年一遇洪水設計，200年一遇洪水校核。

水庫工程共分兩期建成，大壩為均質土壩，最大壩高為31m，壩頂長為245m，頂寬10m，壩頂高程560.0m。設計洪水位為558.6m，校核洪水位為558.8m。水庫總庫容440萬m3，調洪庫容為132萬m3，正常蓄水位為555.5m，調節庫容234 萬m3，死水位為546.0m，死庫容74萬m3。

（2）除險加固必要性。①防洪標準未達標。水庫為小（一）型水庫，按照現行《防洪標準》的有關規定，其防洪標準應為50年一遇洪水設計，500年一遇洪水校核，該水庫原設計防洪標準未達到現行的要求。②設備年久失修，危險源較多。水庫運行近三十年，許多設施年久失修。存在的問題主要有：放水塔閘門損壞、放水洞內水外滲，壩后左岸山體滑坡，堵塞下游河道，壩下游排水不暢，加之壩后排水棱體破壞，壩體內浸潤線明顯抬高，對壩體穩定不利。③水庫效益無法正常發揮。目前為保證大壩安全運行，該水庫必須常年在汛限水位下運行，影響了工程效益的發揮。④水庫所處地理位置較關鍵。該水庫是流域十座梯級水庫最末一級，擔負著上游九座水庫的風險，地理位置十分重要，一旦失事，造成的社會危害較大。

（3）水文水資源管理。為了科學、有效的開展設計工作，該水庫除險加固設計工作的具體內容如下：

①收集流域的資料。水文資料包括：流域概況，徑流，洪水特性，泥沙;工程地質資料包括：壩區地質概況，壩體質量檢測，壩址工程地質條件，溢洪道工程地質條件，天然建筑材料。②確定除險加固工程任務和規模。根據安鑒結果和收集到的資料，結合除險加固的成果，確定除險加固的具體任務。③開展工程布置和主要建筑物的設計。依據規范標準和除險加固工程的原則，開展工程布置、大壩除險加固的具體設計、大壩安全監測設計、施工組織設計、環境保護及水土保持等設計工作。

四、結論

隨著國家經濟、科技水平以及機械化水平的不斷提高，水利事業的建設規模和進度也得到了極大的提高。與此同時，對于施工質量的要求越來越高，安全問題備受關注。水文事業作為國民經濟和社會發展的基礎性公益事業，在這個過程中發揮著舉足輕重的作用，對如何科學、有效的開展水文水資源管理和運用，為水利工程的設計提供科學依據，保證工程的質量和安全穩定運行，有著極其重要的理論和現實意義。

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【作者簡介】

楊 波（1985—）男，河南駐馬店人，講師，主要從事水利水電工程方面的研究和教學工作.