水库工程管理手册(职工培训教材)

目 录

前 言 第一章

第一节 第二节 第二章

第一节 第二节 第三节 第三章

第一节 第二节 第三节 第四章

第一节 第二节 第三节 第四节 第五章

第一节 第二节 第三节 第六章

第一节 第二节 第三节 第七章

第一节 第二节 第三节

水库工程概论 ............................................ 1

水库工程简介 .......................................... 1 水库工程管理的基本任务 ................................ 4 水库运行管理 ............................................ 6

组织管理和调度运用 .................................... 6 检查观测 .............................................. 9 养护管理 ............................................. 19 水库安全检查与加固 ..................................... 21

概述 ................................................. 21 土坝的安全检查与加固 ................................. 22 溢洪道的安全检查与加固 ............................... 26 防汛与抢险 ............................................. 29

防汛与抢险基础知识 ................................... 29 防汛任务与职责 ....................................... 30 准备与检查 ........................................... 31 土坝险情抢护 ......................................... 32 渠道工程管理与维护 ..................................... 36

概述 ................................................. 36 渠道及其建筑物的运行管理 ............................. 38 渠道工程的检查观察 ................................... 39 水闸工程运行管理及检查维护 ............................. 43

水闸工程简介 ......................................... 43 水闸工程的运行管理 ................................... 44 水闸工程的检查观察与维修养护 ......................... 45 流量观测 ............................................... 47

概述 ................................................. 47 流速仪法测流 ......................................... 49 建筑物法测流 ......................................... 51

第一章 水库工程概论

第一节 水库工程简介

一、 水库的作用

兴建水库是人们为了解决在用水与河流来水在各年间或一年内在时间和水量分配上的矛盾的一种措施。水库在来水多时把水蓄起来，然后根据用水要求适时适量地供水，同时在汛期还可起到削减洪峰、减除灾害的作用。这种把来水按用水的要求在时间和数量上重新分配的作用，叫做水库的调节作用。水库不仅可以使水量在季节间重新分配，满足灌溉、防洪的要求，同时还可以利用大量的蓄水和抬高了的水头来满足发电、航运及水产等其它用水的需要。因此，水库是综合利用水资源的有效措施。

二、水库的设计标准 1．防洪标准

水库的防洪标准是指水库所能抵御的洪水的大小，通常指水库本身或下游防洪安全所拟定的设计洪水标准。洪水的大小每年不同，一定大小的洪水出现的可能性多少一般用重现期和累积频率来表示。如五十年一遇洪水，其重现期为50年，其累积频率为2%（1/50）。

在设计水库时，要选择一定重现期的洪水作为设计洪水，当水库出现这种洪水时，要求水库仍能正常运用。同时，为了提高水库的安全可靠程度，使超过设计洪水的更大洪水不致破坏工程，选定一个更大的洪水作为校核洪水，即使出现校核洪水，水库进入非正常运行情况，也还能保证水工建筑物的安全。

这样，对水库所选定的设计洪水和校核洪水各相应的重现期或累积频率，称为水库的防洪标准。

2．兴利用水标准——设计保证率

在多年工作中，用水部门的正常用水得到的保证程度，常用正常用水保证

率来表示。这个保证程度在设计水库时就应预先选定，所以这个标准叫做设计的正常用水保证率，简称设计保证率，常用P%表示。

设计保证率常用按保证用水的年数方法衡量，表示各部门用水量在多年期间能够得到充分满足的机率。如：设计保证率P=80%表示在长期运用过程中，平均每100年可保证80年正常供水。

工业、民用供水的设计保证率要求较高，生活用水一般为95~~99%，工业一般为90~95%；灌溉保证率因自然条件和经济条件不同而有所不同，一般为50~80%。

三、水库的特征水位和库容

水库在蓄、泄水过程中，它的水位是经常变化的，有几个水位在运用时具有特殊意义。

图1.2-1 水库特征水位和相应库容示意图 坝顶校核洪水位设计洪水位防洪高水位设计蓄水位汛前水位共用库容兴利库容死库容校核调洪库容防洪库容设总计库调容洪库容死水位 1．兴利水位（亦称设计蓄水位、正常高水位）：兴利水位是水库正常运用的情况下允许经常保持的最高水位。亦即为保证各兴利部门枯水期正常用水，水库在丰水期需要达到的水位。它是确定水工建筑物尺寸、投资、淹没等指标的最重要的数据。

2．设计洪水位和校核洪水位：在水库正常运用的情况下，当发生设计洪水时，水库达到的最高水位称设计洪水位。当发生校核洪水时，水库达到的最高

水位称校核洪水位。水工建筑物必须根据这两种水位进行设计和校核。

3．防洪高水位：是指水库承担下游防洪任务，在调节下游防护对象的防洪

标准洪水时，坝前达到的最高水位。只有当水库承担下游防洪任务时,才需确定这一水位。

4．汛前水位（亦称汛期水位、防洪水位）：在汛期到来之前，预先把水库放空一部分，以便腾出库容，在洪水到来时多蓄部分洪水，从而更大的削减洪峰。这个消落下的水位称为汛前水位。

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；设计洪水位和汛前水位之间的库容称设计调洪库容；校核洪水位和汛前水位之间的库容称校核调洪库容；正常蓄水位和汛前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“”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、、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

年 月 日 上次检查日期 年 月 日 检查日期 检查类别 检查部位 上游坝坡 下游坝坡 定 期 临 时 检查情况及存在问题 处 理 意 见 坝 身坝 顶 防浪墙 坝 脚 坝 端 上游坝坡 排水沟 下游坝坡 排水沟 坝顶 排水沟 闸 门 启闭机 辅助设备 上 游 下 游 闸 室 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

排水系统 启闭设备溢洪道

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

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 1＜10 中雨 10～24.9 大雨 25～49.9 暴雨 50～99.9 大暴雨 100～250 特大暴雨 ＞250 表2.2-3 降雨等级划分标准（2）

单位：毫米/12小时

小雨

中雨 大雨 暴雨 大暴雨 特大暴雨

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，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

单位：毫米

时 段 降 水 量 日期 1 2 … 31 合计 8时 14时 20时 2时 8时 一日降水量 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

日 期 水尺编号 月 日 时 分 水库水位观测记录表

水尺读数 (m) 水 位 (m) 蓄水量 (万m3) 观测： 校核： 审核：

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

闸门 编号 开启 高度 （m） 上下上下游 游 游 游 水尺 水位 读数 （m） （m） 闸孔 放水 宽度 流量（m） (m3/s) 总 流量 (m3/s) 日 期 月 日 时 分 水闸 名称 水流 流态 观测： 校核： 审核： 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 标尺 读数 (mm) 水库 月份蒸发损失观测记录表

初始 读数 (mm) 降落 深度 (mm) 改正 系数 改正后 蒸发深度 (mm) 水库 平均面积 (km2) 水库 损失水量 (m3) 日期 1 2 … 31 合计 观测： 校核： 审核：

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

以平均库水位的 消落深度表示 0~0.5米/年 0.5~1.0米/年 1.0~2.0米/年 以年蓄水量的 百分数表示 0~10% 10%~20% 20%~40% 水文地质条件 优 良好 恶劣 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 上下起止（l/s） 游 游 时间 水位(m) 最近一次 降雨情况 降雨量(mm) 天气气温备情(℃） 注 况 年 月 日 时

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）

观测时间 量水堰编号 堰上渗透渗水水头 流量 透明(m) （l/s） 度 水位(m) 最近一次 降雨情况 降雨量(mm) 天气情况 备注 年 月 日 时 上下起止游 游 时间

五、观测资料的整理

资料的整理是将水库全年的观测成果，按照计算水账、分析水情、为调度运用积累资料的需要，做进一步的系统整理。资料整理工作内容，一般是考证、分析各项基本资料，校核测算的原始成果，以及编制各项资料年表。

1．基本资料的考证和分析

水库的水位~库容关系图表、水库堰闸出流量关系图表、水库水位观测成果、降水量观测成果是水库水量测算的基本资料，据此可以简易测算水库蓄水量、出流量、来水量和降水量。因此，这四项基本资料应进行充分的分析和论证。

