朴希金
(本溪关门山水库实业有限公司,辽宁 本溪 117100)
水库的科学管理与安全运行是充分发挥其功能效益的基本条件,提高水库安全运行管理水平涉及管理体制机制、工程监测设施、防洪灌溉以及工程管护等内容。水库工程的特殊性,决定了其应急管理制度、运行管理体系和安全监测系统等运行管理的重要性。虽然现代化技术的应用越来越多,但工程运行管理仍受到诸多条件限制,运行管理体系不完善致使水利工程功能效益无法充分发挥[1-2]。
关门山水库坐落于小汤河支流,兼具农业供水、防洪发电、水产养殖等功能,工程规模属于Ⅲ等中型水库,主要有水电站、有压泄洪输水洞、河岸式有闸正堰溢洪道、混凝土面板堆石坝构成。关门山水库现无水文自动测报系统,为及时掌握水库上游水情变化,尽早作出水库来水和泄流预报,提高水库管理调度水平,需要建设水库水文自动测报系统。水文自动测报系统覆盖范围为关门山水库以上流域,为掌握水库洪水情况和控制水库洪水运用,有必要在关门山水库坝上、坝下设立遥测水位装置。
结合关门山水库实际运行情况,现阶段其水工情自动监测系统不够完善,人工难以时刻监测且对汛情掌握不到位。2012年,虽然全线疏通了下游泄洪通道,为确保水库安全度汛仍要留足汛期滞洪库容,不断完善水情自动监测系统。目前,通过单一性的分析夏季、春季蓄水情况确定水情,很难全面了解关门山水库实际防洪状况。一般地,3月上旬至月底属于关门山水库春汛时间,在上游不发生大规模泄洪的情况下现有水情监测基本无大碍,而汛期(6-8月)若不及时实施水情监测极易发生较大的安全危机。在水情监测方面,关门山水库还未建成系统、完善的制度体系,特别是对人员的分配仍存在诸多问题,如汛期来临时值班人员存在脱岗的情况,且缺少行之有效的惩罚制度,防汛值班制度未全面贯彻落实[3-5]。
水库运行管理还存在重硬件轻软件、重平台轻内容的现象,即办公设备、通信通电、物资仓库、车船、管理用房等硬件设施完善,而信息化、智能化等系统软件相对落后,现代化运管调度较低,对实现网上缴费、物联网管理、网络办公、远程调度、无人值守等仍存在较大差距,目前缺乏实质性内容,对提升水库调度实际效用非常有限。
关门山水库曾于1977年8月开工,当时是按拱坝方案初步设计施工,先后完成了泄洪输水洞开挖及洞身混凝土衬砌、两坝肩开挖以及副坝坝基开挖等项工程,至1979年12月因国民经济调整而暂停。1985年6月,根据水电厅领导安排和堆石坝方案要求,在“三通一平”人员、设备进场基本就绪的情况下,开始清理坝基为堆石坝填筑做准备,同年12月开挖施工导流洞。1986年4月围堰截流成功,导流洞打通,7月末大坝堆石填筑形象进度上游侧326.90m高程、下游侧327.60m高程,平均高出地面2m,先后经受两次过流考验,坝面过流后,经清理继续填筑。1988年4月大坝填筑先后达到376.0m高程,开始浇筑上游面板混凝土,同年8月提前落闸蓄水,10月面板混凝土浇筑全部结束,12月大坝全面达到设计高程,基本建成。
受限于当时的建设标准、施工质量、经济环境、项目投资等条件,水库施工质量不达标,后经扩建改修仍存在许多问题。例如,面板表面存在横向与纵向裂缝,面板间纵缝止水材料老化、破碎,防浪墙局部有裂缝;溢洪道左边墩裂缝渗漏,挑坎下游基岩掏蚀、渗漏,进口段导流墙顶高程不满足要求,左侧山体岩石破碎,山体不稳;溢洪道进口导流墙混凝土剥蚀、漏筋,泄槽底板及边墙裂缝,挑坎前缘底板脱空;输水泄洪洞出口无消能设施,闸门关闭不严、漏水严重等。综上分析,鉴于关门山水库现存着多处安全隐患,已经影响水库的安全运行且防洪位置比较重要,为维护社会稳定、保障区域经济发展,急需对水库实施了除险加固。
关门山水库建成后,有1987-2004年未经整编的水库观测资料,与小汤河东邻的太子河南支南甸站,控制面积765 km2,有1958-2004年计47年流量资料;小汤河无实测洪水流量资料,小汤河与太子河南支相邻,两流域植被、上游河道、降水、洪水基本一致,太子河南支有南甸水文站,且实测洪水资料较长。
目前,关门山水库资料管理人员较少,从而使得现行情况下数据资料管理极易出现纰漏,部分资料缺失势必会影响水库的防洪调度和安全运行。
通过分析现有管理制度发现,关门山水库维修养护与运行管理经费尚未形成面向服务付费的机制,目前仅面向事业单位拨付,而事业单位基本支出预算偏高导致了低效率、高浪费的政府失灵问题。调查显示,实际用于水库维护的经费占比低于40%,而管理人员基本支出达到60%,还未实现对水库内部经营性、公益性功能费用的独立核算,这对面向服务付费机制的形成造成不利影响。因此,由于地方财政有限,无法按时足额保证关门山水库的日常维修养护经费,同时水库运行管理人员工资也无法得以保障。水库工程公益性补偿未落实,使得水库长期处于亏损运行状态,对水库的维修养护和水利工作者的积极性带来不利影响。
