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摘要:本文通过对水库工程测量、工程勘察及工程设计几个方面入手，分析了小型水库除险加固设计应注意的几个问题，希望为同行提供参考依据，减少设计工作失误，保证工程安全及质量。
关键词：小型水库；除险；加固设计
Abstract: Through analyzing the reservoir engineering surveying, engineering surveying and engineering design aspects, analyzes several problems that should be paid attention to the small reservoir reinforcement design, hope to provide reference for counterparts, reduce design errors, ensure the safety and quality.
Key words: small reservoir; reinforcement; reinforcement design
中图分类号：TV62 文献标识码：文章编号:
引言
根据中共中央关于做好全国病险水库安全鉴定的通知精神，结合工作实际，现就做好小型水库除险加固设计工作，提出粗浅的看法供同行参考。众所周知，水库除险加固具体工作主要包括：工程勘察、工程设计。其中，工程勘察又包括工程测量及地质勘探。
1水库工程测量应注意的问题
水库除险加固测量包括以下几项：库区地形测量，坝址地形图测量，坝体纵横断面测量，排洪河道纵横断面测量，灌溉渠道纵横断面测量。在这些测量中应注意以下几个问题：①土坝测量时，应首先以现有土坝轴线为纵断，以小于50m一个里程桩号布设，控制点然后以各里程桩为断面进行横断面施测，并且在测量横断面时横断面上应有土坝纵断点。其目的保证土坝工程测量精度，防止土坝横断面偏离坝轴线，工程量计算不准确。②当以50m一个里程桩布设纵断面控制点时，遇有输水洞、溢洪道等建筑物、在坝体坝基渗漏处、最危险断面，增加施测断面。为土坝渗流稳定和抗滑稳定计算提供可靠断面。③输水洞、溢洪道下游衔接河道施测是除险加固不可缺少的步骤。但其测量距离长短十分重要，其线路越长，对除险加固中消能防冲计算越精确。但也有一定的限度。具体来讲，水库工程多修建在河道支流上，那么溢洪道下游河道测量必须测至该河道与下级河道交汇处。对渠道而言，应沿渠道水流方向，测至下一个控制性建筑物。④排洪河道纵断面测量中，纵断面点为河道深泓点，即河床最低点。切记不是河床的中心点。如果测错，则在测量资料应用中就会出现河道比降忽高忽低，造成测量成果的错误。
2工程勘察应注意的问题
按照规范规定的任务进行勘察外，应重点注意增加对称下几个方面的勘察：①增加土坝两侧坝头与连接部位的钻孔数量，防止坝头渗漏，为设计提供准确数据。②增加坝体、坝基明显渗漏处的钻孔数量，为坝体、坝基渗流稳定计算提供数据。③查明土坝坝体纵横向裂缝产生原因，并进行分析评价，是否需要进行处理，并提出来处理意见。④对主要建筑物输水洞、溢洪道处、危险断面坝体横断，增加勘探数量，为输水洞、溢洪道设计提供数据。
3工程设计需注意的问题
3.1设计标准的选取应注意的问题。1994年国家发布了防洪标准GB50286—2000，以前年度的防洪标准相应废止。水利部提出修改意见要求降低防洪标准，按照《全国病险水库专项规则及文件汇编》执行。该文件规定①山区、丘陵区最大坝高小于15m，上下游水头差小于10m按平原、滨海区洪水标准设计。②平原、滨海区最大坝高大于15m水头差大于10m，按山区、丘陵区洪水标准设计。因此，防洪标准的选择，应注意按照防洪标准GB50286—2000及《全国病险水库专项规则及文件汇编》的要求，综合考虑确定。
3.2水文分析计算应注意的问题。众所周知，水文部分直接决定工程的投资和安全。而小型水库由于缺乏径流资料，因此其水文计算多采用水科所法、罗氏法推求设计洪水，两种结果與原设计相比较，哪一种结果接近原设计而且偏大则采用哪种方法。但根据本人对小型水库的设计资料和实际运行情况分析，上述方法只能作为确定采用值的一部分，尚需增加一种比较，这种方法是水文比拟法。它的工作程序是将设计水库临近的具有实测资料的水库或河道断面做参证站，采用水文比拟法来确定设计水库的洪峰洪量。这种方法的优点是：参证站的水文、气象条件与设计水库的水文、气象条件比较接近，具有可比性。依据对小水库的设计资料和实际运行情况分析可知：运用水文比拟法的结果与原设计相比偏差在5%-10%之间，而水科所法和罗氏法的偏差在13%-19%之间。最终确定采用值的原则是哪种方法的数值接近原设计，采用哪种方法因此，增加水文比拟法是十分必要的。
