水库工程管理手册Word文档格式.docx
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5.死水位:
水库在正常运用的情况下允许消落的最低水位,亦即为满足淤沙或灌溉、发电、航运、供水、养鱼以及旅游等需要,水库必须保持的最低水位,称死水位。
死水位以下的水库容积称死库容;
死水位和正常蓄水位之间的库容称兴利库容;
设计洪水位和汛前限制水位之间的库容称设计调洪库容;
校核洪水位和汛前限制水位之间的库容称校核调洪库容;
正常蓄水位和汛前限制水位之间的库容为兴利和调洪共用,称共用库容;
校核洪水位以下至库底的所有库容为水库的总库容。
四、水库特征曲线
1.水位~面积曲线
2.水位~库容曲线
五、水库的等级划分
我国水库等级的划分,按库容大小分为:
大
(一)型水库大于10亿m3,大
(二)型10~1亿m3,中型1~0.1亿m3,小
(一)型0.1~0.01亿m3,小
(二)型0.01~0.0012亿m3。
六、水工建筑物和水利枢纽
为了达到防洪、灌溉、发电、供水、航运等目的,通常需要修建各种不同类型的建筑物,用来挡水、泄水、输水、排沙等,这些为实现各种水利事业而建造的建筑物,叫做水工建筑物,如渠道、水闸等。
为了综合利用水资源,往往需要在河流的某一点上集中地建造几种水工建筑物,它们具有各自不同的作用,但在运行中彼此相互配合,形成一个有机的综合体,称为水利枢纽。
大坝为水库的挡水建筑物。
按其建筑材料可分为土坝、混凝土坝和浆砌石坝。
土坝可分为土坝、堆石坝和土石混合坝三大类;
混凝土坝常见的有重力坝、拱坝、支墩坝等型式。
我市的中小型水库的大坝都为均质土坝。
第二节水库工程管理的基本任务
一、加强水库管理的意义
水库是水利产业的重要设施。
兴建水库可以调节利用水资源,除害兴利,促进国民经济发展和保障人民生命财产安全。
由于商丘市五座中型水库是在缺少详尽的水文、地质等基础资料情况下修建的,而且防洪标准低、工程老化失修、安全隐患多,加之管理人员技术力量不足,致使水库存在安全问题。
水库大坝一旦失事,不仅工程损毁失去效益,并且对下游地区的城镇、乡村、交通、耕地等设施和人民的生命财产造成毁灭性的灾害。
兴建水库的目的是为了获得效益,而水库的效益必须通过科学的运行管理才能实现。
因此,加强对水库工程的观测、维护和管理,确保工程安全运行,充分发挥效益,是我们水库管理职工决不能有一丝松懈的任务和职责。
二、水库管理的基本内容
水库管理的基本内容,概括来说有以下几点:
1.水文与水利计算复核
水库的防洪能力包括:
水库的允许最高水位、防洪限制水拉和防洪运行标准等重要指标。
上述指标在规划设计或运行管理中都已做过规定,但因水文资料系列延长可导致设计洪水加大,以及水库工程尚未达到设计标准、工程设施发生变化等原因,所以有复核的必要。
调洪演算是将建库前计算设计洪水所采用的资料,加入建库后逐年增加的洪水资料,一并作为新的较长系列,重新进行频率计算,推求新洪水过程线,求出新的水库运行参数,然后确定汛期控制运用的原则、方法及措施。
其中允许最高水位,除有充分论证外,不应高于原设计的洪水位。
2.运行管理
水库的运行管理包括组织管理、检查观测、养护管理、调度运用和供水管理等。
兴建水库的目的是为了获得利益,而水库的效益必须通过科学的运行管理才能实现。
在水库运行管理中,要做到确保工程安全、充分发挥工程效益、因地制宜地开展综合经营、提高管理水平。
3.安全检查与加固
商丘市的五座中型水库是在“大跃进”期间兴建的,工程防洪标准低,再加上管理和维护工作跟不上,是导致形成病险水库的重要原因。