⑴ 水位~库容关系。考证水位~库容关系是否正确，主要利用水量平衡的原理进行检查对照：

V末-V始=W入-W损-W出

式中：V始、V末 时段始、终的库容，万立方米；

W入 该时段的来水量，万立方米； W损 该时段的水库损失水量，万立方米； W出 该时段的出库水量，万立方米。

根据计算的结果，如果等号两侧的数值相近，则说明水位~库容关系比较准确，否则进一步分析相差的原因，必要时复测库区地形和重做水位~库容关系图表。

⑵ 堰闸出流量关系。有条件实测流量的水库，可根据实测流量成果进行率

定水位~流量关系曲线，提高测算精度。由于工程变动，往往影响出流关系，此时应将工程变动情况和维修做具体记载，并根据实际情况，修正或重做出流关系图表。

⑶ 水位资料。水位资料是计算水库蓄水量的变化、出库水量和推算来水量的依据，心须准确无误。一般应做如下考证：水尺零点高程有无变动；堰闸上、下游水尺位置及代表性。

⑷ 降水量资料。一般要检查雨量场地的代表性，雨量器的口径有无变形。 2．原始观测资料成果的校审

各项原始观测成果，应做到测算方法正确，数字计算无误，要求在日常工作中，随观测、随计算、随校核。校核工作内容一般包括：①对测算方法的检查；②对计算数值复核；③点绘综合过程线。

3．编制各项资料成果表

应编制年逐日降水量表、年逐日水位表、年出库流量观测成果表、年水库水量平衡表，并点绘逐日水库水位、水量过程线。渗流量观测资料的整理有：①绘制渗流过程线，以渗流量为纵坐标，以时间为横坐标；②绘制渗流量与库水位相关图，以库水位为纵坐标，以渗流量为横坐标。各项表格填制要求和方法如下：

表2.2-11

年 水库逐日降水量表（单位：mm）

二月 … 三月 … 四月 … 五月 … 六月 … 七月 … 八月 … 九月 … 十月 … 十一月 … 十二月 … 月 日 1 2 … 31 降水量 降水日数 最大日量 日期 年统计 一月 … 降水量： 降水日数： 最大1日： 月 日 最大3日： 月 日~月 日 月 日~月 日 最大30日： 月 日~月 日 最大7日： 月 日~月 日 最大15日：

附注 制表： ， 年 月 日；校核： ， 年 月 日；审核： ， 年 月 日 表2.2-12

年 水库逐日水位表

十一月 … 十二月 … 水尺位置： 基面名称： 单位：m 月 日 1 2 … 31 最水位 高 日期 最水位 低 日期 年统计 附注 一月 … 二月 … 三月 … 四月 … 五月 … 六月 … 七月 … 八月 … 九月 … 十月 … 最高水位： ， 月 日 最低水位： ， 月 日 制表： ， 年 月 日；校核： ， 年 月 日；审核： ， 年 月 日 表2.2-13

堰闸基本情况 时 间 月 日 时 分 年 水库出库流量观测成果表

名称： 型式： 上游 水位 (m) 下游水位 (m) 水位差 (m) 输水用途： 进口高程： 米 闸门开启 孔数 高度(m) 闸孔宽度： 米 计算 流量 (m3/s) 实测 流量 (m3/s) 制表：×××， 年 月 日；校核：×××， 年 月 日；审核：×××， 年 月 日 表2.2-14

入库 水量 (万m3) A … 年 水库年水量平衡表

出库水量(万m3) 损失水量(万m3) 其它 … 合计 C … 蒸发 … 渗漏 … 月末 水位 水量 (米) (万m3) … D … 月份 1 2 … 12 合计 合计 B … 灌溉 … 弃水 … 制表： ， 年 月 日；校核： ， 年 月 日；审核： ， 年 月 日

注：表中D本月=D上月+A本月-B本月-C本月

第三节 养护管理

水库工程的养护修理，一般分为经常性的养护修理、岁修、大修和抢修。本节主要介绍前两部分的内容。

一、 土坝的养护修理 1．日常养护工作

⑴ 在大坝上不得进行种植、放牧、堆放料物、输水，在大坝附近不能任意挖塘、打井、停靠船只，水库内禁止炸鱼，坝坡附近船只不能高速行驶。

⑵ 坝顶如有坑洼易于集水，应填平补齐，并保持一定的排水坡度。 ⑶ 坝顶防浪墙要保持完整，经常检查有无裂缝、倾斜或局部损坏现象，并分析原因，采取措施，及时修补。

⑷ 护坡的伸缩缝内填料流失，应及时将缝内杂物清除干净，按设计要求补入同样填料。草皮护坡损坏的修复应在适宜季节补植，或者更换新草皮。

⑸ 排水沟应及时整修、加固和清淤，保持排水畅通，避免坝面积水。排水设备的翻修，最好在低水位进行。

2．常见病害的修理

⑴ 裂缝处理。对于非滑动性裂缝，有以下几种修理方法：翻松夯压，灌土封口；开挖回填；灌浆处理。

⑵ 渗漏处理。水库蓄水后，土坝发生少量渗漏是正常现象，土坝渗漏按其发生部位可分为坝身渗漏、坝基渗漏和绕坝渗漏三种。异常渗漏的识别方法为：

① 坝后渗水变浑，或明显看到土颗粒者，为异常渗漏；

② 坝脚出现集中渗漏，渗漏量剧烈增加或渗水突然变浑，渗漏量突然减少或中断是渗漏破坏进一步恶化的信号；

③ 在反滤排水以上坝坡出现的渗水属异常渗漏；

④ 坝后地基发生翻沙冒水或涌水带沙现象时为坝基渗漏所致，任其发展将危及坝体安全；

⑤ 分析渗漏观测资料，如果渗漏量随时间的增长而增大，甚至突然变化，

属异常渗漏。

渗漏处理的原则是“上截、下排”。处理方法有：上游防渗减渗措施；下游导渗排水措施；高压喷射灌浆防渗；土工薄膜防渗。

⑶ 护坡破坏的修理

临时性修理：当护坡遭受雨、风浪或冰凌破坏时，为防止破坏范围扩大和恶化，采取的临时性保护措施，如砂袋压盖、抛石压盖和石笼压盖等。

永久性修理：是指对遭受破坏的部位按设计要求恢复原状或重新进行加固处理，采取的措施有填补翻修、石缝粘结、混凝土盖面、框格加固等。

二、溢洪道的养护修理

溢洪道是宣泄洪水、保证水库安全的重要设施，要保证洪水发生后能“启得开、过得了、泄得走、不破坏”。

1．日常养护工作

⑴ 随着洪水资料的积累，定期复核溢洪道的过洪能力。 ⑵ 检查溢洪道有无阻水现象。 ⑶ 检查溢洪道各部位是否完好无损。 ⑷ 检查消能设施。 ⑸ 检查闸门及启闭情况。 2．常见病害的修理

⑴ 冲刷和淘刷的修理。溢洪道的消力池和海漫部分在动水压力的作用下，发生气蚀、底板掀起、底板下淘空、底板变形破坏等现象，根据具体情况一般进行加固、翻修或重做处理。

⑵ 裂缝的修理。溢洪道的堰体、闸墩、底板、边墙、消能设施等，一般是由混凝土或浆砌石建成，裂缝是这些结构物上经常出现的现象。混凝土结构裂缝修理方法有：使用水泥砂浆、防水快凝砂浆、环氧树脂等材料进行表面涂抹；用胶粘剂把橡皮或其它材料粘贴在裂缝部位的混凝土表面上。

第三章 水库安全检查与加固

第一节 概述

一、水库安全检查与加固的意义

加强水库的安全检查与维修加固，是预防水库失事、充分发挥效益的重要措施，也是管理工作的基本任务。水库管理单位必须指定专人负责对大坝、溢洪道、放水设备等建筑物表面进行检查观察。若不经常检查，及时维修加固，水库在运行中可能会随着时间推移转化为病险水库。一旦失事，不但工程损毁失去效益，而且还会给下游人民生命财产造成毁灭性的损失。

二、水库工程安全的现状

商丘市的五座中型水库是在“”期间兴建的，工程防洪标准低，施工质量差，再加上管理工作跟不上，是导致形成病险水库的重要原因。当前我市五座水库存在的主要问题是：

1．病害多。由于我市水库建设的特定条件，过去在设计、施工和运行管理等方面都存在一些问题，加之建筑物和设备老化失修等原因，存在许多安全隐患。

2．防洪标准低，溢洪能力不足。我市五座水库都是二十年一遇设计、五十年一遇校核防洪标准，与五十年一遇设计、二百年校核的标准还有一定差距，遇超标准洪水时容易失事。

3．管理机构和设施不健全。我市五座水库都有管理水平低、思想观念落后、配套设施差、技术落后等问题，与当前的社会发展不相适应，跟不上时代发展的步伐。

三、安全检查的组织与要求

1．安全检查的组织

水库管理单位必须指定专人负责对大坝、溢洪道等建筑物进行检查观察。水库工程的安全检查工作可分为经常检查、定期检查和特别检查。

⑴ 经常检查。是用眼看、耳听、手摸等直接观察或用仪器设备进行外部观测的方法，对枢纽工程主要建筑物及其闸门启闭设备、溢洪道等各部位由管理单位指定专人负责进行经常性的检查观察，了解有无异常变化现象。