目前,关门山水库管理部门对该水库进行了除险加固工程建设,主要是维修了水库面板堆砌石坝进行防渗面板处理;对混凝土防浪墙进行补强处理和加固两侧的坝头;对水库溢洪道底板进行混凝土补强处理;对溢洪道左岸山体危害岩石进行削坡处理;对泄洪输水洞进行加固处理;对上坝公路和防洪护岸工程进行修建,改造溢洪道下游尾水渠;拆除重建下游进场的公路桥,同时更换必要的机电设备设施等。
目前,对关门山水库已完成除险加固整治,虽然配套了相应的安全监测设施,但未搭建自动化、效益化、网络化安全监测系统,因监测设施不配套水库运行管理机构仍然无法准确掌握水库的实际运行状况,所以水库安全运行管理还包括安全监测系统的更新。其中,决策支持系统、专家系统等是安全监测系统更新的核心,要考虑大坝安全定检经验以及现有监测数据资料,结合洪水预警预报、通信通讯系统、水工水情、水库联合调度、水文气象等建设安全防汛管理体系,确保水库的安全运行和区域安全度汛。同时,可以在自动监测系统数据采集软件中设置自动报警、巡测及在线诊断等功能,由此实现无人或少人值守的目标,并为数据分析、系统维护等提供有利条件。此外,信息化的加快促进了水库安全监测的自动化、网络化发展,为顺应时代发展要求有必要加快安全监测系统的更新,运用完善的水工情监测系统保证关门山水库的安全运行,图1反映了水库运行管理流程。
图1 水库安全运行管理流程
3.3.1 做好前期准备
防汛抢险与水库安全运行密切相关,所以各管理部门要给予高度的重视,切实做好防汛抢险、防洪抗灾等各项准备工作,具体包括:①考虑水情水势和水库运行现状制定安全可行、符合实际的防汛预案;②备足小型运输车辆、土料、塑料编织袋、防汛沙石、抢险工具等防汛物料,明确安全撤离路线及洪水区居民撤离地点;③根据水库管理现状建立值班管理制度,对存在缺陷的水库实施空库度汛、水库放空等预防性防汛策略;④贯彻落实防汛责任,科学组织队伍完成防汛值班工作,对各防洪防汛要点设定24h值班制度,做好交接班人员工作并确保防汛信息的及时交流;⑤为避免发生紧急防汛时间要约束工作人员行为,严格控制在防洪区出现聚集聊天和留宿的情况。
3.3.2 加强安全巡查
做好防汛度汛工作要点还包括日常巡查,巡查部位主要涉及主副坝、溢洪道、库区周边、放水涵管、坝体渗漏监测、防水闸门启闭机构等。水库日常巡查包括定期、不定期两种方式,定期巡查是以规定的次数、时间对水库实施常规的检查,而不定期巡查是对水库及其周边发生的山洪、强降雨、地震破坏、恐怖活动等特殊情况实施检查,不受空间、时间、次数的限制。对水库实行常规检查有利于发现事故前期预兆、排查检漏等,对此必须严禁、认真的对待,切忌流于形式或者思想麻痹,同时确保巡查记录要相近完好。
水文资料是评价水库防洪功能的重要资料,它是水库除险加固方案设计、水库功能论证与调整等的主要依据,对此必须深入分析、准确计算水文数据,因此水文资料的保存、整理和收集也是运行管理的重点。一般地,水文资料包括平均降水量、库容量、进出库水量、水库水位等,水文资料的保存、整理与收集工作应安排专人负责。采用专业的计算软件替代传统的水文资料表格化处理、手工计算处理方法,由此保证水文工作效率的提升和数据处理的精准度。水库安全管理人员应严格按照要求保存档案资料,通过历年数据资料的科学对比及妥善保存实现标准化水库运行管理。
水库运行管理应以效率导向为原则,将面向事业单位拨款的水库维修养护与运行管理经费支付核算机制转成面向服务的支付核算机制。以项目为单位、以社会平均成本为基础核算水库维修养护与运行管理经费,以核算缺口作为付费额度的计算依据,支付时选用运营绩效挂钩浮动的方式。例如,若成本回收与合理回报无法从经营性收入满足时,可利用公共服务(即使用者付费)补充此部分经费;若成本回收与合理回报在使用者付费后仍无法满足,则以购买一种或多种服务的形式(如优惠政策、配套资源、支付现金等)给予经济补助等。由此,解决水库养护经费不足的问题。
系统完善的运行管理体制,有利于及时准确的掌握水库汛情,向各相关部门快速的传达汛情,为流域内防洪单位洪水调度以及防洪部门掌握汛情变化提供可靠支撑,为防洪调度的全面部署提供决策依据。水库安全运行管理覆盖范围广、涉及内容多且实施过程复杂,必须明确运行管理要点,贯彻落实相关管理制度,因此对水库度汛安全问题采取有效的防范措施具有重要意义。