维普资讯 http://www.cqvip.com 小水电２００４年第６期（总第１２０期） 技术 水利工程安全隐患与病害特点 蔡 新（南京水利科学研究院 江苏南京 ２１００２９） 黄健夫（启东市水利局 江苏启东‘２２６２００） 【摘 要】综述了水库、水闸、堤防等主要水利工程的安全问题现状，指出了目前￣Ｆ４，１工程普遍存在的标准偏低、建设 质量较差、老化病险严重、工程运行管理薄弱等问题，为除险加固设计提供参考依据。 【关键词】水利工程水库 闸门 堤防安全分析除险加固 ｌ 网舌 水利是国民经济的命脉。水利工程主要涵盖水 库工程、水闸工程和堤防工程等。我国地域辽阔， ｌ２０万ｔ；水库形成的水面可有效地改善环境，调 节气候，还可开发旅游等综合经营。 时，我国有大型水库６座，中型水库ｌ７ 座。远远不能满足兴利除害的要求。建国初期我国 兴建了官厅、大伙房、梅山、佛子岭等一批大型水 库，到目前我国已建成约８．４万座水库，其中大型 水库４２０座，中型水库２７００多座，小型水库约８．１ 万座，它们为我国国民经济的发展、改善人民生活 发挥了巨大的经济效益和社会效益。 ２．２水库安全问题现状 水文、地质、气候等自然条件相差悬殊，降水和河 川径流时空分布很不均匀，这些都决定了除水害、 兴水利的重要性。我国历代善治国者均以治水为 重，从大禹治水到都江堰工程以及许多古人留下的 水利工程，均昭示了我国治水历史与华夏文明一样 源远流长。新中国成立后，党和十分重视水 利，进行了大规模的水利建设，取得了辉煌的成 就。对促进我国国民经济发展、提高人民生活水 平、保障社会稳定作出了巨大贡献。但由于历史原 因，不同时期修建的水利工程中普遍存在着标准偏 低、建设质量较差、老化病险失修严重、工程管理 落后、配套设施不全、缺乏良性运行管理机制等问 题，正在制约着水利行业的可持续发展。 １）防洪能力不足。主要表现在防洪标准低或 防洪设施不健全。大坝顶高程不满足规范要求。部 分水库修建时，江河实测水文系列短，实测大暴 雨、大洪水的记录很少。目前，将水文系列延长并 按现行规范重新复核后，这些水库的洪水标准均达 不到部颁近期标准，部分小型水库建坝时未进行洪 水设计，因此洪水漫顶导致小型水库垮坝的事例占 的比例较高。也有水库根本无泄洪设施，既使有也 多存在着泄洪能力不足，溢洪道结构安全不满足要 求等问题。如１９７５年８月，淮河上游大洪水，板 桥、石漫滩两座水库因防洪标准不够垮坝失事。 ２）工程建设质量较差。我国现有水库大多数 ２水库工程 ２．１ 概述 水库是重要的水利基础设施和水源工程。在以 水库、堤防、蓄滞洪区为主体的抗、排、滞、分相 结合的防洪工程体系中起控制作用。在江河上修建 水库调蓄来水，可以大大提高河道的防洪标准，降 低下游洪水泛滥成灾的频率。 我国水库所拥有的库容总量为５１００多亿ｍ ， 它除了具有巨大的抗蓄及调节洪峰能力外，还在灌 建于上世纪５０～７０年代，限于当时的技术水平和 国家财力，边勘察、边设计、边施工的“三边”工 程居多。多数设计和施工队伍技术水平较低，设备 简陋，土法上马，使水库建设质量先天不足，隐 患多。 溉、发电、供水等方面创造着巨大的效益。水库控 制的灌溉总面积达２．４亿多亩；全国水电装机容量 已经突破１亿ｋＷ，水库每年向城市供水约２００ 亿ｍ ；水库拥有养殖面积３０００万亩；年产鱼约 ３）设施不配套，工程老化失修。我国现有水 库大多数已运行了３０～４０多年，工程本身进入老 化期，结构物、设备、设施老化严重。水库主体工 程原有配套设施不完善，大中型水库监测设施不配 ３Ｓ · 维普资讯 http://www.cqvip.com 技术交流 套或者老化破损，小型水库基本无监测设施，有的 防汛交通不便，通讯设施不具备，一旦发生险情难 以有效组织抢险和及时通知下游群众转移。 ４）大坝渗（漏）水严重，渗流不安全。在小 型水库中尤为突出，如坝基渗漏、下游坡散浸、集 中渗流、绕渗严重、坝后管涌、沼泽化等。