⑵ 定期检查。是每年在汛前、汛中、汛后，由上级主管部门组织一定力量对水库工程进行全面检查。

⑶ 特别检查。当水库发生较严重的破坏现象，出现险情时，应该立即上报上级主管部门，组织专门力量进行检查，并采取相应的应急措施。

2．安全检查工作的要求

⑴ 各水库管理一定要有专人负责安全检查工作，对水位、雨量的观测要准确、及时。

⑵ 要根据所管工程的具体情况和特点制定切实可行的检查观察计划，具体规定检查时间、部位、内容和要求。

⑶ 在高水位、暴雨、大风、泄洪、结冰及水位下降等情况下，应对建筑物容易发生变化和破坏的部位加强检查观察。

⑷ 每次检查观察都应进行记录，发现异常要绘制简图和详细记载，对查出的问题要及时采取相应的措施。

第二节 土坝的安全检查与加固

一、土坝的特点 1．常见的问题及危害

⑴ 渗流问题。由于散粒结构的颗粒存在较大孔隙，坝体在挡水后，上游的水就会通过孔隙向下游渗透。渗透水流穿过坝体时，在土体中形成的自由水面称为浸润面。渗流可能导致坝身及坝基发生危害性的渗透变形（如管涌、流土等），使坝体严重沉陷和丧失稳定性。土坝的失事多数与渗流有关。

⑵ 冲刷问题。散粒结构的颗粒相互之间的粘结能力很差，因而土坝的抗冲能力低，在雨水冲刷或风浪的作用下，坝面也容易遭到破坏，所以土坝的上下游坡面均需要采取护坡措施，以保障坝体安全。

⑶ 沉陷问题。由于土料填筑体内有孔隙，而且各颗粒之间易产生相对位移，在自重和水压力作用下，土坝会有明显的沉陷变形。沉陷会造成挡水高度不足，不均匀沉陷还会引起坝体的裂缝，影响坝的安全运行。

⑷ 其它问题。严寒季节，坝体可能因冻结而产生膨胀，融化时可产生松动，库面冰盖会对坝坡产生冰压力；在炎热干燥的条件下，坝坡可能干裂；动物可能在坝身内制造洞穴；另外还有地震影响等。

2．土坝具有以下工作特点

⑴ 不允许洪水漫顶。土坝的抗冲能力很低。据全国统计，由于运行期间溢洪道泄水能力不足或水库管理运用不当致使洪水漫顶失事，占失事部数的46.6%。

⑵ 坝体具有透水性。土坝具有一定的透水性，渗透水流在穿过坝体时形成浸润面。土坝的破坏或垮坝失事很多都与渗流有直接或间接的关系。

⑶ 坝体可发生压缩变形。坝体土粒中存在有空隙，所以土料具有压缩性。当坝体不均匀沉降时，将产生纵向、横向和各种类型的裂缝，进而造成严重的渗漏和滑坡事故。

⑷ 保持边坡稳定。土坝的失稳主要是坝坡的局部滑动，或坝坡连同坝基一起滑动而使坝体受到破坏。因此，土坝的稳定重要的是保持边坡稳定。

二、土坝的安全检查 1．经常性检查

⑴ 检查坝面有无裂缝、滑坡、隆起、塌坑、冲沟、陡坎等现象。 ⑵ 检查坝顶、路面及防浪墙是否完好，特别注意坝顶沉陷，即在顺坝轴线方向是否下陷成马鞍型，若坝顶高程最低处低于设计要求而又未及时补填，则容易洪水漫坝失事。

⑶ 在蓄水运行期间检查下游坝面、坝体与两岸接触部位、坝基、坝下涵洞附近的坝体等有无渗漏现象，检查渗水情况时，必须仔细观察反滤层是否堵塞失效，坝基渗水是否正常，特别要检查渗水的透明度和水质。

⑷ 在汛期高水位和用水时水位下降期间，以及暴雨、地震、溢洪、结冰解冻时，最易发生问题的部位都应加强检查，如水位下降后坝面护坡有无块石翻起，松动、塌陷等损坏现象。

2．全面大检查

除上述土坝本身的安全检查外，每年汛前、汛后必须进行一次全面大检查。 ⑴ 在土坝的安全检查中，要检查溢洪道的实际过水能力；对不能安全运行的、洪水标准低的土坝，万一出现较大洪水，有没有切实可行的保坝措施。

⑵ 检查坝址处、溢洪道岸坡或库区及水库沿岸有无危及坝体安全的滑坡、塌方等情况。

⑶ 水库库容减少要重新复核抗洪能力，以及采用相应的措施。 ⑷ 检查溢洪道出口段回水是否可能冲淹坝脚，影响坝体安全。

⑸ 严格按照规定的安全水位运用，不能超负荷运行。放水期间注意控制放水流量，以防库水位骤降等影响土坝安全。

3．安全检查的记录和报告

每次检查观察都应进行记录，发现异常现象，更要详细记载和叙述，内容如下：

⑴ 检查观测的时间：年、月、日、时。 ⑵ 天气情况：晴、雨(降雨量)雪、风。

⑶ 库水位情况：检查时，对库内水位及其相应的集中渗流量，坝面散漏面积大小等现象，作详细记载。

⑷ 存在问题：对土坝检查中发现的问题，如滑坡、裂缝、渗漏等作好记录、整理，如发现坝体产生裂缝，应将裂缝所在位置，距坝轴线的距离、长度、宽度、走向、错距详细记载。发现渗漏时，应记载集中渗漏量大小、渗散面积等，并绘制平面草图，标明裂缝、滑坡、渗漏的位置。

检查中发现的问题，若按一般的维修不见效果，应向上级主管部门报告： ⑴ 大坝的基本情况，如坝高、库容、集雨面积、实际达到的防洪标准等。 ⑵ 检查观察记录整理资料情况及结论。叙述工程存在主要病害产生的原因，并提出处理的初步意见。

⑶ 请求上级主管部门组织力量到现场查看，认真分析研究产生病害的原

因，提出应急措施和加固方案，进行彻底整治。

4．土坝常见病险的检查方法与处理

⑴ 土坝坝体裂缝的检查方法与处理。土坝常见的裂缝一般分布在坝顶和上、下游坡面，也有在坝体内部。

坝体裂缝的检查和观测：

① 利用坝体上或坝体内的圬工建筑物检查。坝顶防浪墙、路缘石、坝坡排水沟等圬工建筑物上对坝体裂缝的反映寻找并判断坝体沉陷情况。

② 渗水透明度检查。如果坝体渗水突然变浑，即表明坝体裂缝后产生了管涌。

③ 发现裂缝后应设置标志并保护起来，观测裂缝的位置、走向、长度、宽度、深度、错距等项内容。

坝体裂缝的处理方式有：翻松夯实、开挖回填、充填灌浆。

⑵ 土坝滑坡的检查方法与处理。土坝在运行中，坝体的一部分失去平衡，脱离原来的位置，就发生了滑坡。滑坡初期是逐渐发展的缓慢过程，后期突然加剧。在以下几个关键时刻应加强检查观测：高水位时期；水位骤降期；发生持续的特大暴雨和风浪时期；北方寒冷地区回春解冻之后；发生强裂地震后。

滑坡的征兆和判断：

① 从裂缝的形状判断。滑动裂缝主要特征，主裂缝两端有向边坡下部逐渐弯曲的趋势，两侧分布有众多的平行小缝，主缝上下侧有错动。

② 从裂缝的发展规律判断。滑动性裂缝初期发展缓慢，后期逐渐加快，而非滑动性裂缝则随时间延长而逐渐减慢。坝坡在短时间内出现持续而且明显的变形，就可以说是滑坡的前兆。

③ 从坝顶位移观测的规律判断。滑坡体上部陷落而下部隆起，同时上部出现纵向裂缝，就可以判定是滑坡。顶部没有发现裂缝，坝体上部陷落在纵断面上成马鞍形，下部隆起也可判定是滑坡。

另外，也可以根据从浸润线观测资料、孔隙压力观测成果予以判断。 常用的滑坡的处理方式有：开挖回填、放缓坝坡、增设防滑体、多种土料掺和、增设防渗设施、裂缝处理。

⑶ 土坝渗漏的检查与处理

土坝渗漏的检查：

① 注意观测上游坝面，库水有无漩涡或变浑、大坝坡面出现塌坑等。 ② 在下游坝坡可以根据坝面湿润、填土软化等现象识别渗漏逸出的位置。 ③ 对其容易出现且危险性大的部位如坝脚和两岸坡与坝体接触的下游坡面，应重点观察。

④ 检查时一定要记录渗漏出逸点的位置、渗漏量的大小和库水位等资料。 ⑤ 注意检查观察下游地基渗流出口处的情况。如果发现翻水冒沙现象，则说明地基已发生渗透破坏，必须采取有效措施，以保证工程安全。