由于经费短缺,维修工作难以进行,随着水库寿命的增长,诸如材料老化、洪水、地震、泥沙淤积以及其它破坏活动等,都有可能增加工程事故和失事的机会。
加强水库安全检查,及时对工程病害进行加固,促使病险消除,以保证安全,充分发挥效益有着极其重要的意义。
加强或忽视水库工程的安全检查与加固工作,将会给工程带来完全不同的两种结果。
4.防汛与抢险
水库的防汛与抢险工作,事关国民经济建设、社会安定及人民生命财产安全的大局,必须高度重视,认真做好防汛工作,决不能麻痹大意、掉以轻心,在任何情况下都必须确保水库安全。
5.开展综合经营
水库管理单位开展综合经营要立足于自身力量的基础上,根据自己的条件与能力,分析自身的优势,扬长避短,量力而行,脚踏实地逐步发展。
第二章水库运行管理
第一节组织管理和调度运用
一、水库管理单位职责
水库管理单位是直接操作水库运行的第一线生产单位,要在上级主管部门的领导和指导下,保证完成防洪保安、供水等目标任务。
其职责如下:
1.认真执行国家有关水利方针、政策、法规、法令和上级指示。
2.做好工程的检查观测、养护修理和调度运用等生产管理工作,维护工程安全和正常运行。
3.做好供水服务,推行计划供水、合理用水、用水计量。
4.充分利用管护范围内的水土资源,大力开展综合经营生产,增加经济收入。
5.建立健全防汛工作岗位责任制,向防汛指挥机构提供工程安全动态、物资器材计划、巡坝查验等情况,及时向上级指挥机构报告险情。
6.配合有关部门做好库区绿化、水土保持工作,保护水源,防止污染。
7.做好职工科学文化教育工作,进行工程设施的更新改造和技术革新,不断提高劳动生产率和管理水平。
8.做好统计报表、观测记录整编等基础工作,建立健全各项档案。
9.做好财务管理,健全财务制度。
10.关心职工生活,搞好职工福利,做好劳动安全保护工作。
二、管理法规和制度
水库在运行管理过程中,会涉及到千家万户、各行各业的利益,从而会引发众多而复杂的社会关系。
运行管理人员必须学法懂法,依靠法律手段来维护自己的正当权益,保证工程的正常运行。
有关法律、法规名称摘录如下:
名称实施日期
中华人民共和国水法2002年10月1日
中华人民共和国防洪法1998年1月1日
中华人民共和国防汛条例1991年7月2日
水库大坝安全管理条例1991年3月22日
中华人民共和国水污染防治法1984年11月1日
中华人民共和国水污染防治法实施细则2000年3月20日
河南省实施《中华人民共和国水法》办法2006年8月1日
河南省实施《中华人民共和国防洪法》办法2000年8月10日
河南省实施《中华人民共和国防汛条例》细则1993年11月27日
河南省水利工程管理条例1997年10月1日
河南省《水库大坝安全管理条例》实施细则1993年6月25日
三、工程技术档案管理
工程技术档案是工程建设过程中技术工作成果和运行管理的记录,也是工程运行管理的依据和必要条件,包括文字、图表、照片、录像、U盘和光盘等。
1.工程技术档案的内容
⑴水库工程规划设计原始资料。
工程所在河流和地区的水文气象、地质、地貌以及人口、土地、耕地、经济、文化等自然条件和社会历史现状的基本资料;
工程规划资料;
工程技术设计书和设计图纸。
⑵水库工程施工资料。
包括施工组织设计、基础处理、质检记录、批准文件、竣工报告及图纸等资料。
⑶历年工程检查观测资料。
⑷工程维修加固资料。
⑸历年生产运用指标。
历年降雨、径流、洪水特征值;
历年蓄水、供水特征值;
历年灌溉、防洪效益特征值。
⑹管理制度、规程和规范
⑺各种计划和考核资料
⑻其它有关资料,如仪器、设备、材料的保管登记资料及各种情报资料等。
