濮國鵬
高臺縣紅崖子水利管理所,甘肅高臺 734300
作為農村水資源的重要組成部分,小型水庫在農田灌溉、生活用水等方面具有不可替代的作用。然而,隨著氣候變化、環境壓力以及工程自身老化等因素的影響,小型水庫的安全問題逐漸凸顯,對農村社會經濟穩定和人民生命財產安全具有潛在的威脅。
然而,盡管已有一些關于小型水庫安全隱患的研究,但在實際處理過程中仍存在一些不足之處。現有研究主要關注對單一因素的分析,較少綜合考慮多種因素相互作用對水庫安全的影響。同時,不同地區、不同類型小型水庫的安全問題缺乏系統性、針對性的分析和指導,導致一些特定問題的解決方法尚未得到廣泛應用。此外,現有研究往往側重于理論探討,對實際操作中的問題缺乏具體的操作性建議。
為了解決這些問題,應深入分析小型水庫存在的安全隱患,探討針對不同類型水庫的處理方法,為農村水庫的安全運行提供科學、合理的指導。通過綜合考慮不同因素的相互影響,結合實際操作需求,力求提出一套系統性的安全隱患處理方案,以確保小型水庫在各種條件下都能夠保持穩定、安全的狀態,為農村經濟發展和人民生活帶來持續的利益[1]。
小型水庫是人們生產生活中常見的水利設施,雖然規模相對較小,但其安全隱患卻不容忽視。進行小型水庫存在的安全隱患排查具有重要意義。
第一,排查可以及早發現水庫工程的潛在風險,預防事故發生。水庫在長期的自然環境和人為使用過程中容易出現各種問題,如壩體滲漏、壩體破損、泄洪設施堵塞等,容易導致水庫潰壩、泄洪不暢等嚴重后果。通過排查,可以及時發現這些問題,并采取相應的修復和改進措施,避免事故的發生。
第二,排查可以提升水庫的運行管理水平,保障水源供應和防洪安全。這對灌溉、供水、發電等至關重要,而安全隱患則會威脅水庫的正常運行,影響水源供應。通過定期排查,可以保障水庫的穩定運行,確保水源的可靠供應,同時也可以保障水庫在洪水來臨時的防洪安全,減輕災害風險。
第三,排查可以提升水庫管理者和相關人員的應急響應能力。一旦水庫發生問題,需要迅速做出應對措施,以降低事故影響。通過排查,可以加強水庫管理者和相關人員的安全意識,提升應急響應能力,使其做到事前預防、事后處理,以最大限度地減少事故損失。
由于土質松散、設計不當或外界因素,小型水庫壩體穩定性存在潛在風險,容易引發壩體滑坡、坍塌等安全隱患。壩體在長期水壓和自身重力作用下易發生變形,導致壩體內部應力分布不均,進而引發壩體失穩的風險。特別是在強降雨、地震等自然災害發生時,壩體的穩定性會受到嚴重威脅。
由于圍堰結構存在缺陷或水壓影響,小型水庫在蓄水過程中容易出現滲漏問題。滲漏會導致圍堰逐漸被破壞,從而引發水庫破壞,甚至可能發生潰壩。此外,滲漏使水庫周圍土壤飽和,進一步加劇圍堰的破壞和水庫的安全隱患。在降雨季節或蓄水高峰期,滲漏問題的嚴重性會進一步增加,導致水庫失效,威脅周邊居民和設施的安全[2]。
由于水庫設施存在不足或設計不合理,小型水庫的泄洪設施在暴雨、洪水等突發事件中無法有效排除過剩的水流,進而使水庫的洪水容量逐漸增加,增加了潰壩和洪災的風險。同時,泄洪設施的尺寸、通量、排放能力以及開啟和關閉機制的不當會導致泄洪不及時、不平穩,從而影響水庫的安全性。
小型水庫的庫容淤積問題是一個潛在的安全隱患。由于長期沉積的泥沙、水生植物生長等原因,水庫蓄水容量逐漸降低,影響水庫的防洪和蓄水功能。庫容淤積會降低水庫的調度靈活性,導致水庫在洪水期間無法充分吸納洪水,增加洪峰流量,進一步危及庫壩的安全、穩定性。
在長期蓄水和排放過程中,小型水庫受到周邊環境的污染影響,出現了水質安全問題。由于水庫周邊農業、工業和生活廢水的排放以及土壤侵蝕等因素,水庫水質受到了污染,影響了水庫的供水質量和生態環境,對附近居民的健康和環境也造成了潛在威脅。
小型水庫的監測和維護存在不足的問題,使得監測設備和人力資源難以及時了解水庫安全狀況。同時,缺乏定期巡查、維護和保養,導致水庫設施老化、損壞等問題未能及時發現和處理。此外,監測手段和技術不夠先進,導致水庫隱患無法準確預測和及時評估,增加了潛在的安全風險。
