1、第一章 小型水库抢险基本知识第一节 水库等级划分与洪水标准一、水库等级划分水库等级一般指水库工程规模，按水库总库容的大小来划分。水库总库容是指水库最高水位以下的静库容，通常是指校核洪水位以下的静库容。我国水库等级划分见表 11。表 11 我国水库等级划分表工程等级 工程规模 水库总库容（m 3） 永久建筑物级别 大（1）型 10亿 1 大（2）型 1 亿10 亿 2 中型 1000 万1 亿 3 小（1）型 100 万1000 万 4 小（2）型 10 万100 万 5大(1) 型水 库和大(2) 型水库统称为大型水厍。小(1) 型水 库和小(2) 型水库统称为小型水库。库容在 10 万 m3
2、 以下的山塘水库，在浙江省一般不再称为“水库”，而称为“山塘 ”，相 应的山塘库容称为“ 山塘容积” 或“容积”。如某水库的总库容 125 万 m3，该水库的等级划分是：工程规模为小(1)型，也就是 该水库为小(1)型水库；其工程等别为等；拦河坝和溢洪道等永久建筑物级别为 4 级建筑物。对重要小型水库，失事后损失巨大或影响十分严重，其拦河坝等主要永久建筑物级别，经论证并报主管部门批准，可提高一级。重要小型水库的划分国家尚无明确规定，浙江省一般是指坝高大于 30m、库容较大、其下游有人口聚集的村镇、重要公路、铁路、重要通信设施、较多的工厂企业等安全受到影响的小型水库。二、洪水标准1.防洪标准概念
3、1994 年国家技术监督局及建设部联合发布了防洪标准(GB5020194)。该标准中定义的“防洪标准 ”是指防护对象防御洪水能力相应的洪水标准。其“ 防护对象”是指受到洪水威胁需要采取措施保护的对象，根据防护对象的安全要求分为以下三类。(1)自身无防洪能力需要采取措施保护其安全的对象，如城市、乡村、工矿企业、民用机场、文物古迹和旅游 设施以及位于洪泛区的各类经济设施等。(2)受洪水威 胁需要保护自身防洪安全的对象，如修建在江、河、湖泊的桥梁、水利水电工程以及跨越江、河的线路、管道等，需要保证自身具有一定的安全标准，影响江、河行洪或失事后对下游会造成人为灾害的，还应满足行洪的影响对象的安全要求。
4、(3)保障防 护对象防洪安全的对象，如堤防和有防洪任务的水库等，它应具有不低于防护对象防洪安全要求的标准。2水库工程水工建筑物的防洪标准 水库的防洪标准除了指防洪标准中防护对象的第三类标准外，还包括防洪标准中第二类中修建在江河湖泊上的水利水电工程的标准等。该标准是针对水库工程自身防洪安全而言的。有些水利水电工程是和其承担的防洪标准是一致的，如堤防；也有些工程的防洪标准与其承担的防洪标准不一致，如水库工程的防洪标准就远远高于其承担的防洪任务的标准。这是因为水库一旦失事，将对下游产生更为严重的灾害。水库工程水工建筑物的防洪标准，是按水工建筑物的坝型和级别确定的。防洪标准分为设计标准和校核标准。防洪
5、标准用洪水的重现期(年 )表示。我国中小型水库防洪标准见表 12。表 12 我国中小型水库防洪标准 单位：重现期（年）水工建筑物级别项目3 4 5相应水库工程规模 中型水库 小（1）型水库 小（2）型水库设计 50100 3050 2030土石坝 10002000 3001000 200300校核浆砌石坝、混凝土 坝 5001000 200500 100200注 对重要小型水库大坝级别提高一级后，应按提高后的级别确定相应的防洪标准。洪水的重现期(年)是什么意思呢?例如，某小(1) 型水库，大坝坝型是土坝，为 4 级建筑物，采用设计洪水标准为 50 年，也就是 50 年一遇的洪水。洪水的重现期是