2.技术文件材料的归档制度
⑴归档范围凡是在当前和今后具有查考、依据作用的技术文件材料,都应划入归档范围。
包括:
上级机关的指示、决议、通知、通报等文件,本单位的请示、决议、总结,重要电话记录等;
工程运行管理中形成的调度运用计划、运行记录、年报表、各种观测资料等;
防汛岁修、除险加固计划,设计文件,施工记录和总结材料。
⑵归档时间根据技术文件材料形成过程的特点,一般分为随时和定期两种。
在一项工程结束后归档;
按阶段归档,如水文、观测资料;
按年度归档,如运行管理和调度形成的技术文件材料、水情记载等;
随时归档,如专业性会议,应在会议结束后及时归档,设备、仪器、图纸、说明书等,在购回验收后归档。
⑶归档份数一般归档两份,主要的和使用频繁的技术文件材料,可多保留几份复印件。
⑷归档要求归档工作由各业务技术人员承担,任务结束告一段落,将归档的文件材料收集齐全,核对准确,向档案室移交。
凡归档的技术文件材料,字迹要清楚,纸质应优良,签署应完备,不应用铅笔、圆珠笔和复写纸书写。
四、水库的调度运用
水库的调度运用,就是运用水库的调蓄能力,科学调度来水,使之适应人们的用水需要,达到兴利除害的目的。
1.调度运用的目的和原则
目的:
确保工程安全,选用最优调度运用方案,合理安排兴利除害关系,综合利用水资源,充分发挥工程的综合效益。
原则:
局部服从整体,整体照顾局部;
兴利服从防洪,防洪兼顾兴利;
全面安排,统一领导,把灾害降低到最小范围,将效益扩大到最大限度。
2.调度运用的内容
考虑现阶段水库管理的技术力量,下述各项内容还不可能完全达到,今后要在完善观测设施、积累观测资料、提高人员素质的基础上,逐步走向规范化管理。
水库调度的内容有三项:
防洪调度,兴利调度,洪水预报。
⑴防洪调度的内容。
算清水库的安全账,确定调度运用指标,编制度汛计划,制定应急措施。
具体项目如下:
①调查水库安全现状及存在问题,摸清下游行洪能力和安全泄量,收集、分析中、长期天气预报和全年来水形势。
②根据工程现状确定允许最高洪水位。
③复核水库的防洪能力,确定水库现有防洪标准。
④确定防洪限制水位。
⑤计算水库各种蓄水位的抗洪能力。
⑥编制度汛计划和防洪调度图。
⑦从最坏处着想,对可能遭遇的非常洪水、电讯中断或其它紧急情况,制定应急措施,如破坝、报警撤离等。
⑵兴利调度的内容
兴利调度的任务是在保证水库安全的前提下,力争多蓄水,多兴利,尽量满足各用水部门的用水需要。
其内容包括:
①算清来水与用水账。
②编制兴利调度图。
即将水库不同时期的控制水位和运用准则绘制成图线,作为调度的依据。
③计算抗旱能力。
与农作物的组成、每日耗水量、灌溉面积、渠系利用系数有关。
⑶洪水预报的内容
洪水预报是汛期水库调度运用的重要组成部分,是根据已经发生的雨情和水情,预报水库即将出现的洪水情况,为水库防汛和调度运用提供科学依据。
①水库洪水预报,包括洪水总量、洪峰流量、洪水历时。
②水库最大泄流量、最高洪水位和出现时间预报。
③水库防洪能力预报。
第二节检查观测
一、水工建筑物的检查观察
1.土坝的日常检查内容
坝身是否有裂缝、塌坑、隆起等现象;
坝顶防浪墙有无裂缝、变形、沉陷、倾斜等情况;
坝坡护坡是否有松动、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;
土坝两头、下游坝坡、坝脚一带等处是否有异常渗漏现象。
表2.2-1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
检查情况及存在问题
处理意见
坝身
上游坝坡