土坝坝体渗漏的处理：

土坝坝体的渗漏处理，总的原则是“上截下排”。“上截”就是在坝轴线以上部分坝体和坝基堵截渗流途径，防止和减少渗漏水量渗入坝体和坝基，提高其防渗能力；“下排”就是在下游做好反滤导渗排水设施，使渗入坝体、坝基的渗水在不带走土颗粒的前提下安全通畅地排向下游。

⑷ 土坝护坡的检查与加固 护坡的检查主要在以下几个方面：

① 沿护坡的库水是否变浑，浑水的透明度变化情况，护坡垫层下面的土体有无松软、滑动和淘刷。

② 坝面排水沟是否通畅，坝坡有无积水现象，排水沟两侧及底部填土有无冲刷，雨水是否流经排水沟排出。

③ 护坡表面是否风化剥落、冻散、松动裂缝、隆起、塌陷、淘空和冲走，有无杂草、雨淋沟、空隙、兽洞或蚁穴。

护坡损坏的加固：

加固的措施，应根据护坡破坏的主要原因，原护坡的结构形式和破坏范围的大小，建筑材料，气温和风力，施工条件和库水位情况以及技术上可靠性和经济上合理性等有关因素，综合比较，合理选定。

第三节 溢洪道的安全检查与加固

一、溢洪道的结构形式及工作特点

溢洪道是渲泄经过水库调蓄以后多余的洪水、保证大坝等工程安全的建筑物，主要由进口段、控制段、陡坡段、消能段和退水段五部分组成。

1．进口段。进口段的作用是将渲泄水流平顺地引向控制段。为使水流平稳，在平面上应有渐变段。

2．控制段。控制段是控制溢洪道能力大小的建筑物。主要由横卧在水下的溢流堰或闸门设施等组成。

3．陡坡段。陡坡段的作用是将经过控制段的水流迅速输送到下游河道。陡坡段在平面上应布置成直段，尽量避免弯道。

4．消能段。由于陡坡段下泄的水流具有很大的能量，因此在陡坡段末设置消能段，消除水流的余能使之平稳地进入退水渠或下游河道。常用的消能形式有消力池和挑流鼻坎。

二、溢洪道的安全检查内容 1．检查或复核溢洪道的过水能力。

2．检查溢洪道有无坍塌、崩岸、堵淤或其他阻水现象。

3．检查溢洪建筑物的底板、闸室、闸墩、胸墙、消力池等有无隐患。 4．检查闸门及启闭设备能否正常运行。 三、溢洪道增加泄洪能力的常用措施 1．拓宽溢洪道。

2．降低堰顶高程，提高泄水能力。 3．适当加高大坝。 4．改变堰型。

5．溢洪道进口建拱形堰。 四、溢洪道抗冲的加固处理 1．陡坡段处理措施

陡坡底板必须衬砌加固，裂缝也要处理。对底板破坏严重，应彻底翻修，重新衬护加固。

2．溢洪道衬砌裂缝的处理

⑴ 由于地基不均匀沉陷引起的裂缝应首先加固地基，基本稳定后用凿槽嵌

补的办法，即将水泥砂浆或环氧砂浆堵塞裂缝。

⑵ 伸缩缝漏水，则可在渗水出口缝上凿槽，将漏水集中导开，或用速凝剂堵漏后用水泥砂或环氧砂浆嵌补。

⑶ 挡土墙因排水堵塞而产生的裂缝，就应设法疏通排水，然后对裂缝再凿槽填补。

3．溢洪道消能设施的加固 ⑴ 重作消力池。

⑵ 辅助消能，如设尾坎和陡坡梯步。 五、溢洪道接触渗漏破坏的处理措施 1．培厚加固边墙 2．增建刺墙 3．充填灌浆处理

第四章 防汛与抢险

第一节 防汛与抢险基础知识

一、汛、汛期和防汛

汛的含义是指定期涨水，即由于降雨、融雪、融冰，使江河水域在一定的季节或周期发生的涨水现象。

汛期是指水域中汛水自始涨到回落的期间。商丘市属于淮河流域，淮河流域汛期主要为每年的5月1日至10月1日。

防汛的含义是为防止或减轻洪水灾害，在汛期进行的防御洪水的工作。其目的是保证水库、堤防和水库下游的安全。防汛主要工作内容是：江河、堤防、水闸等防洪工程的巡查防守，暴雨天气和洪水水情预报，蓄洪、泄洪、分洪、滞洪等防洪设施的调度运用，出现非常情况时采取临时应急措施，发现险情后紧急抢护和洪灾抢救等。

二、险情、抢险和抢险原则

险情是在大汛期或平时高水位时，水压力、流速和风浪加大，各类水工建筑物均有可能因高度、强度不足，或存在隐患和缺陷而出现危及建筑物安全的现象。

抢险是指在高水位期间或退水较快时，水工建筑物突然出现渗漏、滑坡、坍塌、裂缝、淘刷等险情时为避免险情的扩大以至工程失事，所进行的紧急抢护工作。

抢险的主要原则是：

1．抢护要及时，防止险情扩大，为此，要加强检查观测，及早发现险情，抢早抢小；

2．正确识别险情，必须了解工程的设计、施工、管理、运用等各种情况，

结合出现的现象，进行综合分析，做出准确判断，拟定正确的抢护方案；

3．及时供应料物，抢险需用的料物，种类多，数量大，直接影响着抢险工作的进展；

4．加强领导，统一指挥，组织好抢险队伍，必要时还可请支援。

第二节 防汛任务与职责

一、防汛方针和任务

1．防汛的方针：安全第一，常备不懈，以防为主，全力抢险。

2．防汛的主要任务是：采取积极和有效的防御措施，使洪水灾害的影响和损失减少到最低限度，以保障经济建设的顺利发展和人民生命财产的安全。

为完成上述任务，防汛工作主要内容是：

⑴ 有组织、有计划的协同有关部门开展防汛工作。 ⑵ 大力宣传广大群众提高防汛减灾的意识。 ⑶ 完善防洪工程措施和建立非工程防御体系。 ⑷ 密切掌握洪水规律和汛情信息。

⑸ 制定防御不同类型洪水的预案，研究洪水调度和防汛抢险的最优方案。 ⑹ 探讨和研究应用自动化系统。

⑺ 汛后总结当年防汛工作的经验教训，并提出下一年防汛工作的重点。 二、汛期值班工作主要责任 1．及时掌握雨情。 1．按时请示报告。

2．及时掌握水库的险情及处理情况。 3．对发生的重大汛情要整理好值班记录。 4．熟悉所辖区域的防汛基本资料。

5．严格执行交制度，认真履行交手续。 6．做好保密工作，严守。 三、防汛队伍

防汛专业队是防汛抢险的技术骨干力量，由水库管理单位的管理人员组成，平时根据掌握的工程情况，分析工程的抗洪能力做好出险时抢险准备。进入汛期，要上岗到位密切注视汛情，加强检查观测，及时分析险情。专业队要不断学习养护修理、水库调度和巡视检查知识以及防汛抢险技术，必要时进行实战演习。

防汛常备队是防汛抢险的基本力量，是群众性防汛队伍。 预备队是防汛的后备力量。

抢险队参加抢护水库工程设施脱离危险的突击性活动，配合专业队投入抢险。

第三节 准备与检查

一、汛前准备 1．思想准备

在思想上必须坚持“以防为主，防重于抢”的方针。通过认真总结历年防汛抢险的经验教训，充分使广大干部群众认识到这一工作的重要性，切实克服麻痹思想和侥幸心理。

2．工程和物料准备

在工程上汛前应全面对水库工程进行一次检查，摸清工程现状。发现问题及时处理，根据工程情况制定水库防洪调度计划或控制指标，并报上级批准后在汛期据以执行。

防汛使用的主要物料有沙料、石料、石子、木料、竹材、草袋、麻袋、编织袋、土工织物、土工膜、篷布、木柱、铁丝、绳索、照明器材、运输工具和救生设备、爆破设备。

3．其它准备

水库控制面积内，做好暴雨和来水的测验工作，做好通信联络准备。 为确保水库汛期安全运用，必须在汛期组织检查各项工程设施，以便发现薄弱环节，采取除险措施。汛期间也要进行检查。必须做到昼夜值班，检查工

作记录和报告。

二、汛前工程检查

为确保水库汛期安全运用，必须在汛前组织检查各项工程设施，以便及时发现薄弱环节，采取除险措施。检查的主要内容有：

1．水库特性检查。 2．坝体检查。 3．输泄水建筑物检查。 4．溢洪道检查。 5．闸门及启闭机检查。

6．观测设施、通讯和照明设施、交通道路等等。

第四节 土坝险情抢护

一、渗水抢险 1．渗水的特点

渗透到坝体内部的水分较多，浸润线也明显抬高，在背水坡渗水出逸点以下，土体过份湿润或发软，甚至不断有水渗出，这种现象称为渗水。渗水是土坝常见的险情之一，如不及时处理，有可能发展成滑坡、漏洞及塌坑等险情。