小型水庫常常位于自然環境復雜的地區,容易受到自然災害的影響,如山洪、泥石流、地震、暴雨等。這些自然災害可能導致水庫出現壩體破壞、堆積物堵塞流道、溢流道損壞等問題,進而影響水庫的蓄水和排水能力,甚至引發洪水災害,對周邊居民和基礎設施造成嚴重危害。
由于缺乏完善的管理體制和規范的運維流程,小型水庫存在管理和應急準備不足的問題。同時,管理人員可能對水庫的運行、維護和應對突發事件的應急措施了解不足,導致在面臨問題時無法迅速、有效地采取措施。此外,由于缺乏緊急預案和應急演練,管理人員在自然災害、事故或突發事件發生時無法迅速、有序地應對,增加了事故風險[3]。
在處理壩體穩定性隱患方面,需要綜合考慮多方面因素,以確保壩體能夠經受住各種力的作用,保持穩定。
(1)進行詳細的地質勘查和工程地質調查是關鍵。了解壩址的地質特征、地下水位、地質構造等信息,有助于確定合適的壩型和建設方案。
(2)在施工過程中要嚴格遵循設計要求,采取適當的施工工藝和技術,確保壩體的整體穩定性。特別是在填筑壩體的過程中,要注意控制壩體的坡度和高度,避免因不合理的填筑造成壩體滑移或坍塌。對軟基地壩址,應考慮采取加固措施,如灌漿、鋼筋混凝土墻等,以提升壩體的穩定性。
(3)合理選擇壩體填筑材料也至關重要。根據地質特點和工程要求,選用合適的填筑材料,確保其質量穩定,有利于提高壩體的整體穩定性和抗沖刷性。同時,進行土體力學性質研究,了解填筑材料的力學特性,以便能合理地設計和施工。
在處理小型水庫存在的滲漏問題時,需采取針對性的綜合施工技術,以確保水庫結構的安全穩定。
(1)進行詳細的水文地質調查和水文觀測,了解水庫周邊地質情況、地下水位、水體流動路徑等信息,有助于準確判斷滲漏原因和程度。
(2)針對滲漏問題,可采用防滲材料,如高密度聚乙烯薄膜、黏土等,進行鋪設和封堵工作,以阻止水體滲透。選擇適當的防滲材料,如防滲膜、黏土墊層等,鋪設在水庫底部和壩體內部,以減少水體的滲透。此外,可以通過注漿、灌漿等方法,將防滲材料注入滲漏源,實現封堵效果。
(3)滲漏源治理。處理水庫周邊的滲漏源,修復破損的壩體、填平滲漏縫隙等,以減少滲漏通道。采用水泥漿、砂漿等材料填充滲漏源,阻止水體的滲透。
(4)滲流控制。通過建立滲流阻力層,降低水體滲透能力。可以涂覆混凝土抗滲劑、防滲涂料等材料,增強滲流阻力,減少滲漏現象。
(5)生態修復。通過植被覆蓋、濕地建設等方式,改善水庫周邊環境,降低地下水位,減少水體滲漏。植被的根系可以增加土壤的固結,減少滲漏通道[4]。
為解決小型水庫存在的泄洪設施不足的安全隱患,確保水庫在降雨等極端情況下能夠有效排泄洪水,減輕洪災風險,應增加泄洪設施。
(1)進行詳細的水文水資源調查,了解水庫流域的降雨情況和徑流特性,為泄洪設施的設計提供準確的基礎數據。
(2)根據水庫的規模和流域特點,合理設計并增設泄洪設施。可采用的增設泄洪設施包括:①泄洪閘門。在水庫壩體上設置可控制開啟和關閉的泄洪閘門,根據不同的洪水量,逐級開啟,將洪水導流出水庫。閘門的數量和大小需根據設計洪水量位進行合理規劃。②溢流堰。在水庫壩頂或壩體上設置溢流堰,當水位升高到一定程度時,超過溢流堰高度的洪水將通過溢流堰排泄,起到泄洪的作用。③節制閘。在水庫出口設置節制閘,通過控制閘門的開閉來調節出流水量,實現泄洪的效果。可根據不同的洪水情況進行靈活調節。④泄洪隧洞。對地勢較高的水庫,可以設置泄洪隧洞,將洪水引導至隧洞,再從下游排泄,以減輕水庫壓力。⑤節制堰。在水庫流入河道處設置節制堰,通過調節堰板的高低來控制流量,達到泄洪的目的。⑥增設河道。在水庫下游增設河道,將洪水導流至下游,減輕水庫的洪水儲存壓力。
為解決小型水庫存在的庫容淤積安全隱患,需要進行庫容淤積處理,以確保水庫的正常蓄水和泄洪功能。
(1)應定期進行水庫淤積量的測量和監測,了解淤積情況及趨勢,及時掌握庫容變化。
(2)可以采取以下方式進行庫容淤積處理:①機械清淤。利用挖掘機、裝載機等機械設備,清理水庫底部和水面淤積物,恢復庫容。清淤時需注意保護水庫堤壩和周邊環境,確保施工安全。②疏浚工程。可以對淤積嚴重的水庫進行疏浚工程,采用挖泥船等專業設備進行淤泥清除,以恢復庫容。③潛水清淤。潛水員進行水下清淤作業,清除淤積物,保持水庫暢通。④人工清淤。利用人工清除水庫底部淤積物,通過清理和疏通,恢復庫容。⑤建設沉淀池。在水庫入口處設置沉淀池,通過水流減緩和沉淀,將懸浮物質沉積于池內,減少進入水庫的淤積物。⑥植被治理。在水庫周邊種植護坡植被,以加強生態防護,減少泥沙入庫,降低淤積速度。⑦引導水流。調整水流入庫的方向和速度,避免泥沙沉積于水庫底部,減少庫容淤積。
