小型水库管理常识Word文件下载.docx
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以灌溉为主的水库常为年调节或多年调节。
（一）日调节和周调节
日调节和周调节均是短周期调节，一般用于发电水库。
（二）年调节
在我国，一般河流径流的季节性变化是很大的，丰水期和枯水期水量相差悬殊。
径流年调节的任务就是将丰水期多余的水量存蓄在水库中，供枯水期用。
调节周期为一年，称为年调节。
（三）多年调节
当用水量较大时，或设计保证率较高时，设计年径流小于年用水量，这时修建年调节水库满足不了用水的要求，须把丰水年多余的水量拦蓄在水库中，补充枯水年供水量之不足。
这种跨年度的调节称为多年调节。
水库的相对库容越大，它调节径流的周期就越长，调节利用径流的程度就越高。
多年调节水库由于相对库容较大，可同时进行年、周和日的径流调节。
二、防洪调节
水库防洪调节，就是在汛期为满足水库及下游防洪要求，根据洪水、库容和工程设施研究确定水库的蓄泄方案。
汛期保障水库安全是管理水库的首要任务，水库只有安全才能蓄水兴利。
水库防洪调节的任务可分为两个方面：
（一）解决水库蓄洪和泄洪的矛盾。
即正确处理下游防洪安全和水库防洪安全的矛盾。
汛期流域发生暴雨或特大暴雨时，洪量很大，而水库能够拦蓄的洪量有限。
如果蓄洪过多，使水库的水位超过设计洪水位，将会危及水库的安全，故必须泄洪。
当泄洪流量加上区间流量超过下游河道的安全下泄流量时，就会造成下游水灾。
究竟泄洪流量为多大、泄洪时间怎样安排，需要通过防洪调度，恰当地解决水库蓄洪与泄洪的矛盾，以满足下游及水库的防洪要求。
如果发生超标准洪水或可能最大洪水，需采取有效措施，确保大坝安全，尽量减少洪灾损失。
（二）解决防洪安全与兴利蓄水的矛盾。
从防洪安全来说,防洪限制水位低比较安全，但对兴利蓄水不利；
从蓄水兴利来说，防洪限制水位高可多蓄水兴利，但调洪库容可能不够，从而影响防洪安全。
如防洪调度得当，既可满足一定的防洪要求，又可增加水库蓄水量，充分发挥水库的兴利效益。
③水利枢纽的分等和水工建筑物的分级
在水利事业中采取的工程措施称为水利工程。
工程中的建筑物称为水利工程建筑物，简称水工建筑物。
水利工程往往是由几种不同类型的水工建筑物集合一起，构成一个完整的综合体，用来控制和支配水流，这些建筑物的综合体称为水利枢纽。
安全和经济是水利工程中必须妥善解决的矛盾。
为使工程的安全性与其造价的经济合理性适当地统一起来，应将水利工程及其所属建筑物按工程规模、效益大小及其在国民经济中的重要性划分成不同的等级。
工程
等级
工程规模
分等指标
水库总库容
防洪
灌溉面积
（万亩）
水电站装机容量（万kW）
（亿m
）
保护城镇及工矿区
保护农田面积（万亩）
一
大
（1）型
＞10
特别重要城市、工矿区
重要城市、工矿区
中等城市、工矿区
一般城市、工矿区
＞500
500～100
100～30
＜30
＞150
＞75
二
大
（2）型
10～1
150～50
75～25
三
中型
1～0.1
50～5
25～2.5
四
小
（1）型
0.1～0.01
5～0.5
2.5～0.05
五
小
（2）型
0.01～0.001
＜0.5
＜0.05
水利水电枢纽工程的分等指标
工程等级
永久性建筑物级别
临时性
建筑物级别
主要建筑物
次要建筑物
1
3
4
2
5
枢纽中的建筑物则根据所属工程的等级及其在工程中的作用分为五级，如下表所示。
水工建筑物级别的划分
④防洪标准
洪水是指暴雨或急促的融冰和水库跨坝等引起的江河水量迅速增加及水位急剧上涨的一种自然现象。
设计洪水是指符合设计标准的洪水，是堤防和水工建筑物设计的依据。
设计洪峰流量是指设计洪水的最大流量。