2．渗水的抢护原则

土坝渗水抢护的原则是“临水截渗，背水导渗”。 3．渗水抢险的措施

临水坡用透水性小的粘土料抛筑前筑前戗，也可用篷布、土工膜隔渗上压土袋，可减少水体入渗。

背水坡用透水性较大的砂、石或土工织物反滤，把已渗入的通过反滤，只让清水流出，不让土粒流失，从而降低浸润线，保持坝坡稳定。切忌在背水坡用粘土压渗这样会阻碍坝体内渗流逸出反而抬高了浸润线，导致渗水范围扩大，加据险情。

在抢护渗水之前必须首先查明发生渗水的原因和险情的程度，结合险情和

水情进行综合分析后，再决定是否需要采取措施。如必须采取措施，应及时抢护。

二、漏洞抢险 1．漏洞的特点

在高水位情况下，坝的背水坡及坡脚附近出现横贯坝身或基础的渗流孔洞，称为漏洞。如漏洞出流浑水、由清变浑或时清时浑，均表明漏洞正在迅速扩大，土坝有可能发生塌陷，甚至有溃决的危险。

2．漏洞的抢护原则

抢护原则是：“前堵后排，临背并举”。在堵漏洞时，要抢早抢小，一气呵成。切忌在背水用不透水料强塞硬堵，以免造成更大险情。

3．漏洞的抢护措施

⑴ 临水截洞。洞口较小时，可用土工膜、篷布等材料堵塞；洞口较大时，可用软帘、薄板等覆盖；当洞口较多情况复杂时，可在临水坡修筑月堤。

⑵ 背水导渗。在临水截堵漏洞的同时，还必须在背水漏洞出口抢做反滤导渗，以制止坝体土料流出。采用的方法有：反滤压盖、透水压渗台（适用于出口小而多）和反滤围井（用于集中的大洞）等办法。

三、塌坑抢险 1．塌坑的特点

在持续高水位下，在坝的顶部、迎水坡、背水坡及其坡脚附近突然发生局部下陷而形成的险情，称为塌坑。这种险情既破坏坝的完整性，又有可能缩短渗径，有时还伴随着渗水、管涌、流土或漏洞等险情同时发生，危及坝的安全。

2．塌坑的抢护原则

根据险情出现的部位，首先查明原因，然后针对不同情况，采取相应的措施，防止险情扩大。

3．塌坑的抢护的主要措施

⑴ 翻填夯实。凡是在条件许可的情况下，而又未伴随管涌、渗水或漏洞等险情的，可采用此法。

⑵ 填塞封堵。当发生在临水坡的水下塌坑，凡是不具备降低水位或水不太深的情况下，可采用此法。

⑶ 填筑滤料。塌坑发生在坝的背水坡，伴随发生管涌、渗水或漏洞，形成跌窝，除尽快对坝的迎水坡渗漏通道进行堵截外，对塌坑可采用此法抢护。

四、管涌、流土抢险 1．管涌、流土的特点

当水库高水位时，坝基中的渗透水流常有可能导致坝下游坡脚附近发生管涌或流土，一般发生在背水坡坡脚附近地面上，多呈孔状出口，冒出粘粒或细沙。随着高水位持续时间增长，涌水量和挟沙量相应增多，孔口不断扩大，如不及时抢护，任其发展，就有可能导致坝身局部塌陷，有溃坝的危险。

2．管涌和流土的抢护原则

应以“反滤导渗，控制涌水，留有渗水出路”为原则。 3．管涌和流土的抢护的主要措施

⑴ 反滤压盖。在背水坝脚附近险情处，抢筑反滤压盖，制止地基土沙流失以稳定险情。一般适用于管涌或流土处数较多，面积较大，并连成片，渗水涌沙比较严重的地方。

⑵ 反滤围井。在管涌流土处，抢筑反滤围井，制止涌水带沙，防止险情扩大。一般适用于背水坡脚附近地面的管涌、流土数目不多、面积不大的情况，或数目虽多 ，可分片处理的情况。

⑶ 减压围井。在背水坝脚附近险情处使用土袋抢筑围井，抬高井内水位以减小水力坡降，以稳定险情。适用于上下游水头差较小，高水位持续时间短，周围地表坚实、完整的情况。

五、裂缝抢护 1．裂缝的特点

土坝裂缝可能是其它险情的预兆，按其成因可分为不均匀沉陷裂缝、滑坡裂缝、干缩裂缝、冰冻裂缝、振动裂缝，按其走向可分为横向裂缝、纵向裂缝、龟纹裂缝，按其部位可分为表面裂缝、内部裂缝。其中以横向裂缝和滑坡裂缝危害最大。

2．裂缝抢护的原则

造成裂缝的原因往往不是单一的，在抢护前需要进行分析，针对不同的原因，采取有效的抢护措施。

3．裂缝的抢护措施

⑴ 开挖回填。适用于横向裂缝或没有滑坡可能性的纵向裂缝，且裂缝已稳定。

⑵ 横墙隔断。适用于横向裂缝抢护。

⑶ 封堵缝口。裂缝宽度小于1cm，深度浅于1m的纵向裂缝或龟裂，且已稳定。

六、滑坡抢护 1．滑坡的特点

坝体出现滑坡，主要是边坡失稳，土体的下滑力超过了抗滑力，造成滑坡险情。一般可分为坝身与基础一起滑动和坝身局部滑动两种。

2．滑坡的抢护原则

具体做法可归纳为“上部削坡减载，下部固脚压重”，对因渗流而产生的滑坡，必须采取“前堵后排”的措施。

3．滑坡的抢护措施 ⑴ 固脚阻滑。

⑵ 滤水土撑。适用于背水坡，同渗水抢险采用的导渗法。

⑶ 滤水后戗。适用于断面单薄、边坡过陡、有滤水材料和取土较易处。 ⑷ 滤水还坡。为采用反滤措施，恢复坝的断面的措施，适用于背水坡。 ⑸ 临水截渗。在进行其它方法抢护的同时，临水坡又有条件抢筑截渗措施时，可采用此法。

七、抢险应急措施

1．开启输水闸门加大泄洪流量。

2．如果超标准洪水漫溢土坝时利用副坝自溃作为非常泄洪措施。必要时及时炸溃。

3．为防止洪水漫溢溃决，对土坝坝顶加高抢护。

4．做好预警措施把水库失事造成的下游的严重损失降到最低。 5．做好洪水预报和防洪调度。

第五章 渠道工程管理与维护

第一节 概述

一、灌区灌排系统组成

灌区灌溉排水系统是由各级灌溉渠道、各级排水渠道、渠系建筑物和田间工程组成的灌排网络系统。灌区分水（排水）渠道分为干、分干、支、斗、农、毛六级。习惯上称灌溉渠道为“渠”，排水渠道为“沟”。

田间工程通常指最末一级固定渠道（农渠或斗渠）以下灌排沟渠与建筑物，以及土地平整、道路布局、护田林网和格田畦田等。

商丘农田一般采取打畦田加“小白龙”进行灌溉，农渠和毛渠大部分被平复，虽然节约了耕地，但也导致了灌溉渠道不通、遇涝排水不畅等问题。商丘在实际建设中一般在支渠（沟）以上作为骨干工程项目，如灌区续建配套与节水改造工程；斗渠以下作为田间工程项目，如节水灌溉示范工程、提灌站工程等。

渠系建筑物是渠（沟）上修建的建筑物，主要有控制建筑物、交叉建筑物、泄水建筑物、连接建筑物、量水建筑物和防渗、防冲、防淤建筑物等。

二、渠道断面结构类型

渠道断面结构可分为挖方、填方、半挖半填三种类型。商丘绝大部分为挖方渠道，只有部分干渠、提灌站配套渠道存在有填方、半挖半填工程。区分河流、渠道的左、右岸，通常先确定水流方向，面向水流方向，左手为左岸、右手为右岸。

1．挖方渠道。当沿渠地面高程高于设计水位时，可修建挖方渠道。 2．填方渠道。当渠底高程高于地面高程时，须采用填方渠道，两岸筑有渠堤。

3．半挖半填渠道。当沿渠线地面高程介于渠底与设计水位之间时，可采用

半挖半填渠道，两岸筑有渠堤。

三、渠系建筑物简介

渠系建筑物是为安全、合理地输配水量，以满足各用水单位的需要，在渠道系统上修建的建筑物，又称灌区配套建筑物。

1．调节及配水建筑物

这类建筑物又称控制建筑物，用于调节水位和分配流量，如进水闸、节制闸、分水闸、斗门等。

进水闸：是指从灌溉水源引取水量的控制性建筑物。

节制闸：由于农田灌溉、发电引水或改善航运等要求，常需横跨河渠修建水闸，以控制闸前水位和过闸流量，这类水闸称为节制闸。

分水闸：位于干渠以下各级渠道首部的进水闸，称为分水闸，将上一级渠道的流量按需要分配到其所在的渠道。按级别可分为支渠口、斗门、农门等。

2．交叉建筑物

当渠道穿越山岗、河流、山谷、道路、低洼地或与其它渠道相遇时，必须修建交叉建筑物。常用的交叉建筑物包括隧洞、渡槽、倒虹吸、涵洞和桥梁等。

隧洞：是指在山体中或地下开凿的通道.