下游坝坡
坝顶
防浪墙
坝脚
坝端
排水系统
上游坝坡排水沟
下游坝坡排水沟
坝顶排水沟
启闭设备
闸门
启闭机
辅助设备
溢洪道
上游
下游
闸室
带班领导:
检查人:
2.溢洪道检查观察
泄洪前的检查:
主要检查溢洪道各部位是否完好无损,如闸墩、底板、边墙、胸墙、消力池等结构,有无裂缝、损坏和渗水等现象。
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游泳,以免发生事故。
泄洪后的检查:
溢洪后应及时检查消力池等设施是否完好,伸缩缝内、前后翼墙有无渗水现象等。
3.闸门及启闭设备的检查观察
闸门的检查观察:
主要内容包括闸槽有无堵塞物、气蚀损坏现象,闸门主侧轮是否锈死,止水是否破损,门扇有无变形、裂纹等,闸门部分开启时有无震动情况。
启闭设备的检查观察:
要检查润滑系统是否缺油,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、损坏等现象。
闸门和启闭设备在工作时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。
水工建筑物的检查有日常性检查和专门性检查。
日常性检查为日常工作的一部分,专门性检查有汛前检查、汛间检查、年终检查等。
在检查中要做好记录,如表2.2-1。
二、水文观测
水文观测是水库运行管理中的一项基本工作,是了解和掌握各种水文变化情况,分析计算水库的水账,为水库调度运用、保证水库安全,充分发挥效益的基本依据。
1.降水量观测
从天空降落的雨、雪、霜、雹等统称降水。
观测站的选址应尽可能在四周空旷、平坦的地点。
降水量观测常用的设备是20cm口径的雨量器和自记雨量记。
降雨等级划分时段有12小时、24小时等,见下表。
表2.2-2降雨等级划分标准
(1)
单位:
毫米/24小时
小雨
中雨
大雨
暴雨
大暴雨
特大暴雨
1<10
10~24.9
25~49.9
50~99.9
100~250
>250
表2.2-3降雨等级划分标准
(2)
毫米/12小时
0.2<5
5~15
15~30
30~70
70~140
>140
降水量是以降落到地面的水层深度来表示,单位以毫米计,降雨量的划分一般以一日内(24小时)降雨为量为标准划分,也有以1小时、4小时、12小时等为标准的,见表2.2-2~3。
一般只测记降雨、降雪、降雹的水量,并注记雨雪、雹的符号。
降水物的符号可表示为:
●-雨;
*-雪;
*●-雨夹雪;
▲-雹或雨夹雹;
▲*-雹夹雪;
凵-霜等。
用雨量器观测降水量,一般采用定时分段观测,平时每日8点观测一次,暴雨时适当加测。
读数时读取凹形水面最低处刻度,读取到0.1毫米;
降雪时,把雨量器漏斗摘下,不放储水瓶,直接用雨量筒盛雪,观测时拿到室内,先用量杯量取一定数量的温水注入雪中,在雪完全融化后量取读数,减去注入的温水数即为降水量数值。
记录格式见表2.2-4。
表2.2-4水库月份降水量记录表
毫米
日期
时段降水量
一日降水量
8时
14时
20时
2时
1
2
…
31
合计
观测:
校核:
审核:
2.水位观测
水库水位观测包括库区水位观测及水工建筑物的上下游水位观测。
一般情况下以坝前水位作为库区的平均水位,设在稳定而又便于观测的库岸,建筑物下游水位测点应设在水流平稳处。
常用的观测设备有水尺和自记式水位记。
测读水尺水位时,观测者视线应接近水面,记至厘米,有风浪时记取波浪的峰顶和谷底数值的平均数。
观测次数:
①无进出水量、库水位平稳时每日8点定时观测一次;