3.3选取泄水建筑物底板高程应注意的问题水库工程泄水建筑型式有两种：表面式溢洪道和深式泄水洞，其主要起两种作用：输砂和泄洪。不论哪种型式，其底板高程的确定尤为重要，具体确定应考虑两点：①原则上除险加固底板高程以原底板为准，原因是除险加固与新建水库不同，除险加固工程的库区淹没线不允许调整，所以，在设计中除险加固底板高程不应抬高。然而，根据国家防洪标准GB50286—2000的要求，我国现阶段的防洪标准与1978年的标准相比之下，有所降低。在调洪演算过程中，以原底板高程为准确定的的坝顶高程，低于现状坝顶高程，造成现状坝高的严重浪费。因此在满足原库区淹没线的前提下，除险加固底板高程应适当抬高，确保现状坝高的充分利用，特别是库区淤积十分严重的水库，适当抬高底板高程也是十分必要的。但必须对底板抬高前、抬高后进行经济、技术比较。②由于除险加固的水库，已经运行多年，因此应对泄水建筑物进口地形进行精确的测量，根据实测资料分析泄洪洞进口淤积程度，有无阻死现象，是否影响水库泄洪，如果存在严重影响水库泄洪的情况，应适当抬高底板高程。但抬高的多少应进行经济分析和下游河道泄流能力分析。
3.4起调水位根据小一型水库的调洪结果得出如下结论：由于15m以下坝高土坝且水头小于10m，采用平原区标准，因此，小型水库的防洪标准均降低，按照原防洪限制水位进行起调，确定的坝顶高程均降低，因此在调洪时要充分论证起调水位的合理性，其分析应考虑两点：①如果原水库设计中无汛期限制水位，仅存在正常蓄水位，则调洪时应以正常蓄水位为起调水位。②如果原设计中存在汛期限制水位，由以原汛期限制水位作为参考依据，同时对水库汛期后蓄水情况进行调查，对水库管理积累的蓄水资料进行分析，总结汛末来水规律，如果径流资料中自水库建成至今，汛末到次年灌溉用水止，蓄到正常蓄水位的年份占水库运行年限的比例小于20%，应当调整汛期限制水位，即利用水库多年的来水量进行适当插补延长，重新确定汛期限制水位，，并以该水位进行起调，如果汛末到次年灌溉用水止，蓄到正常蓄水位的年份占水库运行年份的比例大于20%，应采用原汛期限制水位作为起调水位。
3.5坝顶高程的确定应注意的问题由于我国的防洪标准有所降低，因此采用上述起调水位进行调洪，计算产生的坝顶高程与原坝顶高程相差甚远，如何确定坝顶高程显得十分重要。这一问题国家未发布可供执行的文件，上级也未发印可供操作的指导意见，因此，在设计中无章可循，各持己见。本人认为：应利用现有水力资源，以现有坝顶高程为准进行调洪，直至计算坝顶高程接近现状坝顶高程为止。此种做法的优点是：利用现有水力资源，相对提高了水库的防洪能力。
3.6坝体横断面的设计根据《碾压土石坝设计规范》规定：坝体宽3~5m。在设计工作中应根据实际情况进行坝顶宽度确定。如果现状土坝顶宽小于3m，坝顶应加宽至3m；如果大于3m，土坝顶宽尽量以原土坝现状为准，尽量不增加土坝顶宽，原因是土坝已经成形并经多年运行，土方沉陷稳定，在满足稳定的前提下，不应按照规范增加顶宽，否则势必增大工程投资，造成不应有的浪费。
4结束语
水利工程是一项基础性、公益性的重要工程，其设计的准则性至关重要，直接关系到人民生命财产的安全和工程投资。因此，希望广大水利科技人员在设计工作中，以科学、安全、经济为主要原则搞好每次设计。
关键词：小型水库；除险；加固设计
Abstract: Through analyzing the reservoir engineering surveying, engineering surveying and engineering design aspects, analyzes several problems that should be paid attention to the small reservoir reinforcement design, hope to provide reference for counterparts, reduce design errors, ensure the safety and quality.
