小型水库管理基本知识小型水库管理员读本 小型水库管理 基本知识 阳 新 县 水 利 局 阳 新 县 防 办 目 录 前 言.3 第一章 水库及其主要建筑物.4 第一节 水库及其主要建筑物.4 第二节 水库的特性.15 第二章 水库工程检查与观测.18 第一节 水库工程检查观测的任务.18 第二节 水库工程检查与巡视.20 第三章 水库防汛抢险.22 第一节 水库防洪调度.23 第二节 水库常见险情及处理.24 前 言 我县地处长江中游南岸,雨量充沛,水资源十分丰富。建国以来，我县水利事业取得了巨大成就，已建水库总数名列全省前列，其中小型水库140座，占水库总数的95%以上。这些水库分布于全县各镇，对我县的农业生产起着举足轻重的作用。但是，由于这些水库大都兴建于上世纪五、六十年代，设计标准低，施工力量不足，且受“三边”等原因的影响，给工程留下了许多后遗证；同时，随着水库库龄的增加，不少水库工程已趋老化，因此病库、险库较多。另一方面管理这些水库的多属镇、村一级，技术力量十分缺乏，因而养护维修不善，使工程的经营管理面临严峻的局面，如不加强管理，一旦出事，将给人民的生命财产带来巨大损失。为了加强小型水库工程的管理，发挥小型水库的工程效益，满足我县水库管理人员熟悉水库管理业务知识的需要。结合我县实际情况，我们编制了“小型水库管理知识”一书，主要讲述小型水库基本知识，小型水库的安全管理及防汛抢险知识，力求通过本书使我县小型水库管理人员对小型水库管理方面的知识有所了解和提高。第一章 水库的基本知识 水库是充分利用水资源，达到兴利、除害目的最有效的工程措施。水库可以把部分洪水和多余水量暂时存蓄，一方面控制下泄水量减轻洪水对下游的威胁，另一方面做到蓄洪补枯，以丰补缺,为灌溉、供水、发电、养殖等提供条件。水库一般由大坝、溢洪道(或泄洪隧洞)、放水涵管等组成。第一节 水库及其主要建筑物 1.1.1 水库的防洪标准 根据水利部、能源部的规范，水库工程按总库容可分为五种规模，而水库的建筑物按其作用或重要性可分为五级。在进行水工建筑物设计时，须按建筑物级别确定防洪标准，可分为设计标准和校准标准，一般用洪水重现期表示。重现期是指运行期间，洪水平均多少年一次，如设计标准百年一遇，是指平均一百年出现一次超过该标准的洪水，这是从长期的情况来说的，可能一百年发生两次，后一百年一次也没有发生。小型水库的防洪标准(土石坝):小(一)型水库主要建筑物级别为4级，设计防洪标准为30-50年一遇，校核防洪标准为500年一遇；小(二)型水库主要建筑物级别为5级，设计防洪标准为20年一遇，校核防洪标准为200年一遇。1.1.2 水库的主要建筑物 在小型水库工程中，主要建筑物为坝、溢洪道和涵管道。下面我们分别对其结构和构造给予介绍。1.1.2.1 大坝 大坝是挡水建筑物，它的作用是拦截河流，储蓄水量，抬高水位，以满足灌溉、供水、发电及国民经济其它部门的需要，它是水库的主体工程。它的失事不仅使水库效益不能发挥，而且将危及下游的安全。因此，其设计、施工、运用管理都必须坚决贯彻确保大坝安全这一基本原则。坝的类型很多，根据坝高及型式分类如下: (一)、按坝高进行分类：可分为低坝、中坝、高坝三类。低坝：坝高小于30米。中坝：坝高为30-70米。高坝：坝高大于70米。小型水库一般为低坝。(二)、按型式分类：可分为土坝、重力坝、拱坝、支墩坝等。我县在册小型水库均为土石坝。土坝是一种当地材料坝，是由土、石料或代料经碾压而成的一种挡水建筑物，这种坝型广广泛应用于水利工程中。我县140座小型水库中，全部为土石坝。