②水库流域内有降雨,库水位上升时起每半小时或一小时观测一次,遇到暴雨时,在库水位涨落幅度最大时加密测次;
③水库开始放水、停止放水及调整放水闸门孔数及开度的前后,各加测一次。
表2.2-5水库水位观测记录表
日期
水尺编号
水尺读数
(m)
水位
蓄水量
(万m3)
月
日
时
分
3.流量观测
流量观测包括进库流量观测和出库流量观测。
进库流量可参考库区上游水库或渠道节制闸流量,出库流量包括供水、灌溉和泄洪流量。
表2.2-6水库流量观测记录表
水闸
名称
闸门
编号
开启
高度
水尺
读数
水位
水流
流态
闸孔
宽度
放水
流量(m3/s)
总
流量
(m3/s)
上游
下游
三、水库水量损失观测
1.蒸发损失
观测水库蒸发量时一般要在室外修建蒸发皿,以蒸发皿测得数据来推算水库水面蒸发量。
推算水库每日、月、年的水面蒸发损失时,因水库水面在运行期间水位不断变动,所以水面面积也要采用计算此日、月、年的水面平均面积。
用公式表示为:
W水蒸=1000×
μ×
E水蒸×
F
式中:
W水蒸某时段水面蒸发损失(立方米);
μ水面蒸发皿的改正系数,取值0.6~0.8;
E水蒸蒸发皿所记录的蒸发水层深度(毫米);
F某时段水库平均面积(平方公里)。
表2.2-7水库月份蒸发损失观测记录表
标尺
(mm)
初始
降落
深度
改正
系数
改正后
蒸发深度
水库
平均面积
(km2)
损失水量
(m3)
2.渗漏损失
建库以后,由于水头压力的作用,使库岸、库床、坝基、坝身、坝端产生渗漏。
水库的渗漏损失往往很难用一般的公式去计算,通常的做法是根据水库的水文地质条件定出一些经验数据,作为估算渗漏损失的依据,如下表:
表2.2-8水库渗漏损失估算表
水文地质条件
以平均库水位的
消落深度表示
以年蓄水量的
百分数表示
优
0~0.5米/年
0~10%
良好
0.5~1.0米/年
10%~20%
恶劣
1.0~2.0米/年
20%~40%
3.其它损失
在水库运行中,由于闸门止水老化、损坏等原因,也会造成水量损失,当这些损失量较大时,也应予记录和计算。
四、渗流量观测
土坝建成蓄水后,必然产生渗漏现象。
渗透流量必须安装一定的观测设备进行观测分析,根据观测资料可以判断土坝的渗透现象是否正常,坝身是否安全。
1.设备布置
渗流量观测设备应根据渗水地点、汇集条件、渗流量大小,结合采用的方法进行布置。
观测土坝坝身、坝基、绕坝的渗流量时,一般在坝下能汇集渗水的地方设置集水沟,在集水沟出口处布置量水设备。
当渗透水流可以分区拦截,且进行分区观测有利于分析问题时,可分区设集水沟,末端归入总排水沟,在集水沟和总排水沟上同时观测。
集水沟和量水设备应尽可能布置在不受泄水建筑物泄水影响、不受坝面及两岸排泄雨水影响的地方,应结合地形尽量做到平直整齐,以便于观测。
2.观测方法
一般情况下采用容积法和三角形量水堰法。
⑴容积法。
适用于渗流量小于1L/S的情况。
观测时需进行计时,当计时开始时,将渗流水全部引入容器内,记时结束时停止。
量出容器内的水量除以记取的时间,即可算出渗流量。
表2.2-9渗透流量观测记录表(容积法)
观测时间
观测地点
充水容积
(l)
充水时间
(s)
渗透流量
(l/s)
水位(m)
最近一次
降雨情况
天气情况
气温(℃)
备注
年
起止时间
降雨量(mm)
⑵三角形量水堰法。
适用于渗流量为1~70L/S的情况。
量水堰一般应设在集水沟的直线段上,上下游沟底及边坡需加护砌,以避免绕过量水堰大量漏水。
计算公式为:
Q=1.4H5/2(m3/s)
式中H堰上水头(m)。
表2.2-10渗透流量观测记录表(量水堰法)
量水堰编号
堰上水头
渗水透明度