Key words: small reservoir; reinforcement; reinforcement design
中图分类号：TV62 文献标识码：文章编号:
引言
根据中共中央关于做好全国病险水库安全鉴定的通知精神，结合工作实际，现就做好小型水库除险加固设计工作，提出粗浅的看法供同行参考。众所周知，水库除险加固具体工作主要包括：工程勘察、工程设计。其中，工程勘察又包括工程测量及地质勘探。
1水库工程测量应注意的问题
水库除险加固测量包括以下几项：库区地形测量，坝址地形图测量，坝体纵横断面测量，排洪河道纵横断面测量，灌溉渠道纵横断面测量。在这些测量中应注意以下几个问题：①土坝测量时，应首先以现有土坝轴线为纵断，以小于50m一个里程桩号布设，控制点然后以各里程桩为断面进行横断面施测，并且在测量横断面时横断面上应有土坝纵断点。其目的保证土坝工程测量精度，防止土坝横断面偏离坝轴线，工程量计算不准确。②当以50m一个里程桩布设纵断面控制点时，遇有输水洞、溢洪道等建筑物、在坝体坝基渗漏处、最危险断面，增加施测断面。为土坝渗流稳定和抗滑稳定计算提供可靠断面。③输水洞、溢洪道下游衔接河道施测是除险加固不可缺少的步骤。但其测量距离长短十分重要，其线路越长，对除险加固中消能防冲计算越精确。但也有一定的限度。具体来讲，水库工程多修建在河道支流上，那么溢洪道下游河道测量必须测至该河道与下级河道交汇处。对渠道而言，应沿渠道水流方向，测至下一个控制性建筑物。④排洪河道纵断面测量中，纵断面点为河道深泓点，即河床最低点。切记不是河床的中心点。如果测错，则在测量资料应用中就会出现河道比降忽高忽低，造成测量成果的错误。
2工程勘察应注意的问题
按照规范规定的任务进行勘察外，应重点注意增加对称下几个方面的勘察：①增加土坝两侧坝头与连接部位的钻孔数量，防止坝头渗漏，为设计提供准确数据。②增加坝体、坝基明显渗漏处的钻孔数量，为坝体、坝基渗流稳定计算提供数据。③查明土坝坝体纵横向裂缝产生原因，并进行分析评价，是否需要进行处理，并提出来处理意见。④对主要建筑物输水洞、溢洪道处、危险断面坝体横断，增加勘探数量，为输水洞、溢洪道设计提供数据。
3工程设计需注意的问题
3.1设计标准的选取应注意的问题。1994年国家发布了防洪标准GB50286—2000，以前年度的防洪标准相应废止。水利部提出修改意见要求降低防洪标准，按照《全国病险水库专项规则及文件汇编》执行。该文件规定①山区、丘陵区最大坝高小于15m，上下游水头差小于10m按平原、滨海区洪水标准设计。②平原、滨海区最大坝高大于15m水头差大于10m，按山区、丘陵区洪水标准设计。因此，防洪标准的选择，应注意按照防洪标准GB50286—2000及《全国病险水库专项规则及文件汇编》的要求，综合考虑确定。
3.2水文分析计算应注意的问题。众所周知，水文部分直接决定工程的投资和安全。而小型水库由于缺乏径流资料，因此其水文计算多采用水科所法、罗氏法推求设计洪水，两种结果與原设计相比较，哪一种结果接近原设计而且偏大则采用哪种方法。但根据本人对小型水库的设计资料和实际运行情况分析，上述方法只能作为确定采用值的一部分，尚需增加一种比较，这种方法是水文比拟法。它的工作程序是将设计水库临近的具有实测资料的水库或河道断面做参证站，采用水文比拟法来确定设计水库的洪峰洪量。这种方法的优点是：参证站的水文、气象条件与设计水库的水文、气象条件比较接近，具有可比性。依据对小水库的设计资料和实际运行情况分析可知：运用水文比拟法的结果与原设计相比偏差在5%-10%之间，而水科所法和罗氏法的偏差在13%-19%之间。最终确定采用值的原则是哪种方法的数值接近原设计，采用哪种方法因此，增加水文比拟法是十分必要的。
