河北省小型水库安全状态及除险加固建议

王永亮，赵 逊

(河北省水利科学研究院，河北石家庄050051)

1 河北省小型水库建设历史过程

河北省北部的燕山山脉及西部的太行山脉环抱着河北平原，山区约占全省面积的51.7%。省内河流主要分海河及滦河两大水系，众多支流自太行山、燕山山脉汇集向天津、唐山方向入海。全省降雨在地区、季节和年际之间很不均匀，70%～80%的降雨集中在7～9月份，多数年份出现先旱后涝、旱涝交替的现象，1368～1948年的580年间，历史记载共发生水灾383次、旱灾407次[1、2]。

新中国成立以来，河北省的水库工程经历了从无到有、从少到多、从低标准到较高标准的发展阶段。1956年在邯郸地区内邱县和石家庄地区行唐县开始兴建小型水库，1958年在“大跃进”形式下，水利事业以“以蓄为主、小型为主、群众自办为主”为指导方针，掀起了水库建设的热潮，至60年代初，在太行山、燕山山区建成了一大批小型水库，平原地区也利用洼淀修建了部分平原水库。这一时期修建的小型水库缺乏严格的基建程序，在水文和地质勘察、设计、施工等方面均存在严重准备不足，实行边规划、边设计、边施工，一些施工规范也未得到贯彻执行。1963年海河流域发生特大洪水，许多小水库被冲毁、淤平，平原水库也由于引起周边土地盐碱化而被迫扒除。1965年《海河流域防洪规划（讨论稿）》提出了“上蓄、中疏、下排”治水方针，这一时期对已建小型水库进行了保坝洪水演算，改建、扩建了部分水库，新建水库较少。进入70年代之后，由于气候连年干旱，以灌溉为主的小型水库继续兴建[2-4]。至80年代末，小型水库兴建期基本结束。

2 河北省小型水库基本情况

据小（1）型水库历史统计资料，河北省20世纪50年代兴建小（1）型水库69座（失事、报废未统计），占36%，60年代建成21座，占11%，70～80年代初新建102座，占53%[2]。据2010年水库注册登记数据（以下未注明处均为此年份数据），河北省在册小型水库共1 031座，其中小（1）型水库192座，小（2）型水库839座。20世纪50年代建成小型水库127座，占12%，60年代建成小型水库69座，占7%，70年代建成小型水库710座，占69%，80年代之后建成小型水库125座，占12%。河北省各市、各水系小型水库数量见表1、表2。

表1 河北省各市小型水库数量统计表Table 1 :The amount of small-sized reservoirs in each city of Hebei province

表2 河北省各水系小型水库数量统计表Table 2 :The amount of small-sized reservoirs in each catchment of Hebei province

在册的1 031座小型水库总库容8.12亿m3，兴利库容 4.24 亿 m3，调洪库容 3.73 亿 m3，灌溉面积6.88万ha。其中土坝798座，占77.4%；浆砌石坝143座，占13.9%；堆石坝、土石混合坝共86座，占8.3%；混凝土坝4座，占0.4%。

表3 河北省小型水库坝型统计表Table 3 :Dam types of small-sized reservoirs in Hebei province

3 水库安全状况

经过长时间的运行，加之原设计、施工的先天不足，大部分小型水库均存在诸多病险隐患。2007年以来，经过安全鉴定的小型水库中，三类坝共671座，占65.1%，其中小（1）型三类坝120座（62.5%），小（2）型三类坝551座（65.7%）。

小型病险水库的主要问题包括防洪标准低、坝体不稳定、渗漏严重以及工程破损严重等。

3.1 防洪标准不满足要求

根据统计数据，病险水库中65.6%的防洪标准不满足要求。其原因主要包括几个方面：一是溢洪道未开挖至设计断面，导致泄流能力不足；二是现状坝顶高程低于设计值，导致调洪能力不足；三是粘土心墙（斜墙）顶高程偏低，不满足现行规范要求；四是按最新水文及地形数据复核，来水超过调蓄能力。

表4 河北省小型水库主要病险情况统计表Table 4 :Main defects with the small-sized reservoirs in Hebei province

3.2 结构安全不满足要求

对于土石坝，大部分是由于坝坡过陡造成抗滑稳定不满足要求，许多大坝坡比陡于1∶1.5。部分浆砌石坝的基底应力不均匀系数超规范允许值，少数坝体拉应力计算值偏大。

3.3 渗流安全不满足要求

许多土坝就地取材且碾压质量偏低；有的坝基砂砾层防渗处理效果不好；部分粘土斜墙施工质量差，实际已发生渗透破坏；部分大坝下游未设排水设施或排水设施损坏；在现场调查中发现，有些土坝下游坝坡存在渗水，许多大坝下游存在沼泽化甚至大面积积水。部分浆砌石坝多处开裂、砂浆脱落，有的坝体胶结材料采用石灰土，有的两岸岩体裂隙发育，许多坝体大面积渗漏甚至存在喷射状水流。