6、水文部门以一定数量的实测资料为基础，通过频率分析方法求得的。频率是出现的机会，重现期是频率的另一种表示方式，两者关系为频率重现期=1。如某一洪水频率为 2，也就是 100 年出现 2 次，换一个说法就是重现期为 50 年一遇。又如某一洪水频率 0.5，也就是 1 00年出现 0.5 次，或者出现 1 次要 200 年，其重现期为 200 年一遇。应该指出的是，频率或重现期是统计学上的概念，它是指在无限长的时间内某一洪水的平均出现机会，不是指在某一段有限时间内必然出现的次数。如 100 年一遇的洪水，在 100 年内可能出现好几次，也可能一次也不出现，不是每 100 年都要出现一次。这一概念很重
7、要。如果错误理解了，就会以为 1998 年出现过 100 年一遇洪水，以后可以高枕无忧等 2098 年再来了。第二节 水库的几个特征水位一、设计洪水位当水库遇到大坝的设计洪水时，在坝前达到的最高库水位称为这个水库的设计洪水位。设计洪水位以下的水库静容积为设计库容。二、校核洪水位当水库遇到大坝的校核洪水时，在坝前达到的最高库水位称为这个水库的校核洪水位。校核洪水位以下的水库静容积为校核库容。三、正常蓄水位水库在正常运用情况下，为满足设计的兴利要求，如灌溉、供水或发电等.在供水期开始时应该蓄到的最高库水位称为这个水库的正常蓄水位，也称为正常高水位或兴利水位.正常蓄水位以下的水库静容积为正常库容。对
8、于没有闸门控制的开敞式溢洪道水库，一般正常蓄水位就是溢洪道的溢流堰堰顶高程。四、汛限水位防洪限制水位也称为汛限水位。这是为了防洪的需要，在汛期限制水库蓄水只能蓄到某一高程的库水位。它是水库洪水调节计算的起调水位。汛限水位是按照防洪标准、工程现状和汛期洪水特性制定的。浙江省的水库汛限水位又分为梅汛期汛限水位和台汛期汛限水位，梅汛期是 4 月 1 5 日6 月 1 5 日，台汛期足 7 月 1 5 口1 0 月 1 5 日。校核洪水位至汛限水位之间的水库容积称调洪库容。五、死水位水库在正常运用情况下，允许降落到的最低水位成为死水位。死水位以下的水库容积称死库容。正常蓄水位至死水位之间的水库容积称兴
9、利库容。浙江省大多数小型水库不担负为下游拦蓄洪水的任务，水库溢洪道一般为开敞式，水库水位超过溢流堰顶时自动泄洪，正常蓄水位与汛限水位一般是相同的。这些水库的水位和库容特征值见图 11。图 11 库水位和库容特征值示意图第三节风力、洪水及降雨等级一、风力等级空气的流动称为风。风的来向称为风向，风的大小用风速 ms或 kmh 来表示。有时也用风力表示。 热带气旋等级国家标准(GBT19201-2006)规 范中将风力分为 O1 7 等级，风力等级的划分见表 13。二、洪水等级根据水文情报预报规范(SL 250-2000)规定的洪水等级如下：(1)一般洪水：水文要素重现期小于 10 年的洪水。(2)
10、较大洪水：水文要素重现期为 10-20 年的洪水。表 l 一 3 风力等级表注 该 表为 热带气旋等级(GBT19201 一 2006)“附录 A 蒲福风力等级表”。(3)大洪水：水文要素重现期为 20-50 年的洪水。(4)特大洪水：水文要素重现期大于 50 年的洪水。三、降雨等级降雨量是在一定时间内降落到地面上的水层深度，以 mm 计算。单位时间内降雨量称降雨强度，以 mmh 计，降雨强度用降雨等级来进行划分。降雨强度划分标准见表 1 一 4。表 14 我国划分降水量的降雨强度标准强雨等级 小雨 中雨 大雨 暴雨 大暴雨 特大暴雨24h 降雨量（mm ） 200第四节台 风台风生成于西太平
