中小型水庫(kù)風(fēng)險(xiǎn)管理與對(duì)策研究

周妍妍

(北票市五間房水利服務(wù)站，遼寧 北票 122100)

近年來(lái)，隨著全球氣溫的升高以及極端氣候發(fā)生頻率的增加，局部地區(qū)出現(xiàn)暴雨的概率不斷增大，中小型水庫(kù)安全管理和風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題逐漸引起社會(huì)各界的重點(diǎn)關(guān)注。調(diào)查顯示，我國(guó)已建各類水庫(kù)大壩9.8萬(wàn)座，其中小型水庫(kù)占比達(dá)到95.94%。受當(dāng)時(shí)施工技術(shù)、工程投資、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)等條件限制，長(zhǎng)期運(yùn)行和加上維修管理不善，水庫(kù)潰壩事件、安全事故、水質(zhì)污染及蓄水不足等問(wèn)題頻發(fā)，尤其是中小型水庫(kù)發(fā)生潰壩事件已屢見(jiàn)不鮮[1-3]。例如，桎木水庫(kù)、八一水庫(kù)、后溝水庫(kù)等都曾發(fā)生潰壩；此外，水質(zhì)污染和水庫(kù)蓄水不足事件也經(jīng)常發(fā)生。為確保水庫(kù)的安全運(yùn)行必須加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)管控，水利部于2010年正式頒布了小型水庫(kù)管理辦法，該規(guī)范性文件填補(bǔ)了相關(guān)領(lǐng)域的空白，充分體現(xiàn)了對(duì)水庫(kù)安全管理和法規(guī)制度體系建設(shè)的重視。小型水庫(kù)基層管理者承擔(dān)著預(yù)防水庫(kù)風(fēng)險(xiǎn)、管理好日常事務(wù)的重要責(zé)任。本文結(jié)合最新技術(shù)規(guī)范和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)分析了小型水庫(kù)現(xiàn)存的各類風(fēng)險(xiǎn)因素，在此基礎(chǔ)上提出應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)管理的對(duì)策，以期為確保水庫(kù)安全穩(wěn)定的運(yùn)行以及完善管理體系提供參考[4-6]。

1 水資源風(fēng)險(xiǎn)管理

中小型水庫(kù)的調(diào)蓄能力和興利庫(kù)容非常有限，但對(duì)局部區(qū)域生態(tài)環(huán)境、生活用水和農(nóng)田灌溉等發(fā)揮著重要的作用，枯水年甚至可以用于應(yīng)急供水水源。實(shí)踐表明，自然降雨是大多數(shù)小型水庫(kù)的供水來(lái)源，各類風(fēng)險(xiǎn)因素均可在一定程度上影響其水資源管理。鑒于年內(nèi)降雨量分配不均的情況，為了保證非汛期水源的正常供給，必須在汛期蓄上充足的水源。然而，大部分水庫(kù)存在不同程度的潰壩風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)此相關(guān)文件規(guī)定了蓄水水位，較高的蓄水位勢(shì)必會(huì)增大防汛風(fēng)險(xiǎn)，尤其是對(duì)于防汛設(shè)施不完備的小型病險(xiǎn)水庫(kù)[7]。

結(jié)合相關(guān)資料和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，小型水庫(kù)水資源風(fēng)險(xiǎn)管理主要包括水費(fèi)定價(jià)與收取、水資源優(yōu)化配置、蓄水水位控制等方面，應(yīng)堅(jiān)持因時(shí)而異、因地制宜和遵守法律的原則，制定有效的響應(yīng)對(duì)策，具體如下：

(1) 水費(fèi)定價(jià)與收取。水資源的短缺性、有限性在一定程度上決定了其社會(huì)價(jià)值和資源價(jià)值，水庫(kù)水資源價(jià)值及使用效率與水費(fèi)的定價(jià)密切相關(guān)。合理的水價(jià)有利于轉(zhuǎn)變粗放的農(nóng)田灌溉模式，能夠促進(jìn)水資源的高效利用和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。水費(fèi)收取作為基層小水庫(kù)最關(guān)鍵、最復(fù)雜的環(huán)節(jié)，用水單位或個(gè)人通常認(rèn)為他們本就該使用水庫(kù)的水資源，對(duì)此收費(fèi)不合理，即使長(zhǎng)期按很低的水費(fèi)或土地面積收費(fèi)也很難收取。因此，必須制定可行的制度和完善的保障體系。