3.4 其它问题

通过现场调查发现，许多小型水库还存在以下问题：坝顶宽度过窄、坝体由于冲刷或耕种破损严重、放水洞进出口损坏、溢洪道抗冲能力不足、导流墙长度不足导致泄洪冲刷坝脚、无上坝路等。

4 除险加固建议

我国政府已充分意识到小型水库病险情况的严重性，近年来逐步加大除险加固工作力度。中发[2011]1号文更是明确了在新形势下水利的战略地位，提出“十二五”期间全面完成小型水库除险加固建设[5]。河北省2007～2009年有120座小（1）型水库列入除险加固规划，2010年有250座小（2）型水库列入水利部除险加固规划，2011年有300座小（2）型水库列入省内除险加固规划。

小型病险水库由于数量众多、任务繁重，应因地制宜地制定除险加固指导意见。水利部办规计[2011]206号文提出，小（2）型病险水库除险加固工程重点安排直接关系水库安全运行的挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、基础及两岸坝肩的加固处理，以及与运行安全有关的闸门、启闭设备的改造，适当安排必要的安全监测、通信报警和管护用房建设，从严控制防汛道路建设[6]。针对河北省小型病险水库存在的主要问题，应本着“安全可靠、节约投资”的原则，合理安排加固工程措施。

4.1 防洪达标措施

河北省大多小型水库以蓄水灌溉为主要功能，并且放水设施为洞径很小的涵管，不适合采取降低汛限水位的非工程措施。此类水库在地质、地形及下游条件合适的情况下，宜选用改扩建原溢洪道的方案；若坝体由于沉降或破损导致坝顶高程不足时，应考虑恢复坝顶高程；采取增设或加高防浪墙解决坝顶超高不足问题时，墙高不宜大于1.2 m；粘土心墙（斜墙）顶高程不足时，应加高防渗体高程。

4.2 土石坝坝坡稳定处理

应分析坝坡不稳的具体原因，结合坝型、坝高、地形等因素，综合考虑放缓边坡、坝坡培厚等方案；对坝顶路面过窄的，宜考虑坝坡培厚，路面一般可采用泥结碎石以满足防汛抢险需要；上游护坡应采用原材料种类进行返修、加固，下游护坡应尽量简化。

4.3 防渗处理

对于坝基渗漏，若覆盖层和透水层厚度较小、水库可放空，可采用截水槽或水平铺盖，否则应考虑采用垂直防渗措施；对于清基不彻底、断层破碎带引起的坝基或绕坝渗漏，可采用灌浆措施；对坝后沼泽化、坝基有承压水的情况，可选用透水盖重或减压井。对于土石坝坝体渗漏，一般不宜采用混凝土防渗墙型式，可采用土工合成材料或粘土斜墙等防渗措施。

4.4 泄水建筑物除险加固

河北省小型水库的泄水建筑物绝大多数为开敞式溢洪道，存在的主要问题包括泄流能力不足、浆砌石结构破损、抗冲能力不足、泄洪冲刷坝脚等。对于泄流能力不足，改扩建时应结合地形地质条件进行扩宽、加深方案必选，鉴于干旱缺水的实际情况，条件允许时应优先采用扩宽方案；对于布置在坝头的溢洪道，应复核隔墙的稳定、高度及长度，避免泄洪冲刷或回流淘刷坝脚；对于土质基础应进行必要的护砌。

4.5 输水建筑物除险加固

河北省小型水库的输水建筑物绝大多数为坝下涵管，存在的主要问题是进出口浆砌石破损、进口淤堵、闸阀损坏，少数存在管涵断裂、管周渗漏等现象。应采取的除险加固措施包括进出口修复、闸阀更新。因管周填土质量导致的渗漏，可采取进口段开挖回填、涵管外增设截水环、对接触部位进行灌浆、出口部位进行贴坡反滤排水和导渗沟等措施。若管身发生严重破坏，应废除重建。

4.6 运行管理

绝大多数小（2）型水库未设安全监测及管理设施，在除险加固中应设置水尺、通讯报警、管护用房等必要的设施。国内已研发生产小型水库自动化监控设备，可监测雨量、水位、视频信息，有条件的重点小型水库可适当地应用这些监控设备。

5 结语

小型水库作为大中型水库的补充，对当地的防洪、灌溉、养殖等发挥了重要作用。同时纵观小型水库的建设发展历程，也存在许多失败的经验教训。经过三、四十年的运用，积累的隐患已经严重威胁工程的安全，进行除险加固迫在眉睫。在“十二五”期间要完成如此众多的小型水库除险加固，在资金筹措、勘察设计、工程施工、建设管理等方面都将面临严峻的考验。

[1]何树勋.河北省水库建设成就辉煌[J].海河水利，1984，（03）：67-69.

[2]张妥.河北科学技术志[M].北京：中国科学技术出版社，1993.

[3]张发生.河北省水库建设成就回顾[J].河北水利，2009,(09)：20-21.

[4]冷斌,张宝福,赵志民,等.海河志[M].北京：中国水利水电出版社，1998.

[5]中共中央国务院.关于加快水利改革发展的决定[Z].2011.

[6]水利部办公厅.关于印发小（2）型病险水库除险加固工程初步设计指导意见的通知[Z].2011.