濮国鹏
高台县红崖子水利管理所,甘肃高台 734300
作为农村水资源的重要组成部分,小型水库在农田灌溉、生活用水等方面具有不可替代的作用。然而,随着气候变化、环境压力以及工程自身老化等因素的影响,小型水库的安全问题逐渐凸显,对农村社会经济稳定和人民生命财产安全具有潜在的威胁。
然而,尽管已有一些关于小型水库安全隐患的研究,但在实际处理过程中仍存在一些不足之处。现有研究主要关注对单一因素的分析,较少综合考虑多种因素相互作用对水库安全的影响。同时,不同地区、不同类型小型水库的安全问题缺乏系统性、针对性的分析和指导,导致一些特定问题的解决方法尚未得到广泛应用。此外,现有研究往往侧重于理论探讨,对实际操作中的问题缺乏具体的操作性建议。
为了解决这些问题,应深入分析小型水库存在的安全隐患,探讨针对不同类型水库的处理方法,为农村水库的安全运行提供科学、合理的指导。通过综合考虑不同因素的相互影响,结合实际操作需求,力求提出一套系统性的安全隐患处理方案,以确保小型水库在各种条件下都能够保持稳定、安全的状态,为农村经济发展和人民生活带来持续的利益[1]。
小型水库是人们生产生活中常见的水利设施,虽然规模相对较小,但其安全隐患却不容忽视。进行小型水库存在的安全隐患排查具有重要意义。
第一,排查可以及早发现水库工程的潜在风险,预防事故发生。水库在长期的自然环境和人为使用过程中容易出现各种问题,如坝体渗漏、坝体破损、泄洪设施堵塞等,容易导致水库溃坝、泄洪不畅等严重后果。通过排查,可以及时发现这些问题,并采取相应的修复和改进措施,避免事故的发生。
第二,排查可以提升水库的运行管理水平,保障水源供应和防洪安全。这对灌溉、供水、发电等至关重要,而安全隐患则会威胁水库的正常运行,影响水源供应。通过定期排查,可以保障水库的稳定运行,确保水源的可靠供应,同时也可以保障水库在洪水来临时的防洪安全,减轻灾害风险。
第三,排查可以提升水库管理者和相关人员的应急响应能力。一旦水库发生问题,需要迅速做出应对措施,以降低事故影响。通过排查,可以加强水库管理者和相关人员的安全意识,提升应急响应能力,使其做到事前预防、事后处理,以最大限度地减少事故损失。
由于土质松散、设计不当或外界因素,小型水库坝体稳定性存在潜在风险,容易引发坝体滑坡、坍塌等安全隐患。坝体在长期水压和自身重力作用下易发生变形,导致坝体内部应力分布不均,进而引发坝体失稳的风险。特别是在强降雨、地震等自然灾害发生时,坝体的稳定性会受到严重威胁。
由于围堰结构存在缺陷或水压影响,小型水库在蓄水过程中容易出现渗漏问题。渗漏会导致围堰逐渐被破坏,从而引发水库破坏,甚至可能发生溃坝。此外,渗漏使水库周围土壤饱和,进一步加剧围堰的破坏和水库的安全隐患。在降雨季节或蓄水高峰期,渗漏问题的严重性会进一步增加,导致水库失效,威胁周边居民和设施的安全[2]。
由于水库设施存在不足或设计不合理,小型水库的泄洪设施在暴雨、洪水等突发事件中无法有效排除过剩的水流,进而使水库的洪水容量逐渐增加,增加了溃坝和洪灾的风险。同时,泄洪设施的尺寸、通量、排放能力以及开启和关闭机制的不当会导致泄洪不及时、不平稳,从而影响水库的安全性。
小型水库的库容淤积问题是一个潜在的安全隐患。由于长期沉积的泥沙、水生植物生长等原因,水库蓄水容量逐渐降低,影响水库的防洪和蓄水功能。库容淤积会降低水库的调度灵活性,导致水库在洪水期间无法充分吸纳洪水,增加洪峰流量,进一步危及库坝的安全、稳定性。
在长期蓄水和排放过程中,小型水库受到周边环境的污染影响,出现了水质安全问题。由于水库周边农业、工业和生活废水的排放以及土壤侵蚀等因素,水库水质受到了污染,影响了水库的供水质量和生态环境,对附近居民的健康和环境也造成了潜在威胁。
小型水库的监测和维护存在不足的问题,使得监测设备和人力资源难以及时了解水库安全状况。同时,缺乏定期巡查、维护和保养,导致水库设施老化、损坏等问题未能及时发现和处理。此外,监测手段和技术不够先进,导致水库隐患无法准确预测和及时评估,增加了潜在的安全风险。