(2) 水資源優(yōu)化配置。不合理的水資源分配會(huì)造成需水矛盾、用水緊張的問(wèn)題，有限的水庫(kù)庫(kù)容無(wú)法滿足無(wú)限的用水需求，所以必須考慮重要程度合理分配水源。針對(duì)小型水庫(kù)，應(yīng)按照水庫(kù)周邊生態(tài)用水、下游居民生活用水和農(nóng)田灌溉用水的原則科學(xué)調(diào)配水源。實(shí)際上，農(nóng)田灌溉仍然為小型水庫(kù)供水的主要對(duì)象，這也是實(shí)現(xiàn)水庫(kù)功能的重要內(nèi)容。通過(guò)調(diào)查各部分的需水量和下游水資源總需求量，為定量分配水資源及不同水文年水資源利用提供數(shù)據(jù)支撐。

(3) 蓄水水位控制。水庫(kù)水位由設(shè)計(jì)洪水位、汛限水位和正常蓄水位構(gòu)成，汛限水位與正常蓄水位之間存在一定的水位差，通常要泄放高于正常蓄水位的庫(kù)容。水庫(kù)管理通常會(huì)面臨兩種極端的現(xiàn)象，即枯水年汛期未蓄上足夠的水源致使非汛期水資源嚴(yán)重短缺，無(wú)法滿足生活用水和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求；導(dǎo)致汛期未蓄上超出正常蓄水位的水源而造成不必要的水資源浪費(fèi)，豐水年非汛期甚至還會(huì)出現(xiàn)水資源短缺的情況。為了滿足水資源需求及確保水庫(kù)安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須結(jié)合實(shí)際情況設(shè)定彈性的蓄水水位調(diào)控區(qū)間。首先，必須配置專人負(fù)責(zé)水庫(kù)下游需水量預(yù)測(cè)、區(qū)域氣象預(yù)報(bào)信息的收集和庫(kù)區(qū)水文氣象監(jiān)測(cè)等工作；其次，嚴(yán)格檢查水庫(kù)運(yùn)行狀況，及時(shí)安排資金加固整治病險(xiǎn)水庫(kù)，通過(guò)實(shí)施除險(xiǎn)加固工程保證水庫(kù)結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定；最后，準(zhǔn)確測(cè)量、科學(xué)計(jì)算水下地形和水庫(kù)實(shí)際有效庫(kù)容，生成水庫(kù)庫(kù)容與動(dòng)態(tài)水位實(shí)時(shí)關(guān)系曲線。此外，為了實(shí)現(xiàn)蓄水較多、風(fēng)險(xiǎn)可控、最大程度地發(fā)揮水庫(kù)蓄水潛力等目標(biāo)，需利用現(xiàn)代化信息技術(shù)搭建汛期水位動(dòng)態(tài)調(diào)控系統(tǒng)。

總體而言，中小型水庫(kù)作為重要的生產(chǎn)生活、農(nóng)業(yè)灌溉水源地，水資源按需供給和定量配置已貫徹落實(shí)，但還未從根本上解決水費(fèi)計(jì)收與水價(jià)制定的問(wèn)題。

2 水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)管理

小型水庫(kù)大部分建于植被覆蓋較好的丘陵地區(qū)，水庫(kù)水質(zhì)較好，適于旅游觀光以及水產(chǎn)養(yǎng)殖。近年來(lái)，隨著餐飲業(yè)和旅游業(yè)的快速發(fā)展，生活垃圾、污水被越來(lái)越多的排入水庫(kù)，水環(huán)境不斷受到污染，加之庫(kù)區(qū)水流靜止不動(dòng)，水系統(tǒng)自凈能力差，水污染治理成本和難度較高，這進(jìn)一步加大了水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)管理難度。為降低水庫(kù)水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)及保證庫(kù)區(qū)水質(zhì)良好，提出以下水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)策：

(1) 采取植樹(shù)種草和水土保持措施加強(qiáng)水庫(kù)積雨區(qū)內(nèi)的管理，利用鋼絲網(wǎng)使得水庫(kù)庫(kù)岸與游客或居民隔離，每年定期勘察水庫(kù)積雨區(qū)，及時(shí)掌握需要種植的植被和加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)的范圍。