目前这种坝型适用范围广的主要原因是：(1)筑坝材料可以就地取材；(2)较能适应地基变形；(3)结构简单，工作可靠，便于维修加高或扩建；(4)施工技术简单，工序少，便于组织机械化快速施工。土坝有以下工作特点及结构 ：1、土坝不许水流漫顶。由于土坝是由松散的固体颗粒碾压而成，防冲性能很差，一旦漫 顶溢流，坝体土料就会被冲出缺口，导致溃口跨坝。因此，土坝必须有足够坝高，才能抵御洪水漫顶。坝顶高程应满足三个基本要求。(1)高于最高洪水位；(2)考虑风浪壅高及波浪爬高；(3)预留安全加高。坝顶高程=坝前设计(或校核)洪水位+设计(或校核)洪水位的坝顶超高。坝顶超高=洪水位壅高（风浪壅高）+波浪爬高+安全加高 设计坝顶高程时，要分别按设计和校核两种情况考虑，取其中的大值作为坝项设计高程。设计洪水位和校枋洪水位可根据调洪演算得到，风浪壅高与波浪爬高同坝坡，库面吹程（顺风向从坝到水库对岸的最远距离，按水库的不同形状选取）和风速大小等因素的有关，可利用经验公式计算，小型水库近似将它们按1米考虑，安全超高是考虑设计标准暴雨洪水而预留的安全高度，小型水库一般按0.5米计算。另外，在施工时，上述坝高还要预留坝高的2-3%的沉降值。2、土坝边坡必须稳定 土坝经常受到水的作用，必须能在各种情况下维持自身稳定，防止滑坡事故。土坝迎水的一面称作迎水坡或上游坡，背水的一面称为背水坡或下游坡。坝坡的陡缓一般用坡度表示，如1：3表示高1米水平3米的一个倾斜面的坡度，读作一比三。土坝边坡应根据坝高、坝体土料、坝基情况等考虑。其一般规定是：底部坝坡缓于上部坝坡,迎水坡缓于背水坡(因为迎水坡长期浸在水中，土体经常湿润饱和，库水位涨落交替，并受风浪冲击，尤其是在水库放水时比下游坡更易产生滑坡)。坝高大于15米，一般采用多级坝坡，并在变坡处设置平台(又叫马道)，其作用是增加坝坡稳定，截取雨水以防冲刷坝坡。平台的宽度一般为1.5-2.0米，内设排水沟。3、要妥善处理好土坝渗流问题 土坝坝身及坝基都有渗流通过，通过坝体的渗流将降低坝体的有效重量和土料的抗剪强度，超过一定限度时，将引起坝体、坝基的渗透变形，如管桶、流土破坏，严重的可导致土坝失事。因此，土坝应设置防渗和排水设备。根据坝体土料的组合及防渗体设置位置的不同，碾压式土坝常见坝型为：均质土坝 坝体是用同样性质的土料筑成坝体全断面起防渗作用，坝的边坡较缓，横断面较大，最佳的土料是壤土或粉质壤土，粘土含量(颗粒小于0.005毫米)占10-30左右。粘性土料，透水性虽小，但施工碾压困难，干时容易龟裂且易产生滑坡；砂性土料，透水性太强，所以二者都不适宜做均质土坝。在兴建过程中，坝基如有砂粒层覆盖，应在坝体中部(略靠前)加做防渗水槽与不透水基础相接，以切断坝基渗流。目前我县已建成的均质坝有4座。粘土心墙坝 这种型是用透水性较小 的粘土或粘壤土做防渗心墙，在心墙两侧用透水性较大，抗滑能力较强的当地土料，如砂土、砾质土、风化石等材料作坝壳，心墙位于坝体中部或稍偏上游，心墙与坝壳之间应做一定宽度的过渡带，过渡带应按反滤要求设置，如果坝基漏水，可将心墙做成截水槽插入岩基中，与其紧密结合，以防产生集中渗漏而破坏心墙。心墙尺寸：心墙高度应高出最高洪水位0.5米以上，顶宽不小于11.5米，与基岩结合槽底宽不小于2.02.5米，边坡不小于1：0.2。目前我县已建成的心墙坝有135座。粘土斜墙坝 这种坝型是用透水性小的粘土或粘土壤在迎水面做防渗斜墙。斜墙后面的坝体则采用砂性土壤或砂砾石填筑。为了防止斜墙与地基接合部位漏水，斜墙应插入岩基，用截水槽 与岩基相结合斜墙上游应设置保护层，以防冰冻和机械破坏。斜墙两侧应设置反滤层。目前我县已建成的粘土斜墙坝仅1座。多种土质坝 当坝址附近的土料种类很多，而每种土料的数量又有限，则可用多种土料组合来做坝。