防洪标准是指担任防洪任务的水工建筑物应具备的防御洪水能力的洪水标准，一般可用防御洪水相应的重现期或出现的频率来表示，如50年一愚、100年一遇等。
我国各部门现行的防洪标准，有的规定为只有设计一级标准，有的规定设计和校核两级标准。
水利水电工程采用设计、校核两级标准。
设计标准是指当发生小于或等于该标准的洪水时，应保证防护对象的安全或防护设施的正常运行。
校核标准是指遇到该标准的洪水时，采取非常运用措施，在保障主要防护对象和主要建筑物安全的前提下，允许次要建筑物局部或不同程度的损坏，允许次要防护对象受到一定的损失。
城市的级别和防洪标准
重要性
人口（万人）
防洪标准［重现期（年）］
特别重要的城市
＞200
重要城市
200～100
中等城市
50～20
100～50
一般城市
＜20
水库工程水工建筑物的防洪标准
水工
建筑物
级别
山区、丘陵区
平原区、滨海区
设计
校核
混凝土坝、浆砌石坝
土坝、堆石坝
1000～500
5000～2000
10000～5000
300～100
2000～1000
1000～300
50～30
500～200
20～10
30～
300～200
10
⑤水库的特征水位和特征库容
在河流上拦河筑坝形成人工湖用来进行径流调节，这就是水库。
一般地说，坝筑得越高，水库的容积（简称库容）就越大。
但在不同的河流上，即使坝高相同，其库容一般却不相同，这主要与库区内的地形及河流的比降等特性有关。
如库区内地形开阔，则库容较大，如为一峡谷，则库容较小。
河流比降小，库容就大；
比降大，库容就小。
根据库区河谷形状，水库有河道型和湖泊型两中。
水库的规划设计，首先要合理确定各种库容和相应的库水位具体讲，就是要根据河流的水文条件、坝址的地形地质条件和各用水部门的需水要求，通过调节计算，并从政治、技术、经济等方面进行全面的综合分析论证，来确定水库的各种特征水位及相应的库容值。
一、死水位和死库容
死水位是指在正常运用情况下，允许水库消落的最低水位。
死水位以下的库容称为死库容或垫底库容。
水库正常运行时一般不能低于死水位。
二、正常蓄水位和兴利库容
在正常运行条件下，为了满足兴利部门枯水期的正常用水，水库在供水开始时应蓄到的最高水位，称为正常蓄水位，又称正常高水位。
正常蓄水位到死水位之间的库容，是水库实际可用于径流调节的库容，称为兴利库容，又称调节库容。
正常蓄水位与死水位之间的深度，称为消落深度，又称工作深度。
三、防洪限制水位和结合库容
水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位，称为防洪限制水位，又称为汛期限制水位。
防洪限制水位与正常蓄水位之间的库容，称为结合库容，又称共用库容或重叠库容。
四、防洪高水位和防洪库容
当水库下游有防洪要求时，遇到下游防护对象的设计标准洪水时，经水库调洪后，在坝前达到的最高水位，称为防洪高水位。
它至防洪限制水位之间的水库库容称为防洪库容。
五、设计洪水位和拦洪库容
当遇到大坝设计标准洪水时，经水库调洪，在坝前达到的最高水位，称为设计洪水位。
它至防洪限制水位之间的水库容积称为拦洪库容。
六、校核洪水位和调洪库容
当遇到大坝校核标准洪水时，经水库调洪，在坝前达到的最高水位，称为校核洪水位。
它至防洪限制水位间的水库容积称为调洪库容。
校核洪水位（或正常蓄水位）以下的全部水库容积就是水库的总库容。
校核洪水位（或正常蓄水位）至死水位之间的库容称为有效库容。
总库容是水库最重要的一个指标。
⑥检查观测
第一节水工建筑物的检查观察
检查观察,主要是用眼看、耳听、手摸以及一些简单的工具，对工程表面状况的变化进行经常性的巡视、查看等工作的总称。
它是管理工作中必不可少的重要组成部分。