(2) 定期組織人力物力清理庫(kù)面漂浮物，始終保持干凈的水庫(kù)環(huán)境。此外，要定期監(jiān)測(cè)水庫(kù)水質(zhì)，對(duì)水庫(kù)不同深度、不同位置取樣，并送專業(yè)監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)分析，及時(shí)了解水質(zhì)狀況及其變化趨勢(shì)。

(3) 嚴(yán)格控制生活污水的排放，對(duì)排入水庫(kù)的污廢水要實(shí)施全面的排查，建議修建專用管道集中向外排放污水。對(duì)修建于庫(kù)區(qū)范圍內(nèi)或水源保護(hù)區(qū)的餐館、酒店、賓館等場(chǎng)所，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r實(shí)施搬遷或關(guān)閉。

(4) 水產(chǎn)養(yǎng)殖要適度。由于具有水源干凈、數(shù)量龐大的特點(diǎn)，小型水庫(kù)提供了得天獨(dú)厚的淡水養(yǎng)殖條件，而過(guò)度的水產(chǎn)養(yǎng)殖也會(huì)帶來(lái)相應(yīng)的污染。水深和靜水條件決定了庫(kù)區(qū)水中含氧量較低，過(guò)多的放養(yǎng)魚(yú)類會(huì)導(dǎo)致缺氧死亡，從而造成水質(zhì)污染。所以，要盡量減少飼料的投放以及適度的控制魚(yú)類投放數(shù)量[8]。

將水質(zhì)安全管理作為水庫(kù)的管理重點(diǎn)，嚴(yán)格控制固體垃圾、生活廢水等進(jìn)入水庫(kù)，嚴(yán)格控制肥料和飼料水產(chǎn)養(yǎng)殖，最大程度地保持庫(kù)區(qū)自然清潔和水質(zhì)良好[9]。

3 潰壩風(fēng)險(xiǎn)管理

長(zhǎng)期以來(lái)，潰壩風(fēng)險(xiǎn)作為小型水庫(kù)安全管理的重點(diǎn)備受關(guān)注，管理者承擔(dān)著降低安全風(fēng)險(xiǎn)的重要責(zé)任。我國(guó)約96%的水庫(kù)屬于中小型水庫(kù)，其分布范圍廣、工程數(shù)量多，且1950—1970年為這些水庫(kù)的集中興建期，受歷史條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、施工技術(shù)、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)等限制，許多水庫(kù)病險(xiǎn)嚴(yán)重，水庫(kù)大壩長(zhǎng)期面臨著重大安全隱患。調(diào)查顯示，1966—2018年我國(guó)發(fā)生潰壩事件的各類水庫(kù)有3500余座，其中小型水庫(kù)占總數(shù)的96.4%。通過(guò)分析潰壩統(tǒng)計(jì)資料發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致小型水庫(kù)發(fā)生潰壩的原因有洪水漫頂、壩內(nèi)埋管、滑坡、裂縫、滲漏、管理不當(dāng)?shù)纫蛩兀绫?。

表1 潰壩原因分析

總體而言，可以將造成潰壩的原因可歸結(jié)為內(nèi)因、外因兩類，其中內(nèi)因是指防洪標(biāo)準(zhǔn)低、建筑物老化、工程質(zhì)量差等內(nèi)在因素，外因是指人為操作失誤、生物破壞、地震、滑坡、洪水等外部因素。現(xiàn)階段，主要有4種失效鏈可能會(huì)引起小型水庫(kù)潰壩，從結(jié)果到原因的潰壩路徑：其一，大壩潰決→人工搶修失效→漫頂或淘刷壩體→壩頂高程不足→逼高上游水位→閘門(mén)故障→洪水。其二，大壩潰決→人工搶險(xiǎn)失效→壩下暗管接觸沖刷破壞→洪水。其三，大壩潰決→人工搶修失效→非汛期壩基或壩體集中滲流。其四，大壩潰決→人工搶修失效→漫頂→壩體高程降低→壩體滑動(dòng)→壩體縱向裂縫→地震。針對(duì)具體的水庫(kù)工程的潰壩失效鏈和潰壩原因，應(yīng)考慮水庫(kù)管理人員多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和專家現(xiàn)場(chǎng)查勘、調(diào)查結(jié)果，經(jīng)充分論證，合理確定潰壩過(guò)程。