各种土料的填筑部位，一般要按照土壤渗透性的大小依次序排列，透水性小的土料填放在坝体的上游，透水性大的土料填放在坝体下游。对用粘性土做的防渗体可以放在坝的上游侧，也可以放在坝的中间，但不能放在坝的下游侧。在土料少而石料多的地区，还可以采用土石混合坝型，土料填筑在坝的上游侧，起到防渗作用，石料填筑在坝的下游侧，起到排水和稳定坝体的作用。排水设施一般设在坝下游，坝体和坝基相接的地方同，并要考虑便于观测或检修。排水设施应具有充分的排水能力，上游面不允许发生堵塞现象，同时还应防止渗水将坝体的土料骨架颗粒带出(即应遵守排清不排浑的原则 )。坝体排水设施常用的有棱柱排水体和贴坡排水体(又称表面式排水体)两种形式。棱柱排水体 这种排水体就是在下游坡脚 用土堆石做成棱柱体形状，渗水边周边用1：1，外坡1：1.5，靠近土或土基一面设置三层反滤料，排水体顶部应高出渗流 逸出点和下游最高位，并不得低于0.5-1.0米。贴坡排水体 其砂石层构造与棱柱排水体相类似，铺设厚度应大于1.0米，高度不小于坝高的三分之一，并使其顶部高出浸润线的逸出点0.5-1.0米，贴坡排水构造简单，需要石料较小，容易检修，适宜缺少石料地区筑坝。贴坡排水特别适用于当原有排水设施失灵。而要另做排水设施的老库改造工程。土坝防渗漏的原则是上截下排。在坝的上游部位，应尽量防止水流浸入坝体，在坝的下游部位，则用导渗的方法，把已经 进入坝体的渗水安全排出，保证坝壳干燥，坝体稳定 。在管理 上一方面要注意维修养护好土坝的防渗设施，定期观测堵塞损坏，要及时翻修，保障排水畅通。近几年来由于坝体(坝壳)土料的泥化和排水体内砂石料有的风化而发生坝体浸润线抬高的现象，一般称之为土坝的老化。土坝的老化严重地阻碍了渗流的排放，以致威胁大坝的安全，应引起高度重视，解决的办法是翻修加大排水设施，保证渗流排水畅通。4、土坝要抗风浪冲击和雨水冲蚀 为了保护土坝坡坡面不受波浪、雨水、冰冻及穴居动物的破坏，上下游坡面均应设置护坡，坝顶也要满足交通、抗雨水冲刷等构造要求。上游护坡 上游护坡常采用干砌石、混凝土板护坡，护坡一般从最低库水位以下2-3米处护到坝顶。干砌石护坡是用人工铺砌块石于碎石或卵石层上，块石应紧密、嵌实，空隙应用小石嵌紧，块石厚度一般为20-30厘米，下面铺一层20厘米厚的碎石或卵石层，再下面铺一层厚15-20厘米的粗砂石 在缺少石料的地区，可用混凝土板护坡，混凝土板护可以预制拼装或现浇 ，特点是抗风浪能力强，但造价较高。混凝土板厚约0.1-0.3米，现浇矩形板尺寸为1.51.5-33米，板下必须设置垫层，以保证水位下降时坝体内的水能顺畅地排出，垫层厚为0.15-0.20米的碎石或砾石，并须作好伸缩缝，缝下填筑透水砂砾带。那种即不设垫层，又不分缝的整体混凝土护坡将危及坝体的安全，是不允许采用的。下游护坡及坝坡排水 下游坡常采用草皮护坡。为防雨水冲蚀坝面，在坝的下游面要设置 纵横排水沟，以利排除雨水。纵向排水沟布置在平台内侧，拦截坝坡上部的雨水，在垂直坝轴线方向，每隔40-50左右设置横向排水沟，主要排除从纵沟流来的雨水。另外，坝坡与两岸山坡的交接处要设置排水边沟，拦截坝肩雨水和岩石缝隙渗水。排水沟常采用浆砌块石砌筑或混凝土预制槽，有的水库用块石护砌背水坡，这样会对白蚁的防治带来极大的困难，因此不宜提倡。坝顶防护 坝顶宽度应考虑构造要求，交通要求及防汛抢险的要求，小型水库坝顶宽度一般采用4-6米。为了便于排水，坝顶路面一般用碎石、砾石铺设，并做成龟背形或向坝下游一侧略为倾斜，坡度为2-3，某些水库还设置防浪墙，高约1.0-1.2米，防浪墙用混凝土或浆砌石做成，墙基应深入坝的防渗体，以防高水