水库建成后，经常受到各种外界因素的影响，各项建筑物的状态和工资情况始终不断的在变化着。
事物的发展都有一个由量变到质变的过程。
大量事实证明，水库发生破坏事故，事前总是有所预兆的。
对水库进行认真地检查观察，就能及时发现水库的状态变化，对不正常的状态，进行分析处理，就能防患于未然，把事故消灭在萌芽状态中，从而确保水库安全运行。
一、土坝的检查观察
（一）日常检查观察内容
（1）坝身是否有裂缝、塌坑、隆起等现象。
（2）坝顶防浪墙有无裂缝、变形、沉陷、倾斜等情况。
（3）坝坡块石护坡是否有松动、崩塌、风化、垫层流失、架空等现象。
草皮护坡有无塌陷、雨淋坑、冲沟等现象。
（4）土坝与两岸接头处、下游坝坡、坝脚一带及坝下埋管出口附近等处是否有异常渗漏现象。
（5）坝身及其附近是否有白蚁活动的痕迹。
（二）检查观察的方式方法
1．裂缝的检查观察裂缝一般由干缩、不均匀沉陷和滑坡所引起。
发生在坝顶和上游坝坡的裂缝，一般可以由肉眼观察到。
坝顶防浪墙、坝坡踏步、护栏等断裂，一般可反映出坝顶和坝坡上有纵向或横向的裂缝存在，根据这些迹象，再做进一步的检查。
水库长时间高水位或大暴雨期间，下游坝体含水量大，坝坡稳定性降低。
质量较差的坝在这种情况下就容易发生滑坡裂缝。
水库连续放水，库水位骤奖降时，也最容易发生上游坝坡滑坡产生裂缝。
发生地震也容易引起大坝裂缝。
有上述情况都要加强检查观察。
发生裂缝后，要及时做好观察记录，记录裂缝发生的时间、位置、走向、裂缝的宽度和长度等。
在尚未对裂缝进行处理前，要设置标志进行观察，并把缝口保护起来，用塑料布盖好，防止雨水流入，避免因牲畜或人为的破坏使裂缝失去原状。
2．渗漏的检查观察渗漏一般用肉眼可以观察到。
如在下流坝坡有明显细小渗水逸出，坝面土料潮湿松软，部分草皮色深叶茂等都是坝身渗漏现象的特征。
土坝的集中渗漏危害性大，要高度重视。
在坝下涵管出口附近，坝体与山坡接合部分、水库高水位时，都可能出现集中渗漏现象。
发现集中渗漏点时，要注意观察渗水的浑浊程度和渗水量的变化，如果渗水由清变浑或明显地带有土粒，渗水量突然增大，很可能是坝体内部发生渗漏变形破坏的征兆。
渗水量突然减少或中断，有可能是顶壁坍塌暂时堵塞渗漏通道，决不能麻痹大意，更应加强观察。
检查观察渗漏时，要记录渗漏量的大小，部位、高程、范围大小等，同时要记录库水位，以便分析渗漏与库水位的变化。
3．塌坑的检查观察坝身发生塌坑现象，肉眼极易看到，除风浪淘刷和白蚁洞穴引起的塌坑外，大部分塌坑多由渗流破坏而引起，要根据发生部位分析其原因。
例如：
塌坑位置正好在坝内放水洞轴线附近，则有可能是放水洞漏水引起的；
塌坑邻近进水塔（竖井或卧管），有可能是进水塔（竖井或卧管）壁或塔与洞（管）接头断裂漏水所致；
紧靠反滤坝址上游发生塌坑，可能是坝体与山坡接合不好发生破坏，或者由于绕坝渗流引起。
发现塌坑要记录坑的直径大小、形状和深度，相对位置、高程等，绘出草图，必要时进行拍照。
二、砌石坝的检查观察
砌石坝是指以水泥砂浆作胶结材料，用条石或块石砌筑而成的挡水坝。
检查观察我为了监视坝体和接触部分天然地面以及泄洪设施的状态有无变化。
在有变化情况下，监视其发展程度。
主要内容如下：
1．坝体要注意观察有无裂缝，渗水现象；
砌块有无脱落、松动、风化、松软现象，分缝处的开合情况及缝内止水、填料是否完好无损。
上游面不易观察的部位，可乘船靠近检查或用望远镜进行观察。
在汛期或冬季要观察水面是否有漂浮物和冰凌，防止撞击坝体。
发现坝身有裂缝时，要量测裂缝所在坝段（或桩号）、高程、长度、宽度、走向、有无渗水、水量大小等，并详细记录，必要时进行拍照。
对较重要的裂缝或渗水点，应设置标志或量水设施，定期进行观察监视。
2．接触部分要经常观察坝体与地面接触部位是否有破碎、裂纹、隆起、渗水等现象，应设置标志，加强观测分析，是否坝体失稳。