小型水库常常位于自然环境复杂的地区,容易受到自然灾害的影响,如山洪、泥石流、地震、暴雨等。这些自然灾害可能导致水库出现坝体破坏、堆积物堵塞流道、溢流道损坏等问题,进而影响水库的蓄水和排水能力,甚至引发洪水灾害,对周边居民和基础设施造成严重危害。
由于缺乏完善的管理体制和规范的运维流程,小型水库存在管理和应急准备不足的问题。同时,管理人员可能对水库的运行、维护和应对突发事件的应急措施了解不足,导致在面临问题时无法迅速、有效地采取措施。此外,由于缺乏紧急预案和应急演练,管理人员在自然灾害、事故或突发事件发生时无法迅速、有序地应对,增加了事故风险[3]。
在处理坝体稳定性隐患方面,需要综合考虑多方面因素,以确保坝体能够经受住各种力的作用,保持稳定。
(1)进行详细的地质勘查和工程地质调查是关键。了解坝址的地质特征、地下水位、地质构造等信息,有助于确定合适的坝型和建设方案。
(2)在施工过程中要严格遵循设计要求,采取适当的施工工艺和技术,确保坝体的整体稳定性。特别是在填筑坝体的过程中,要注意控制坝体的坡度和高度,避免因不合理的填筑造成坝体滑移或坍塌。对软基地坝址,应考虑采取加固措施,如灌浆、钢筋混凝土墙等,以提升坝体的稳定性。
(3)合理选择坝体填筑材料也至关重要。根据地质特点和工程要求,选用合适的填筑材料,确保其质量稳定,有利于提高坝体的整体稳定性和抗冲刷性。同时,进行土体力学性质研究,了解填筑材料的力学特性,以便能合理地设计和施工。
在处理小型水库存在的渗漏问题时,需采取针对性的综合施工技术,以确保水库结构的安全稳定。
(1)进行详细的水文地质调查和水文观测,了解水库周边地质情况、地下水位、水体流动路径等信息,有助于准确判断渗漏原因和程度。
(2)针对渗漏问题,可采用防渗材料,如高密度聚乙烯薄膜、黏土等,进行铺设和封堵工作,以阻止水体渗透。选择适当的防渗材料,如防渗膜、黏土垫层等,铺设在水库底部和坝体内部,以减少水体的渗透。此外,可以通过注浆、灌浆等方法,将防渗材料注入渗漏源,实现封堵效果。
(3)渗漏源治理。处理水库周边的渗漏源,修复破损的坝体、填平渗漏缝隙等,以减少渗漏通道。采用水泥浆、砂浆等材料填充渗漏源,阻止水体的渗透。
(4)渗流控制。通过建立渗流阻力层,降低水体渗透能力。可以涂覆混凝土抗渗剂、防渗涂料等材料,增强渗流阻力,减少渗漏现象。
(5)生态修复。通过植被覆盖、湿地建设等方式,改善水库周边环境,降低地下水位,减少水体渗漏。植被的根系可以增加土壤的固结,减少渗漏通道[4]。
为解决小型水库存在的泄洪设施不足的安全隐患,确保水库在降雨等极端情况下能够有效排泄洪水,减轻洪灾风险,应增加泄洪设施。
(1)进行详细的水文水资源调查,了解水库流域的降雨情况和径流特性,为泄洪设施的设计提供准确的基础数据。
(2)根据水库的规模和流域特点,合理设计并增设泄洪设施。可采用的增设泄洪设施包括:①泄洪闸门。在水库坝体上设置可控制开启和关闭的泄洪闸门,根据不同的洪水量,逐级开启,将洪水导流出水库。闸门的数量和大小需根据设计洪水量位进行合理规划。②溢流堰。在水库坝顶或坝体上设置溢流堰,当水位升高到一定程度时,超过溢流堰高度的洪水将通过溢流堰排泄,起到泄洪的作用。③节制闸。在水库出口设置节制闸,通过控制闸门的开闭来调节出流水量,实现泄洪的效果。可根据不同的洪水情况进行灵活调节。④泄洪隧洞。对地势较高的水库,可以设置泄洪隧洞,将洪水引导至隧洞,再从下游排泄,以减轻水库压力。⑤节制堰。在水库流入河道处设置节制堰,通过调节堰板的高低来控制流量,达到泄洪的目的。⑥增设河道。在水库下游增设河道,将洪水导流至下游,减轻水库的洪水储存压力。
为解决小型水库存在的库容淤积安全隐患,需要进行库容淤积处理,以确保水库的正常蓄水和泄洪功能。
(1)应定期进行水库淤积量的测量和监测,了解淤积情况及趋势,及时掌握库容变化。
(2)可以采取以下方式进行库容淤积处理:①机械清淤。利用挖掘机、装载机等机械设备,清理水库底部和水面淤积物,恢复库容。清淤时需注意保护水库堤坝和周边环境,确保施工安全。②疏浚工程。可以对淤积严重的水库进行疏浚工程,采用挖泥船等专业设备进行淤泥清除,以恢复库容。③潜水清淤。潜水员进行水下清淤作业,清除淤积物,保持水库畅通。④人工清淤。利用人工清除水库底部淤积物,通过清理和疏通,恢复库容。⑤建设沉淀池。在水库入口处设置沉淀池,通过水流减缓和沉淀,将悬浮物质沉积于池内,减少进入水库的淤积物。⑥植被治理。在水库周边种植护坡植被,以加强生态防护,减少泥沙入库,降低淤积速度。⑦引导水流。调整水流入库的方向和速度,避免泥沙沉积于水库底部,减少库容淤积。