11、洋热带海洋，范围较大，可分为台风的外围、台风本体和台风中心三部分。台风外围是螺旋云带，直径通常达400600 km，台 风本体是蜗旋区，也叫台 风雨区，狂风暴雨均出现在这里，其直径一般为 100200km；台风中心是台风眼区，风力较微弱，其直径一般为 10-60km。根据热带气旋等级(GBT 19201-2006)的规定，热带气旋等级按照其底层中心附近最大平均风速划分为以下 6 个等级，当风力大于 12 级时呈台风。热带气旋等级划分见表 15。表 15 热带气旋等级划分表热带气旋等级 底层中心附近最大平均风速（m/s ） 底层中心附近最大风力（级）热带低压（TD） 10.8-17.1 6-7热
12、带风暴（TS） 17.2-24.4 8-9强热带风暴（SYS ） 24.5-32.6 10-11台风（TY） 32.7-41.4 12-13强台风（STY） 41.5-50.9 14-15超强 台 风（SUPERTY） 41.0 16 或以上台风夹带大量的水汽，风速大，破坏力极强，是浙江省最严承的自然灾害之一。台风灾害的特点是破坏力大、影响范围广、灾害损失重。台风的破坏力主要是强风、暴雨和风暴潮等三个方面。对小型水库来说，影响较大的是暴雨。一次台风登陆时，其降雨中心的日降雨一般可达100300mm。台 风暴雨常常造成山洪暴 发、江河横溢。台风雨造成的洪水量大，极易使水库出现险情，台风风力大又给
13、水库抢险带来极大的困难。但是在浙江省伏旱季节，台风降雨对缓解旱情又极为有利。第五节浙江省小型水库主要的病险问题根据对浙江省 2000 多座小型水库的病险情况进行统计分析，存在的主要问题可以归纳为防洪安全、渗流安全、结构安全、溢洪道安全、输水建筑物安全、管理设施及其他问题。一、防洪安全问题防洪安全问题主要体现在水库现有防御洪水标准没有达到防洪标准(GB50201-94)非常运用洪水标准的下限，具体见表 12。其主要原因，一是泄洪设施过水能力不足，导致坝顶高程不够；二是因防渗体顶高程低于水库校核洪水且无防浪墙。二、大坝渗流安全问题渗流安全是最主要的问题之一，存在问题主要包括坝体渗漏、坝后地面渗漏、
14、坝基渗漏、接触渗漏及绕坝渗漏等。其具体表现如大坝外坡有湿润区、或大面积散浸、甚至可看到有渗漏水流，坝脚处杂草茂盛、集水甚至已沼泽化；两岸山体下游坡出现渗水。还有些是渗流措施不满足要求，存在渗流安全隐患。如防渗体外侧反滤层不满足要求，排水棱体效果较差等。三、大坝结构安全问题结构安全存在问题主要包括：大坝坡面变形，包括大坝裂缝、塌坑，沉陷、水平位移、上游面冲刷等； 上、下游坡面护坡问题，包括未护坡、护坡块石风化， 块石护坡变形等； 坝坡不稳定；坝体单薄，坝顶宽度不够；挡浪墙存在问题。四、溢洪道安全问题溢洪道安全存在问题主要包括：断面不够，导致泄洪能力不足；边坡及导墙不稳，特别是靠坝导墙不稳，大流量
15、时容易冲毁导墙，进而冲毁大坝；下游河道不配套-过水能力不满足要求，将会影响 坝脚安全 I消能设施不配套；堰体及其他部位漏水 .五、输水建筑物安全问题输水建筑物安全存在问题主要包括：坝内涵管多为砖石、浆砌石方涵和陶瓦涵管，存在漏水和建筑材料较差等问题；启闭机、闸门等，存在机电老化和闸门漏水等问题。 六、其他方面问题 小型水库安全管理上的主要存在问题有：上坝防汛抢险公路，无公路、有公路的也不规范；无大坝观测设施；无水、雨情监测系统；无通电、通信设施；没有防汛管理房等。第六节 小型水库出险和抢险特点根据对浙江省历史上发生的失事水库的统计和分析，主要有以下几个特点。一、以土石坝居多截至 2006 年底