3．泄洪设施检查溢流面有无磨损，冲刷，破裂、漏水及阻水物体等。
消能设施有无损坏等现象。
有闸门控制要进行检查。
三、放水洞（管）的检查观察
小型水库的放水洞（管）大都是坝下埋管，往往因发生裂缝渗漏，引起土坝的塌陷、滑坡，甚至溃坝失事。
但一般都有一个从量变到质变的过程。
因此，在放水洞（管）运用前、运用过程中和运用后都要进行细致的检查观察，以便及时发现问题进行处理，防患于未然。
1．放水前后的检查放水洞（管）在放水之前和放水停止后，应进行全面的检查。
主要检查放水洞（管）内壁有无裂缝、错位变形，漏水孔洞、闸门糟附近有无气等现象。
不能进洞（管）检查时，要在洞口观察洞内是否有水流出，倾听洞内是否有异样滴水声，出口周围有无浸湿或漏水现象。
进洞（管）内检查时要特别注意给洞内鼓风送风，避免检查人员在洞内缺氧窒息死亡。
2．放水期间的检查放水洞（管）在放水过程中，要经常观察和倾听洞内有无异常声响。
如听到洞内有咕咚咕咚阵发性的响声或轰隆隆的爆炸声，说明洞内有明流、满流交替的情况或产生了气现象。
要观察出流有无浑水，出口流态是否正常，流量不变情况下水跃位置有无变化，主流流向有无偏移，两侧有无旋涡等。
若库内水不浑而洞（管）内流出浑水，则有可能洞（管）壁断裂且有渗透破坏现象，应关闸检查处理。
检查观察时要做好观察记录。
四、溢洪道的检查观察
溢洪道是确保水库安全的泄水通道，若遇堵塞或泄水不畅，就要危及工程安全。
因此，对溢洪道要进行经常检查观察，随时保持溢洪道的正常泄洪能力。
1．泄洪前的检查每当库水位接近溢洪高程将要泄洪之前，要组织力量进行一次详细检查，看溢洪道上是否有影响泄水的障碍物，两岸山坡是否稳定，如果发现岩石或土坡松动出现裂缝或塌坡，则应及早清除或采取加固措施，以免在溢洪时突然发生岸坡塌滑，堵塞溢洪道过水断面的险情。
检查溢洪道个部位是否完好无损，如渣墩、底版、边墙、胸墙、溢洪堰、消力池等结构，有无裂缝、损坏和渗水等现象。
2．泄洪过程中的检查要随时观察建筑物的工作状态和防护工作，严禁在泄水口附近捞鱼或涉水，以免发生事故。
3．泄洪后的检查溢洪后应及时检查消力池，护坦、海漫、挑流鼻坎、消力墩、防冲齿墙等有无损坏或淘空，溢洪面、边墙等部位是否发生气损坏，上下游截水墙或铺盖等防渗设施是否完好，伸缩缝内、侧墙前后有无渗水现象等。
溢洪道设有闸门的应同时对闸门及启闭设备进行检查。
五、闸门及启闭机设备的检查观察
1．闸门的检查观察主要内容包括闸糟有无堵塞物，气蚀损坏现象，闸门主侧轮有无锈死不转动，止水设施是否破损，门页有无扭转变形、裂纹、脱焊、油漆剥落、锈蚀等，闸门部分开启闭时有无震动情况。
对滑动式闸门，还要检查胶木滑道是否老化、缺损等。
2．启闭设备的检查观察要检查润滑系统是否干枯缺油，吊点结构是否牢固可靠，固定基脚是否松动，齿轮及制动是否完好灵活，电源系统是否畅通，连接闸门的螺杆、拉杆、钢丝绳有无弯曲、断丝、损坏现象等。
开闸放水前要试车，观察运转过程中是否灵活，工作状况是否正常，发现有不正常的响声、震动、发热、冒烟等情况，应立即停车检查抢修。
六、检查观察记录实例
全国各地都有同过检查观察发现某些表面现象而后证实是严重险情征兆的实例。
这里举两个例子说明检查观察的重要性。
湖北省钟祥县横山咀水库，是一座蓄水近千万立方米的小
（一）型水库，坝高18.52米，均质土坝。
1980年7月某夜大雨后，清晨管理人员上坝检查，发现坝中间部位距坝顶1米的下游坝坡有宽约0.5厘米，长6米多的裂缝，沿坝轴线呈圆弧形向下游伸展。
管理人员做了记录，设立标志。
中午再次观察发现裂缝宽度和长度都增大，并且在该条裂缝的上端又有裂缝出现，下游坡脚有土隆起。