为解决小型水库存在的水质安全隐患,应对水质安全进行处理,以保证当地居民的健康。
(1)应加强水源保护,限制非法污染源的排放,严格控制周边农业、工业和生活污水的排放,确保水库水源的纯净。(2)建立水质监测体系,定期监测和评估水库水质,及时发现异常情况并采取相应措施。(3)在水库周边建设生态保护带,种植湿地植物等,通过自然的净化作用,过滤有害物质,提升水库水质。(4)设置隔离层,阻止悬浮物进入水库,降低水体浑浊度,维护水库水质。(5)通过调控水流,保持水体循环,减少死水区,降低水质恶化风险。(6)引入水质净化技术,如生物滤池、活性炭吸附等,去除水中有害物质,提升水质安全。(7)加强环境保护宣传,提高周边居民的环保意识,减少污染源的产生。(8)针对可能引发水质恶化的灾害,如暴雨、洪水等,采取相应的防治措施,避免水库水质受到损害。
为加强监测和维护,有效处理小型水库存在的安全隐患,需建立完善的监测体系和定期维护机制。
(1)应建立全面的水库巡查制度,定期巡查水库周边环境、结构设施、泄洪设备等,及时发现问题并进行记录。
(2)采用现代化监测技术,如遥感、无人机等,实时监测水库的变化、水位、水质等,及早发现异常情况。针对水库结构稳定性问题,定期进行坝体变形监测,利用测量仪器和监测设备,实时监测坝体的位移、变形等参数,确保结构的稳定性。对渗漏问题,应设置渗流监测点,定期检测水库周边地下水位和渗漏情况,确保不出现渗漏加剧的情况。对泄洪设施问题,需定期检查泄洪闸门、溢流道等设备,确保在洪水来临时正常启闭,避免溃坝风险。
在管理过程中,为做好自然灾害处理,应从多个方面加强防范和处置,以确保小型水库的安全。
(1)针对可能发生的地质灾害,如滑坡、泥石流等,需开展地质调查和灾害评估,确定水库周边的地质风险区域,并采取相应的防范措施,如加固坝体、设置防护堤等,以减轻灾害对水库的影响。
(2)对可能发生的洪水灾害,应建立完善的洪水监测和预警体系,定期评估水库流域的洪水风险,制定合理的防洪方案,确保水库的泄洪设施能够及时、有效地应对洪水威胁。同时,定期开展水库排涝演练,提高应急响应能力,确保在洪水来临时能够迅速采取措施。对可能发生的地震灾害,应根据水库的地震烈度等级,采取相应的抗震设防措施,确保水库结构能够在地震发生时保持稳定。定期进行抗震检测和评估,发现问题及时进行修复和加固,以提高水库的地震安全性。
(3)要加强对水库的日常巡查和维护,及时发现和处理可能存在的隐患,确保水库设施的正常运行和安全性。制定详细的应急预案,明确各种自然灾害情况下的处置措施和责任分工,定期组织应急演练,提高应对灾害的应急能力和协同作战能力。
为加强小型水库的应急准备,需加强应急准备以应对可能发生的突发事件,保障水库的安全稳定。
(1)应建立健全的应急预案体系,根据不同类型的灾害和事故,制定详细的处置流程、责任分工和资源调配方案,确保在紧急情况下能够迅速、有序地进行应急处置。
(2)要加强人员培训和演练,定期组织应急演练,提高相关人员的应急意识和应对能力。培训包括应急预案的熟悉程度、紧急救援技能以及协同合作能力等方面,确保人员在发生突发事件时能够迅速、有效地采取措施,减少损失[5]。
(3)在资源准备方面,要储备足够的应急物资,如救生设备、通信工具、抢险工具等,确保在紧急情况下能够及时调用。此外,要与相关部门建立紧密的合作关系,建立灾害信息共享机制,及时获取有关灾情、天气等信息,以便做出准确的应急判断和决策。
小型水库的安全隐患处理不仅关乎水库本身的稳定运行,更关系到人民生命财产的安全。在管理环节应综合考虑坝体稳定性、渗漏问题、泄洪设施、库容淤积、水质安全、监测维护以及自然灾害和应急准备等方面的问题,并采取有针对性的措施,从源头上消除隐患,提升小型水库的整体安全性。