16、浙江省共有水库 4057 座，其中小型水库共 3885座。小型水库占浙江省水库总数的 958，其中土石坝占小型水库总数 90以上。浙江省史上发生的失事水库均是土石坝，其中有 6 座照谷社型坝和 2 座堆石坝，其余的为各类土坝。土坝中以心墙坝为最多，其次为均质坝。二、工程质量较差，隐患险情复杂浙江省小型水库土石坝，多为群众自建，建设年代较早，坝体填筑质量较差坝基和两岸未处理或未彻底处理，还有不少坝内涵管和照谷社型坝。这些隐患在汛期很容易暴露出来而成为险情，土石坝的险情比其他材料坝(如浆彻石坝和混凝土坝等) 更多，这就加重了抢险的艰巨性。三、缺乏基础技术资料就一个县(市、区)来讲，小型水库数量多(
17、如果包括容 积在 1 万 m3。以上的山塘，则数量更多)。分布面广，工程技术管理薄弱，没有或缺乏必要的基础技术资料。如小型水库基本上没有监测设施，水位、雨量等基本水文观测设施不齐全，交通不便，通信困难，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。四、小型水库调洪能力差浙江省 3885 座小型水库中，小(2)型水库占 3201 座，容积在 1万10 万 m3。以上的山塘 2 万多座。这些小水库和山塘大都在河流的上中游，河道坡降大，洪水暴涨，大洪水 时水库调蓄能力差，高水位持续时间较长，出险机遇多，加重了抢捡任务。第七节 小型水库抢险组织实施一、抢险前的主要准备工作(1)根据水库安全状况
18、和本地的实际情况，制定水库抢险预案。预案中应有明确的应急措施，如水库应急调度方案、应急抢险的具体工程措施、超标准洪水和溃坝应急措施，预警应急通信措施和人员转移应急措施。(2)组建水 库机动抢险队伍。(3)配备 必要的抢险物资和器械。根据水库抢险预案提出需要的抢险物资和器械应分类登记造册，如编织袋、土料、砂石、 铁锹、铅丝、照明电源、 备用发电机燃料、车辆运输工具等，并详细说明这些抢险物资的品种、规格、数量、存放地点、联系人和联系方式，调运方式以及紧急挖取( 土料砂石等)地点。二、抢险的组织实施(1)水库 出现险 情征兆时立即报告，并采取应急措施。水库管理单位及水库业主必须立即向水库所在地的乡镇
19、人民政府、县( 市、区)水库主管部门和政府防汛指挥部报告，并采取应急措施。县(市、区)政府防汛指挥部接到报告后，应立即派人到现场检查，并将情况及时向省、市防汛指挥部报告。(2)水库 出现险情时水库所在地的县(市、区) 政府行政首长组织当地乡(镇) 政府、县级水行政主管部门(如 县水利局) 、水库主管部门或业主等有关部门实施抢险。水库所在地的县( 市、区)政府及时向预计可能受到影响的地区发出警报。当群众安全受到严重威胁时，当地各级政府应及时组织群众撤离到安全地带，并做好生活安排。(3)水库 出险时 上级主管部门和领导到现场指导抢险。小(2)型水库出险时，水库所在地的市级水行政主管部门( 如市水利局)领导应带领技术人员到现场指导抢险。若遇到重大险情或抢险技术复杂时，可要求省级水行政主管部门(如省水利厅)派技术人员到现场进行指导。小(1)型水 库 出险时，水库所在地的市级防汛指挥部的指挥和市级水行政主管部门(如市水利局)的领导应带领技术人员到现场指导抢险。省级 水行政主管部门(如省水利厅)的领导和技术人员到现场进行指导。