渡槽：是输送渠道水流跨越河渠、溪谷、洼地和道路的交叉建筑物。 倒虹吸：是指敷设在地面或地下用以输送渠道水流穿过河渠、溪谷、洼地和道路的下凹式压力管道。

涵洞：是指在渠道系统中，当渠道、溪谷、交通道路等相互交叉时，在填方渠道或交通道路下设置的输送渠水或排泄溪谷水的建筑物。

3．落差建筑物

是指在渠道落差集中处修建的连接上下游水流的渠系建筑物，又称连接建筑物。常用的落差建筑物主要有跌水和陡坡两种类型。

跌水：是使上游渠道水流自由跌落到下游渠道的落差建筑物，多用于落差集中处。

陡坡：是使上游渠道水流沿陡槽下泄到下游渠道的落差建筑物。 4．泄水建筑物

为防止渠道水流超过允许最高水位，酿成决提事故，保护危险段及重要建

筑物的安全，或为放空渠水以进行渠道和建筑物维修等目的所修建的建筑物称为泄水建筑物。

5．冲沙和沉沙建筑物

为防止和减少渠道淤积而在渠道或渠系中设置的冲沙和沉沙设施，如冲沙闸、沉沙池等。

沉沙池（沉沙条渠）一般用以沉淀和清除水流中有害或多余的泥沙，其断面大于渠道断面，水流经过时，流速降低，水流挟沙能力减小，使大于及等于设计粒径的泥沙沉积下来，从而达到澄清水流、防止渠道游积的目的。如商丘引黄中线干渠沉沙条渠，位于坝窝闸上游兰考县境内，设计长度7公里，中段渠道底宽100米。

6．量水建筑物

为量测水量在渠系上设置各种量水设施，如各种形式的量水堰、量水槽及量水管嘴等。同时包括渠道上符合量水条件且能达到量水要求的其他建筑物，如水闸、涵洞、渡槽、陡坡、跌水等。

四、渠道险情的抢护

主要指有堤渠道：包括填方渠道与半挖半填渠道。险情抢护与土坝类似，参见第四章第四节：土坝险情的抢护。

第二节 渠道及其建筑物的运行管理

一、渠道管理运用的一般要求

渠道的管理运用，由于工程设施条件存在差异，其要求亦有所不同。一般应满足以下几点要求：

1．经常清理渠道内的垃圾、杂草等，保持渠道正常输水。

2．禁止在渠道上垦殖、铲草及滥伐护渠林；禁止在管理保护范围内进行取土、挖砂、埋坟、打井、修塘等一切危害工程安全的活动。

3．不得在排水沟内设障堵截影响排水。

4．做好水污染防治，禁止向渠道倾倒垃圾、废渣及其他腐烂物，定期进行

水质检验，发现污染应及时报告有关部门并采取处理措施。

5．禁止在渠道内毒鱼、炸鱼。

6．对渠道冲刷损坏部位，要及时修复，必要时还应采取防冲措施。 7．应及时查禁违章修建建筑物和退泄污水、废水及私自抬髙水位的行为。 8．按照规定，定期进行渠道清淤整修，渠底、边坡等应保持原设计断面要求。

9．渠道放水、停水，应逐渐增减，尽量避免猛增猛减。 二、渠系建筑物管理中的一般要求

渠系建筑物管理是指渠系上各类建筑物进行合理运用、养护维修，使其经常处于正常技术状态的管理工作。在经常性管理中应达到以下要求：

1．各主要建筑物应备有一定的照明设备，行水期和防汛期应有专人管理，不分昼夜地轮流看守。

2．对主要建筑物应建立检查制度及操作规程，切实做好检查观察工作，认真记录，发现问题要分析原因，及时研究处理，并报主管机关。

3．在配水枢纽的边墙、闸门上及大渡槽、倒虹吸、涵洞、隧洞的入口处，必须标出最高水位，放水时严禁超过最高水位。

4．在建筑物管理范围内（一般为200米）严禁进行爆炸活动。

5．禁止在建筑物上堆放超过设计荷重的重物，各种车路距护坡边墙至少保持2米以上距离。

6．建筑物中允许行人的部分应设置栏杆等保护设施，重要桥梁应设置允许荷重标志。

7．未经管理单位批准，不允许在渠道及其建筑物管理范围内增建或改建建筑物。

8．渠道及其建筑物要根据管理需要，划定管理范围，任何单位或个人不得侵占。

9．不准在专用通信、电力线路上架线或接线。

第三节 渠道工程的检查观察

一、渠道工程检查观察的基本任务

1．监视水情和水流状态、工程状态及工作情况，掌握水情和工程变化规律，为管理运用提供科学依据。

2．及时发现异常迹象，分析原因，釆取措施，防止发生事故，保证工程安全。

二、渠道工程检査的分类

渠道工程检查可分为经常检査、定期检查、特别检查，其主要工作内容是： 1．经常检查

渠道工程管理人员应按照工程管理单位规定的检查内容、次数、时间、顺序，对建筑物各部位、闸门和启闭机械、动力设备、通信设施、管理范围和保护范围的保护状态和水流形态等经常进行检查观察。一般实行每日巡渠制度，发现问题及时处理。在汛期或水位高于正常水位期间，应增加巡查次数。必要时，对可能出现险情的部位昼夜监视。

2．定期检查

每年汛前、汛后、用水期前后，由管理单位组织有关人员，必要时还应请上级主管部门参加，对渠道工程各项设施进行定期全面检查。汛前要着重检查安全度汛存在的问题，防汛组织和防汛材料以及通信、照明、机电动力设备等，及时做好防汛准备工作；汛后应重点检查工程变化损坏情况，有输水任务的要及时采取措施维持渠道通水；岁修前要在汛后检查的基础上，进行岁修安全检查，据此拟定岁修计划；岁修后重点检查岁修工程完成情况；在间断供水时，每次输水前后都应对渠道工程状况进行检查。

3．特别检查

当发生特大降雨、地震、重大工程事故和其他异常情况时，管理单位应及时组织力量对所属工程进行全面检查。必要时报请上级主管部门及有关单位会同检查，着重检查有无损坏和损坏程度等情况。

三、检査观察的内容及方法

工程检査观察主要是对建筑物的表面状态的变化进行观察。一般采取眼看、敲打、耳听的方法进行。工程检查观察的内容，因建筑物的类别不同而有所区

别，主要检查内容如下：

1．土工建筑物的检查观察

应注意提身有无雨淋沟、塌陷、滑坡、裂缝、渗漏；排水系统、导渗和减压设施有无堵塞、损坏和失效；渠堤与闸端接头和穿渠建筑物交叉部位有无渗漏、管涌等迹象。在进行检查观察时，特别要注意以下几点：

⑴ 发现有裂缝时要观察有无滑坡迹象，对横缝要观察是否能形成漏水通道。

⑵ 发现轻微塌陷或洞隙时，要注意观察有无獾窝、鼠洞、蚁穴等隐患痕迹。 ⑶ 注意渠堤外坡（背水坡〕及外坡脚一带有无散浸、鼓泡等现象。 2．砌石建筑物的检查观察

应注意护坡块（条）石或卵石有无松动、塌陷、隆起和人为破坏，浆砌石结构有无裂缝、倾斜、滑动、错位、悬空等现象。

3．混凝土和钢筋混凝土建筑物的检查观察

应注意有无裂缝、渗漏、剥落、冲刷、磨损和气蚀；伸缩缝止水有无损坏、填充物有无流失等。

4．闸门和启闭机的检査观察

应注意结构有无变形、裂纹、锈蚀、焊缝开裂，铆钉和螺栓松动，闸门止水设备是否完整，启闭机运转是否灵活、钢丝绳有无断丝，转动部分润滑油是否充足，机电及安全保护设施是否完好。

5．水流流态的观察

观察时应注意渠道水流是否平顺，流态是否正常。有水闸设施的渠段，应注意闸口段水流是否平直，出口水跃或射流形态及位置是否正常稳定，跃后水流是否平稳，有无折冲水流、摆动流、回流、滚波、水花翻涌等现象。在观察渠道水流形态时，应特别注意有渠下涵管等设施的渠段，如有渗漏现象发生，其水流形态会有管状漩涡出现。