為解決小型水庫存在的水質安全隱患,應對水質安全進行處理,以保證當地居民的健康。
(1)應加強水源保護,限制非法污染源的排放,嚴格控制周邊農業、工業和生活污水的排放,確保水庫水源的純凈。(2)建立水質監測體系,定期監測和評估水庫水質,及時發現異常情況并采取相應措施。(3)在水庫周邊建設生態保護帶,種植濕地植物等,通過自然的凈化作用,過濾有害物質,提升水庫水質。(4)設置隔離層,阻止懸浮物進入水庫,降低水體渾濁度,維護水庫水質。(5)通過調控水流,保持水體循環,減少死水區,降低水質惡化風險。(6)引入水質凈化技術,如生物濾池、活性炭吸附等,去除水中有害物質,提升水質安全。(7)加強環境保護宣傳,提高周邊居民的環保意識,減少污染源的產生。(8)針對可能引發水質惡化的災害,如暴雨、洪水等,采取相應的防治措施,避免水庫水質受到損害。
為加強監測和維護,有效處理小型水庫存在的安全隱患,需建立完善的監測體系和定期維護機制。
(1)應建立全面的水庫巡查制度,定期巡查水庫周邊環境、結構設施、泄洪設備等,及時發現問題并進行記錄。
(2)采用現代化監測技術,如遙感、無人機等,實時監測水庫的變化、水位、水質等,及早發現異常情況。針對水庫結構穩定性問題,定期進行壩體變形監測,利用測量儀器和監測設備,實時監測壩體的位移、變形等參數,確保結構的穩定性。對滲漏問題,應設置滲流監測點,定期檢測水庫周邊地下水位和滲漏情況,確保不出現滲漏加劇的情況。對泄洪設施問題,需定期檢查泄洪閘門、溢流道等設備,確保在洪水來臨時正常啟閉,避免潰壩風險。
在管理過程中,為做好自然災害處理,應從多個方面加強防范和處置,以確保小型水庫的安全。
(1)針對可能發生的地質災害,如滑坡、泥石流等,需開展地質調查和災害評估,確定水庫周邊的地質風險區域,并采取相應的防范措施,如加固壩體、設置防護堤等,以減輕災害對水庫的影響。
(2)對可能發生的洪水災害,應建立完善的洪水監測和預警體系,定期評估水庫流域的洪水風險,制定合理的防洪方案,確保水庫的泄洪設施能夠及時、有效地應對洪水威脅。同時,定期開展水庫排澇演練,提高應急響應能力,確保在洪水來臨時能夠迅速采取措施。對可能發生的地震災害,應根據水庫的地震烈度等級,采取相應的抗震設防措施,確保水庫結構能夠在地震發生時保持穩定。定期進行抗震檢測和評估,發現問題及時進行修復和加固,以提高水庫的地震安全性。
(3)要加強對水庫的日常巡查和維護,及時發現和處理可能存在的隱患,確保水庫設施的正常運行和安全性。制定詳細的應急預案,明確各種自然災害情況下的處置措施和責任分工,定期組織應急演練,提高應對災害的應急能力和協同作戰能力。
為加強小型水庫的應急準備,需加強應急準備以應對可能發生的突發事件,保障水庫的安全穩定。
(1)應建立健全的應急預案體系,根據不同類型的災害和事故,制定詳細的處置流程、責任分工和資源調配方案,確保在緊急情況下能夠迅速、有序地進行應急處置。
(2)要加強人員培訓和演練,定期組織應急演練,提高相關人員的應急意識和應對能力。培訓包括應急預案的熟悉程度、緊急救援技能以及協同合作能力等方面,確保人員在發生突發事件時能夠迅速、有效地采取措施,減少損失[5]。
(3)在資源準備方面,要儲備足夠的應急物資,如救生設備、通信工具、搶險工具等,確保在緊急情況下能夠及時調用。此外,要與相關部門建立緊密的合作關系,建立災害信息共享機制,及時獲取有關災情、天氣等信息,以便做出準確的應急判斷和決策。
小型水庫的安全隱患處理不僅關乎水庫本身的穩定運行,更關系到人民生命財產的安全。在管理環節應綜合考慮壩體穩定性、滲漏問題、泄洪設施、庫容淤積、水質安全、監測維護以及自然災害和應急準備等方面的問題,并采取有針對性的措施,從源頭上消除隱患,提升小型水庫的整體安全性。