断定是下游坝体失稳滑动，当即组织劳动力抢护，开闸放水，降低水位，消坡减载，将上游护坡块石搬至下游坡脚压重镇脚。
经过三天的抢护,使坝坡滑动停止，避免了因坝体滑坡可能导致垮坝的重大事故。
该水库冬季进行了彻底翻挖回填,改建输水管,至今大坝运用正常。
螺丝挡水库，蓄水723.6万m
的小
（一）型水库，坝高，均质土坝。
放水管位于左坝肩下，为直径的坝下埋管。
检查发现放水管出口侧有指头大的集中漏水孔，清水出流。
为安全计，决定放水降低库水位，进口做围堰，翻挖放水管，发现放水管没有设底座和截水环，库水沿管壁外侧渗漏形成通道，当即挖出放水管身，建底座，设截水环，重新埋管回填处理。
幸好该处为老山体，且处理及时，未酿成大险。
有关水库工程的检查可按下表格式记录。
×
×
水库工程检查记录
检查日期
年月日
上次检查日期
检查类别
定期
临时
检查部位
检查情况
处理意见
坝身
1．上游坝坡
2．坝顶
3．下游坝坡
4．其他
接触部分
1．坝脚
2．山坡接合部
3．反滤坝
溢洪道
1．溢流面
2．两侧山坡
放水管
1．管身
2．竖井
3．出口
启闭设备
1．闸门
2．启闭机
3．辅助设备
检查人：
⑦明渠水流及渠道水力计算
人工渠道、天然河流以及未充满水的管道，通称为明渠。
在明渠中流动的水称明渠水流，又称无压流。
明渠水流可以是恒定流，也可以是非恒定流。
可是等速流（均匀流），也可以是变速流（非均匀流）。
当明渠水流过水断面平均流速及水深沿流动方向不变时，称为明渠等速度流；
否则，称为明渠变速流。
一、明渠断面形状及过水断面面积、湿周和水力半径的计算
明渠的形状是多种多样的。
人工渠道的断面形状常见的有梯形、矩形、圆形等；
至于天然河道的断面形状常呈不规则形状。
这里我们讨论梯形断面时的计算.
梯形断面（如图所示）
凡与流束或微小流束以及总流线成正交的横截面，称为过水断面。
设过水断面面积为A，被液体湿润的固体边界称湿周，用χ表示。
过水断面积A与湿周χ之比称为水力半径。
用R表示，即
R=A/χ
在水力计算中，习惯上把A、χ、R称断面水力要素。
求解计算式为:
过水面积A=（b+mb）h
式中b为底宽；
h为水深；
m称为边坡系数，表示斜坡的垂直距离每增加1米，则水平距离增加为m米。
m越大，说明斜坡越缓；
反之，说明斜坡越陡；
m=0，断面为矩形。
过水断面宽B=b+2mh
湿周χ=b+2h（1+m
已知梯形渠道过水断面底宽b=15m，水深h=2m，边坡系数m=1.5，求过水断面积、湿周和水力半径。
解：
过水断面面积ω=（b+mb）h
=（15+1.5×
2）=36m
湿周χ=b+2h（1+m
=15+2×
2（1+1.5
=22.2m
水力半径R=A/χ=36/22.2=1.62m
二、渠道过水能力计算
假设通过渠道的水流是等速流,应用公式
=CA
。
可解决实际工程实践中常见的渠道水力计算问题。
公式中i是渠道的水力坡降，
C是谢才系数，C=
R
，式中n是粗糙系数。
某灌溉土渠，测得下列数据：
边坡系数m=2.0，底宽b=4m，底坡
=0.0002，渠底到堤顶高差为2.0m，采用糙率n=0.025，求在保证超高为0.5m（即水深h=1.5m）时，能否通过流量
=5.8m
/s的水流.
解按公式
计算流量
过水面积A=（b+mb）h=（4+2×
1.5）×
1.5=10.5m
=4+2×
1.5×
（1+2
=10.7m
水力半径R=A/χ=10.5/10.7=0.98m
谢才系数C=
=
0.98
=39.9m
/s
将计算值代入公式得
=10.5×
39.9×
（0.98×
0.0002）
=5.9m
经过计算，渠道能通过5.9m
/s的流量，满足设计要求。
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