6．其他项目的检查观察

⑴ 附属设施如动力、照明、通信、安全防护和观测设备、测量标志、管护

范围界桩、里程桩等，应注意检查是否完好，有无人为破坏或遗失。

⑵ 闸房设施应注意房顶是否有漏雨，门窗有无腐朽、损坏，墙体有无裂缝、风蚀，房梁有无异常变化。

⑶ 渠道防护林应注意有无盗伐、损毁等现象。 四、检査记载

各种检查都必须认真执行，详细记载，存入技术档案。一般使用的记载方法有两种：

第一种是填写检查日志。逐日将工程检查情况记入日志内。记载的内容主要有检查时间、工程名称、检查情况、检查人签名。若有异常，应详细记载发现异常的部位、性质、程度及处理情况（包括自行处理和上级处理〉。

第二种是表格式记载。工程检查记载表是将检查内容表格化的一种记载方式。记载时，要按照本单位规定的要求填写检查情况。

第六章 水闸工程运行管理及检查维护

第一节 水闸工程简介

一、水闸

水闸是指修建在河道、渠道或湖、海口，利用闸门控制流量和调节水位的水工建筑物。其作用有的是为了防洪，有的是为了雍高水位供水，有的为了形成水景观，还有的是为了排涝等等。

闸门是用来关闭和开启水工建筑物过水孔口的结构物。按需要全部或局部开放这些孔口，可以调节上下游水位，泄放流量，放运船只、木排，排除沉沙、冰块以及其他漂浮物。

闸门的种类，按其工作性质可分为工作闸门、事故闸门、检修闸门和施工导流闸门；按其孔口位置，可分为露顶式闸门和潜孔式闸门；按其所用材料，可分为钢闸门、木闸门、钢筋混凝土闸门、钢丝网水泥闸门和铸铁闸门等；按其结构特点，可分为平面闸门、弧形闸门、人字闸门、扇形闸门、圆辊闸门和圆筒闸门等。

商丘水利工程闸门类型绝大部分为平板砼闸门和平板钢闸门。平板闸门结构简单，制作、安装、运输较为方便，要求水深不大，闸门跨度也不大。

二、启闭机

启闭机是专门用于启闭闸门的起重机械。它是按照运行条件控制闸门的活动部分，以达到开启或封闭孔口的目的。

启闭机的种类按传动方式可分为机械式和液压式两种。机械式启闭机是通过机械传动来实现闸门启闭；液压式启闭机是利用液压传动来实现闸门启闭。

按布置形式启闭机可分为固定式和移动式。固定式是固定不动，一机一门；移动式可行走，是一机多门。固定式启闭机又分为卷扬式和螺杆式。

商丘引黄灌区水闸启闭机类型绝大部分为固定机械式，只有少数为液压式（如大沙河宁陵解洼闸、古宋河睢阳区鲁庄闸、虬龙沟虞城姜楼闸等）。

提升闸门的启闭机常用的有螺杆式和卷扬式两种，常用手电两用的启闭型

式。螺杆式启闭机，适用于低水头的渠道，构造简单耐用，启门或闭门容易施力；卷扬式启闭机，适用于闸门较重及启闭力较大时，但闭门落闸不方便，钢丝绳容易锈蚀，易出故障。

第二节 水闸工程的运行管理

闸门和启闭机是涵闸工程发挥效益的关键性设备，因此闸门、启闭机以及与其配套的电气设备、动力线路、通信设施等应经常养护，定期维修，保持设备清洁完好，在运行期还要做好运行的管理工作。

一、闸门与启闭机运行前后检查

闸门与启闭机除了与涵闸同时进行检查外，在运行期还有其自己的特定内容。

1．闸门启闭前的检查

启闭机械、电气设备、电源（或动力设备〉是否完好；闸门的悬吊装置是否牢固可靠；闸门的位置是否正常，是否在原位，有无倾斜；闸门的周围有无漂浮物卡塞，门槽是否堵塞；上、下游有无船只、漂浮物或其他影响通水等情况；上、下游水位是否在正常允许范围内。

2．闸门启闭运行过程中的现场检查

启闭机械运行是否正常，闸门升降是否平稳，有无异常声响，一经发现应立即停车检修；注意闸门在不同开启度泄水时，下游是否产生冲刷，闸门、闸身是否振动；观测上、下游水位、流量、流态变化，水跃是否发生在消力池内。

3．闸门启闭后的观测检查

闸门部分开启时，应检查闸门是否有振动现象。如有振动要及时改变闸门的开启位置，直至消除振动为止；多孔闸门要求各孔闸门开度一致，避免发生折冲水流；切断电源；闸门每次启闭结束后，操作人员对闸门启闭时间、开度、流态，上、下游水位变化及建筑物和启闭设备等情况详加记载。

二、闸门启闭运行方案

不少涵闸，特别是小型涵闸，由于管理不善，闸门启闭运用不当，造成下游冲刷严重甚至危及工程安全。因此闸门运行一定要有安全合理的运行方案，

严格遵守操作规程。闸门启闭运行方案的原则是：

1．单孔或双孔涵闸，闸门应同时均匀启闭。双孔闸门不许先启闭一孔。上、下游水位差较大时，要釆取分节启闭，不能一次开、关到位。

2．三孔或三孔以上的多孔涵闸，闸门一般釆用对称启闭或多节均匀启闭，或者对称与分节相结合的启闭方案。提升闸门时先中间后两侧，下降闸门时先两侧后中间，严禁闸门由一侧向另一侧逐孔启闭。

3．闸门分节启闭，每节高度的确定，必须与下游水位相适应。要求下游产生淹没水跃，且水跃产生在消力池内，过闸水流平稳，没有集中水流、折冲水流、回流、漩涡等不正常现象。

第三节 水闸工程的检查观察与维修养护

一、检查观察

1．闸门。有无变形、裂纹、脱焊、锈蚀等损坏现象；门槽有无卡堵、气蚀等情况；启闭是否灵活；开度指示器是否清晰、准确；止水设施是否完好；部分启闭时有无振动情况；吊点结构是否牢固；钢丝绳或节链、拦杆、螺杆等有无锈蚀、裂纹、断丝、弯曲等现象；风浪、冰盖、漂浮物等是否影响闸门正常工作和安全。

2．启闭机。运转是否灵活；制动、限位设备是否准确有效；电源、传动、润滑等系统是否正常；启闭是否灵活可靠。

二、养护修理 1．经常性养护工作

⑴ 要经常清理附着在闸门上的水生物、闸门附近的漂浮物，避免腐蚀闸门。 ⑵ 闸门的门槽、底坎等处常会被石块、杂物卡塞，影响正常运用，对这些部位要经常性用竹篙、木杆进行清除。

⑶ 对拦物栅前的杂草、污物要经常性清除。

⑷ 应经常擦洗启闭机械，保持清洁、干净，传动部分要经常加注润滑油。 ⑸ 对机电、电器设备、动力线路等均应经常保养，做到安全可靠。 ⑹ 如发现埋固件有松动、变形、翘起及气蚀等现象，应及时加以紧固、矫正和补强。

⑺ 维修工具和量具、仪表及备件要齐备，人力启闭机摇把必须随机放置。 2．闸门及启闭设备的修理 ⑴ 闸门的修理

闸门门体变位发生倾斜或偏移时需调整闸门重心或拉力，如调整吊耳位置、加重调整、增加人字拉条等；门页变形与局部损坏时根据闸门材料焊牢或补强。

支撑行走部分如滚轮锈蚀卡阻时，需拆下锈死的滚轮检修并涂上润滑油脂，将检修后的滚轮按标准进行安装，使误差不得超过规定的标准。

止水部分严重老化磨损的应更换新件，局部损坏撕裂可割除粘合处理。目前闸门采用最多的是橡胶止水，由于橡胶容易老化失去弹性，摩损严重时会发生漏水，因此需要经常处理。

埋固件出现锈蚀、变形、气蚀和磨损时，修理方法有补焊、堆焊、喷镀和涂刷防腐蚀涂料或环氧材料护面。

⑵ 启闭设备的修理 ① 螺杆式启闭机

常见故障的有：螺杆弯曲、承重螺母与推力轴承的磨损等。

维修螺杆弯曲可选用：压重物矫正、杠杆矫正、千斤顶矫正、手动螺杆式矫正器矫正、热矫正等方法。

承重螺母的磨损超过设计值或产生破碎及裂纹等缺陷时、推力轴承发生微裂时，应更换新件。

② 卷扬式启闭机

常发生故障部位有：齿轮、钢丝绳、制动器、转动轴及轴承等。

齿轮有砂眼等缺陷的可采取补焊处理，咬合不良的可调整间隙或修整处理。 钢丝绳发现锈蚀、断丝时，可分别按调头、搭接、更换处理。 制动器出现缺陷并且影响安全的必须更换。 3．钢闸门门叶变形与局部损坏