渗流不 安全是比较突出的病害，且该类问题往往会演变为 管涌或坝坡失稳，造成严重后果。 ５）大坝体形单薄，坝坡过陡，结构安全不满 足规范要求，大坝或建筑物的抗震性能差。主要表 现在大坝断面不足，坝体裂缝，坝坡坝体抗滑不稳 定。如福建东张水库宽缝重力坝和广东锦江水库浆 砌石重力坝坝体抗滑不稳定等。很多水库大坝无抗 震设计，因此在地震区的水库很可能难以排除抗震 不满足要求的隐患。由于这种隐患只有在地震时才 得到表现，往往低估地震危害。 ６）白蚁危害。在气候湿润地区，白蚁危害普 遍存在，南方诸省较为严重。土栖白蚁危害的主要 是土质坝。其中黑翅大白蚁和黄翅大白蚁危害 最大。 ７）水库工程管理薄弱。水库水文测报、大坝 观测系统不完善，设施陈旧落后。管理机构不健 全、管理人员缺乏、素质偏低、运行管理经费短 缺，使水库维护保养工作进行困难。工程老化失 修，长期带病运行，往往发生小病不治最终酿成大 祸的后果。 ３水闸工程 ３．１ 概述 水闸是修建在河道上的控制性水工建筑物，属 于水利基础设施，是江河湖泊防洪体系的重要组成 部分。水闸属于低水头水工建筑物，其挡水高度一 般不超过１５ｍ，上下游最大水位差一般不大于 １０ｍ。 ‘ 我国已建成的由各级水行政部门管理的 大、中型水闸共约３８００座。其中过闸流量达 １０００ｍ３／ｓ以上的大型水闸约５００座；流量在１１３０— １１３００ｍ３／ｓ的中型水闸约３３００座。还有流量在ｌ０— １１３０ｍ３／ｓ的小型水闸４．７万多座。主要分布在我国 东部和东南部地区，中、西部地区较少。 众多水闸的修建，在防洪调度、排除沥涝、挡 潮蓄淡、农业灌溉、水产养殖、城镇工业和居民生 活供水、水力发电、改善航道交通等兴利方面发挥 ３６ · ＳＭＡＬＬ ＨＹＤＲＯ ＰＯＷＥＲ ２００４Ｎｏ６．Ｔｏｔａｌ Ｎｏｌ２ｏ 了巨大社会效益和经济效益。据不完全统计，全国 大型和重点中型水闸防洪保护上下游耕地１．５４亿 亩，人口１．１４亿人。 ３．２水闸安全问题现状 １）防洪标准不够。建闸时资料少，气象、水 文系列短，现在资料增多、系列延长，用新资料复 核后，许多水闸的防洪标准不够。特别是现有规划 标准提高，有些河道已扩挖、浚深，但水闸没有 改造。 ２）闸室稳定安全系数不满足规范要求，闸基 和两岸渗流不稳定，抗震不满足要求。大量水闸也 是“三边”工程修建起来的，标准低、质量差，因 陋就简。有些工程采用了不太成熟的新技术，造成 水闸耐久性能差，达不到现在的规范要求。 ３）工程老化、损害。大多数水闸已运行三、 四十年，且频繁抵御了洪涝和风暴潮的侵袭，结构 混凝土老化，闸下消能设施损坏，闸门、启闭机和 电气设备老化、损坏。其原因是自然破坏、地面沉 降、地震、海水或污水侵蚀等。 ４）闸或枢纽上下游河道淤积，影响泄水和蓄 水，防洪除涝功能削弱，不能按正常要求蓄水，影 响兴利效益发挥。 ５）多数水闸缺乏观测设施或虽有观测设施但 损坏无法使用。 ６）其它问题，如闸位或枢纽布置不合理，容 易造成河道淤积或堤岸冲刷；防渗铺盖损坏；翼墙 和护岸坍塌损毁等。 ７）忽视工程管理、管护设施陈旧落后、缺乏 管理人才。缺乏正常的修理和更新除险加固资金。 ４堤防工程 ４．１ 概述 洪涝灾害一直是发生频率高、危害范围广、对 国民经济影响最为严重的自然灾害之一。江河堤防 作为抵御洪水的主要屏障，在防洪工程体系中发挥 着重要作用。特别是经历了１９９８年长江大洪水的 严酷现实后，国家对整治江湖堤防作出了全面部 署，堤防工程的除险加固、减灾防灾工作全面 展开。 建国后我国七大江河上已初步建成了防洪工程 体系，到目前已建堤防约２５万ｋｍ，其中主要堤防 就有６．５７万ｋｍ，为我国社会安定与经济发展发挥 了巨大的保障和支撑作用。 维普资讯 http://www.cqvip.com 小水电２００４年第６期（总第１２０期） 现有的堤防工程中，堤基条件和堤身建筑质量 差，堤后坑塘多。