3.3选取泄水建筑物底板高程应注意的问题水库工程泄水建筑型式有两种：表面式溢洪道和深式泄水洞，其主要起两种作用：输砂和泄洪。不论哪种型式，其底板高程的确定尤为重要，具体确定应考虑两点：①原则上除险加固底板高程以原底板为准，原因是除险加固与新建水库不同，除险加固工程的库区淹没线不允许调整，所以，在设计中除险加固底板高程不应抬高。然而，根据国家防洪标准GB50286—2000的要求，我国现阶段的防洪标准与1978年的标准相比之下，有所降低。在调洪演算过程中，以原底板高程为准确定的的坝顶高程，低于现状坝顶高程，造成现状坝高的严重浪费。因此在满足原库区淹没线的前提下，除险加固底板高程应适当抬高，确保现状坝高的充分利用，特别是库区淤积十分严重的水库，适当抬高底板高程也是十分必要的。但必须对底板抬高前、抬高后进行经济、技术比较。②由于除险加固的水库，已经运行多年，因此应对泄水建筑物进口地形进行精确的测量，根据实测资料分析泄洪洞进口淤积程度，有无阻死现象，是否影响水库泄洪，如果存在严重影响水库泄洪的情况，应适当抬高底板高程。但抬高的多少应进行经济分析和下游河道泄流能力分析。
3.4起调水位根据小一型水库的调洪结果得出如下结论：由于15m以下坝高土坝且水头小于10m，采用平原区标准，因此，小型水库的防洪标准均降低，按照原防洪限制水位进行起调，确定的坝顶高程均降低，因此在调洪时要充分论证起调水位的合理性，其分析应考虑两点：①如果原水库设计中无汛期限制水位，仅存在正常蓄水位，则调洪时应以正常蓄水位为起调水位。②如果原设计中存在汛期限制水位，由以原汛期限制水位作为参考依据，同时对水库汛期后蓄水情况进行调查，对水库管理积累的蓄水资料进行分析，总结汛末来水规律，如果径流资料中自水库建成至今，汛末到次年灌溉用水止，蓄到正常蓄水位的年份占水库运行年限的比例小于20%，应当调整汛期限制水位，即利用水库多年的来水量进行适当插补延长，重新确定汛期限制水位，，并以该水位进行起调，如果汛末到次年灌溉用水止，蓄到正常蓄水位的年份占水库运行年份的比例大于20%，应采用原汛期限制水位作为起调水位。
3.5坝顶高程的确定应注意的问题由于我国的防洪标准有所降低，因此采用上述起调水位进行调洪，计算产生的坝顶高程与原坝顶高程相差甚远，如何确定坝顶高程显得十分重要。这一问题国家未发布可供执行的文件，上级也未发印可供操作的指导意见，因此，在设计中无章可循，各持己见。本人认为：应利用现有水力资源，以现有坝顶高程为准进行调洪，直至计算坝顶高程接近现状坝顶高程为止。此种做法的优点是：利用现有水力资源，相对提高了水库的防洪能力。
3.6坝体横断面的设计根据《碾压土石坝设计规范》规定：坝体宽3~5m。在设计工作中应根据实际情况进行坝顶宽度确定。如果现状土坝顶宽小于3m，坝顶应加宽至3m；如果大于3m，土坝顶宽尽量以原土坝现状为准，尽量不增加土坝顶宽，原因是土坝已经成形并经多年运行，土方沉陷稳定，在满足稳定的前提下，不应按照规范增加顶宽，否则势必增大工程投资，造成不应有的浪费。
4结束语
水利工程是一项基础性、公益性的重要工程，其设计的准则性至关重要，直接关系到人民生命财产的安全和工程投资。因此，希望广大水利科技人员在设计工作中，以科学、安全、经济为主要原则搞好每次设计。