4 實(shí)例分析

本文以周家營(yíng)水庫(kù)為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明水庫(kù)面臨的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題及其管理對(duì)策。周家營(yíng)水庫(kù)位于北票市婁家店鄉(xiāng)七家子村，建于大凌河三級(jí)支流七家子河上，是一座兼具防洪、灌溉、養(yǎng)魚(yú)、旅游等功能的小型水庫(kù)。該水庫(kù)于1975修建，1976年年末建成并投入使用，水庫(kù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按30 a一遇設(shè)計(jì)、300 a一遇校核，屬于小(1)型水庫(kù)。

(1) 潰壩風(fēng)險(xiǎn)管理。首先，安排專人負(fù)責(zé)水庫(kù)的日常管理，并制定規(guī)范化觀測(cè)制度，如觀測(cè)沉降、放水量、降雨量和水位等。其次，完善水庫(kù)安全巡查制度，巡查對(duì)象為灌溉渠道、照明設(shè)備、通信與觀測(cè)設(shè)施、輸水涵管、啟閉設(shè)備、溢洪道閘門(mén)、大壩及附屬設(shè)施等關(guān)鍵部位，按非汛期每3 d 和汛期每天的頻次巡查，制定年度檢查巡視制度，遇特大臺(tái)風(fēng)時(shí)還要對(duì)周邊情況、水庫(kù)大壩按每小時(shí)兩班輪流制實(shí)行特別檢查。

(2) 防汛搶險(xiǎn)。水位下降速度較快或水位較高時(shí)水庫(kù)結(jié)構(gòu)易發(fā)生坍塌、滑坡、滲漏等險(xiǎn)情，為有效防止險(xiǎn)情的進(jìn)一步發(fā)展導(dǎo)致潰壩必須采取緊急措施。周家營(yíng)水庫(kù)防汛搶險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案必須在每年3月底之前編制完成，并貫徹落實(shí)安全檢查制度。此外，要全面掌握水庫(kù)的運(yùn)行情況，通過(guò)深入檢查發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題并及時(shí)處理，對(duì)現(xiàn)狀無(wú)法處理的要制定切實(shí)可行的度汛措施。汛期工程出現(xiàn)意外情況時(shí)，要加強(qiáng)監(jiān)視并向上級(jí)單位及時(shí)匯報(bào)，為制定解決方案爭(zhēng)取時(shí)間。

(3) 水庫(kù)除險(xiǎn)加固。周家營(yíng)水庫(kù)建于1975年，為確保其安全運(yùn)行于2011年進(jìn)行了除險(xiǎn)加固，這大大降低了潰壩風(fēng)險(xiǎn)概率。近年來(lái)，針對(duì)水庫(kù)大壩安全隱患和薄弱環(huán)節(jié)，相關(guān)部門(mén)正逐項(xiàng)清除和排查。

(4) 加快安全信息與監(jiān)測(cè)平臺(tái)建設(shè)。結(jié)合小型水庫(kù)實(shí)際情況建立了閘門(mén)、大壩、雨水情自動(dòng)監(jiān)測(cè)一體化系統(tǒng)，為管理者及時(shí)了解大壩工作狀態(tài)、實(shí)時(shí)掌握雨水信息等提供支撐。在風(fēng)險(xiǎn)可控的基礎(chǔ)上，對(duì)洪水調(diào)度實(shí)行錯(cuò)峰消峰，以最大程度的利用洪水資源和減輕下游洪水內(nèi)澇，減少潰壩發(fā)生概率[10]。

(5) 制定行之有效的應(yīng)急預(yù)案。遇極端天氣或發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)，為確保大壩潰壩風(fēng)險(xiǎn)降至最低啟動(dòng)行之有效的應(yīng)急響應(yīng)措施和應(yīng)急預(yù)案。

5 結(jié) 論

近年來(lái)，長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行的小型水庫(kù)，對(duì)生態(tài)環(huán)境、水產(chǎn)養(yǎng)殖、人畜飲水、鄉(xiāng)村防洪和農(nóng)業(yè)灌溉等發(fā)揮著重要作用，并取得顯著的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。隨著相關(guān)制度的不斷完善，極端天氣、潰壩事件和水庫(kù)安全隱患等越來(lái)越引起人們的關(guān)注，為降低水庫(kù)潰壩風(fēng)險(xiǎn)、減少水質(zhì)污染風(fēng)險(xiǎn)以及最大限度的平衡用水矛盾與水庫(kù)蓄水，必須制定科學(xué)合理的響應(yīng)對(duì)策，切實(shí)提升水庫(kù)風(fēng)險(xiǎn)管理能力。