高洪水时经常发生管涌、滑坡、 崩岸和漫溢等险情。长江９８大洪水中，长江干堤 发生险情９０００多处，暴露了我国堤防存在防洪标 准低、险情多、抗洪抢险手段落后、技术含量低、 洪水管理措施不尽完善等问题。 ４．２堤防工程安全问题现状 １）防洪能力不足。主要问题是防洪标准低， 堤顶高程不满足要求。 ２）堤防的岸坡稳定问题。主要为堤基、堤身 的土体由于受水的浸湿软化作用、水的浸透变形作 用和水流冲刷作用，当堤基为饱水且不透水软弱土 层，如可塑软粘土或淤泥等；特别是其中夹有砂的 薄层或透镜体时，堤基抗塌滑能力低；河床狭窄、 堤外无滩，水流冲蚀严重处易发生岸坡崩塌、滑 坡。区域构造稳定性是影响堤防工程安全的内在控 制因素。 ３）堤防的渗透稳定问题。水在土中的渗流不 仅对于某一接触面作用有压力且土粒本身也受到孔 隙水流拖曳力的作用。在渗透力作用下，土体中的 某些颗粒被渗透水流携带走，使土石变松散，强度 降低，工程上称为渗透变形。由于土体颗粒级配和 土体结构不同，存在流土、管涌、接触冲刷和接触 流失等破坏形式。 ４）砂土液化问题。地震区砂土液化可导致堤 防强度失效而滑移、堤防的沉陷和不均匀沉陷，堤 身开裂，使堤防受到破坏。目前对液化趋势和性质 的判定大多根据砂土层的有效粒径、不均匀系数、 渗透系数、相对密度、砂土层厚度、地下水位深浅 及动剪应变的大小等因素进行综合评价。 ５）堤基和堤身的渗漏问题。堤身中由于透水 性大的砂类土的含量高易形成散浸、清水管涌、夹 层渗漏，另外生物洞穴管道漏水，水流量可观。而 挡水为堤防的主要功能，堤基、堤身大量渗水或漏 水将直接导致该功能的丧失或降低。 ６）穿堤建筑物有关问题。穿堤箱涵作为堤下 流道可能有沉降变形过大；不均匀沉降产生沉陷缝 止水带拉断；穿堤箱涵上部的土坝开裂，形成漏水 通道；箱涵洞身与土坝结合面脱开，沿接触面产生 集中渗漏等问题。如广东北江大堤，全长 ６３．３４ｋｍ，１９９４年６月遇５Ｏ年一遇洪水，发生堤基 渗水、喷砂、管涌；堤身渗水、牛皮涨及堤坡崩 技术交流 塌；沿穿堤建筑物产生渗漏和管涌。 ７）蚁害。与土坝一样，堤防工程也普遍存在 着白蚁危害的问题。 ８）血吸虫病问题。血吸虫病是一种人畜共患 的自然疫源性疾病。目前，我国尚有１１０个县 （市）尚未控制血吸虫病的流行。重疫区主要分布 在洞庭湖、鄱阳湖及长江两岸的江湖洲滩地区。湖 北、湖南、江西、安徽４省为血吸虫病的高发地 区。４省现有未控制血吸虫病流行县（市）７６个， 病人６７万多人，湖沼水网型的钉螺面积３３亿ＩＩ１２， 约占全国钉螺面积的９４％。感染方式多为生产性 和生活性接触疫水感染。在堤防建设的同时，在堤 基处理、护滩、护岸时应进行灭螺等血防和环保型 工程措施。 ５结语 水利不仅是农业的命脉，也是国民经济的命 脉。因此水利工程的安全关系到国计民生。充分勘 查和分析研究工程的安全隐患和病害，对症下药地 除险加固，提高水利工程的整体质量，将为兴水利 除水害，确保国家财产和人民生命安全提供可靠的 依据和保障。 参考文献： ［１］水利部天津水利水电勘测设计研究院，水利部建设与 管理总站．全国病险水库水闸除险加固专项规划简明 报告［Ｒ］．２００１． ［２］李雷，盛全保．我国小型水库安全现状调查及对策研 究报告［Ｒ］．南京：南京水利科学研究院，水利部大 坝安全管理中心，２００２． ［３］丁留谦，孙东亚．堤防工程中几个关键研究课题［Ｊ］． 水利发展研究，２０００ ［４］刘普胜．分析堤防工程隐患做好堤防工程地质勘察 【Ｊ］．西部探矿工程．２００３． ［５］田荣林等．软土地基穿坝构筑物的沉降变形与控制 ［Ｊ］．中国农村水利水电，２００３． ［６］朱芸等．长江堤防工程建设中的血吸虫病防治工作 ［Ｊ］．职业与健康，２００４． ● 蔡新，男，教授级高级工程师，河海大学教授，主要 从事水利工程和土木工程技术工作。 黄健夫，男，工程师，主要从事水利工程和土木工程 技术工作。 ３７ ·