⑴ 门叶构件与面板锈蚀，一般可采取加强梁格为主的方法进行加固。对面板锈蚀减薄较严重的部位，可补焊新钢板加强，注意新钢板的焊接缝应在梁格部位。

⑵ 门叶变形，应先将变形部位矫正，然后进行必要的加固。

第七章 流量观测

第一节 概述

一、定义

流量是单位时间内，通过河、渠或管道某一横截面的流体的量。

流量单位一般为：米3/秒（m3/s）、米3/时（m3/h）、升/时（L/h）等，相互之间可以转换。

过渠（闸）水量为一定时段内通过的总水量，计算方法为：时段长×时段内平均流量。例如：

商丘引黄中线测流站位于坝窝闸以上兰民边界宁庄桥下游，通过架设跨渠缆道利用流速仪测流，每天上午10点左右施测一次，然后计算渠道流量（假设为20m3/s），此流量即作为本日平均流量，一天时间为8.万秒，所以当天商丘引黄水量为20×8.=172.8万m3。

如渠道流量变化较大，可以通过加测（一日多测），缩短测流时段，以减小误差。

二、灌区量水的必要性及作用

灌区量水是合理调度灌溉水源、正确执行用水计划、加强用水管理、节约用水的必要措施，也是衡量灌溉管理水平和灌溉水利用率高低的重要技术手段。其作用如下：

1．可以较准确地控制各级渠道的引水流量，减少水量浪费，做到计划配水，促进节约用水。

2．分析计算各级渠道的输水能力和输水损失，为灌区计划用水提供必要的依据，也为灌区的扩建、改建规划提供基本资料。

3．通过灌区量水，可积累不同地区、不同水文年的农作物灌溉用水资料，分析核算灌区灌溉水的利用效率，检验原有农业用水定额的合理性。

4．为灌区水费计收提供可靠依据。 三、灌区常用测流方法 1．浮标法测流

浮标法测流是测流是一种最简单和最易作到的方法，但精度较差。通常采用木块、植物茎根或装有少量水的瓶等作为浮标，测定浮标通过渠道中相距一定距离的两点的时间即可求出水流表面流速。

2．流速仪法测流

流速仪测流可以不改变渠道布置、不设任何建筑物，要求渠段平直、水流均匀、无漩涡和回流，水流方向与断面垂直等，通常用于其它测量方法的流量系数率定。流速仪法和浮标法测流都是通过测量计算出断面平均流速，再乘以断面面积，得出断面流量，称为流速－面积法测流。

3．水工建筑物测流

灌溉渠系上设有各种类型的配套建筑物，如水闸、渡槽、倒虹吸、涵管、跌水等。只要这些建筑物的过流符合一定的量水水力学条件，即可用作量水。其原理为通过量测过水建筑物上下游的水位，根据不同流态的流量计算公式，选用适当的流量系数，推求出过水流量和累计水量。

4．利用水尺测流

在断面稳定，没有回水影响的渠段内，设置水尺观测水位，利用率定好的水位~流量关系，求得流量。该方法简便易行，设备费用低，容易掌握。由于本灌区渠段一般较短，水流易受下游节制闸或壅水建筑物回水的影响，所以不常采用。

5．特设设备测流

特设设备通常指三角堰、矩形堰、平坦V型堰、巴歇尔量水槽、无喉道量水槽、简易量水槛及柱形量水槽等。通过量水建筑物主体段过水断面的科学收缩，使其上下游形成一定的水位差，从而得到较为稳定的水位流量关系。本方法一般用在末级渠系。

6．利用仪表类流量计测流

此类设备对过水断面有两个要求：一是必须规则标准、容易计算面积；二是必须满管出流，出水口被下游最低水位所淹没。其结构组成为节流元件（过水涵管），计数仪表等，如电磁流量计、超声波流量计、农用分流式量水计、灌溉量水水表等。如市第四水厂泵站、国电民权电厂泵站都是在站后输水管道使用超声波流量计。

7．自动化测流

其原理是通过传感器对量水建筑物或量水设备上、下游水位进行及时采样，根据数学模型实现对流量的计量，并累积水量。可以大量减少劳动强度，提高量测准确度，并及时向灌区管理部门提供可靠的水位、流量、水量及闸门开度

等技术参数，在骨干渠系上建立灌区自动化量测系统已成为发展趋势。

四、商丘引黄灌区常用测流方法

由于商丘引黄灌区工程配套较差，管理经费不足，加之灌区以补源为主，所以量水设施不完善、计量精度较低。目前量水站点布设主要有：中线、南线两条引黄干渠兰考－民权交界处，采用流速仪法测流；主要干渠渠首、跨县渠道边界等，利用节制水闸采用建筑物法测流；市第四水厂、国电民权电厂泵站测流，使用站后输水管道上的超声波流量计；斗、农渠上的量水计量设施很少。

第二节 流速仪法测流

一、适用范围

利用流速仪测量水适用于水深大于20厘米所有渠系站点的量水，其成果可作为校核其他测量水方法的标准。

二、测流断面选择

测流断面应选择在渠段平直、水流均匀、无旋涡或回流的地方，断面要与水流方向垂直。测流段应尽可能具有稳定规则的断面。

三、确定测线

1．测速垂线的布设宜均匀分布，并能控制断面地形和流速沿渠宽分布的主要转折点。

2．测流断面的测速垂线数目，视渠道宽度而定，当渠道水面宽小于1.5米时，可设2~3条；水面宽1.5~5米时，可设3~5条，水面宽5~15米时，可设5~9条，水面宽15~50米时，可设9~15条。

四、施测流速

1．水深小于1米时，用一点法或二点法施测；水深大于1米时，用三点法或五点施测垂线平均流速。

①一点法：将流速仪放在水深0.6（自水面向下算）位置处，测得之流速即为平均流速（Vm）：Vm=0.6 V

②二点法：将流速仪放在水深0.2和0.8两处，分别测定流速，取其平均值： Vm=（V0.2+V0.8）/2

③三点法：将流速仪放在水深0.2、0.6和0.8三处，各测其流速，取其平均值：

Vm=（V0.2+V0.6+V0.8）/3 或：Vm=（V0.2+2V0.6+V0.8）/4

④五点法： 将流速仪放在水面水深0.2、0.6、0.8和渠底五处，各测其流速，按下式计算平均值：Vm=（V0.0+3V0.2+3V0.6+2V0.8+V1.0）/10

2．全断面内的流速测点数应不少于2个。当全断面内只有2~3个测点时，应在每个测点上重复测速2~3次，剔除不可靠的记录，取其平均值。

3．每个测点上的测数历时，应不少于100秒。 五、计算流量

流速在全断面分布不均，需将全断面以测速垂线为界分成若干部分，求出每部分的平均流速与面积，计算出部分流量，部分流量之和即为全断面总流量。如图：

图7.2.1

流速仪法测流断面图

设从左岸起垂线间距分别为L1－L6，测得水深分别为H1－H5（岸边水深为0），测得流速分别为V1－V5（一点法）。

阴影部分平均流速为V＝（V1+V2）/2，面积（梯形面积公式）为S2＝（H1+H2）×L2/2，则此部分流量为Q2＝V×S2。

两侧靠岸边部分流量，面积计算按三角形公式，平均流速根据河坡糙度情况取里侧的0.5-0.9倍，一般取0.7倍。如左侧岸边平均流速为V＝0.7V1，面积为S1＝H1×L1/2，则此部分流量为Q1＝V×S1。

因此，断面总流量为各部分流量之和，即Q＝Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6。在实际应用中，有专门的计算表格。

六、辅助设施

流速仪测流断面均应建测桥（或缆道）做为测量水的辅助设施。

七、仪器使用和管护

流速仪应按要求使用和管护，每年都要送往水工实验室检修、调整和率定。流速仪正常使用年限为10年。

第三节 建筑物法测流

一、适用范围

1．建筑物本身完整无损，无变形，不漏水，无冲淤及阻塞现象。 2．调节设备不漏水，无歪斜，扭曲、损坏现象，闸门边缘与闸槽能紧密吻合。

3．符合水力计算要求，水头损失不少于5厘米。水流呈淹没出流（潜流）时潜没度（下游水深与上游水深之比）不大于0.95。

二、步骤和方法 1．测量建筑物

对每个用于测量水的水工建筑物编号登记，测定进、出口底部高程、渠底高程和建筑物各部分尺寸，并绘制简明的平面图和纵剖面图。

商丘引黄灌区水闸闸门一般为平板闸门、闸底板为宽顶堰结构。 2．安设水尺、观测水位

水尺的安放应符合测量水的精度控制要求，并安设在便于观测、养护和水流比较稳定的地方。水尺不阻水，水尺刻度要准确精细清晰。

上游水尺（H）：设在上游距建筑物约3倍闸前最大水深处；下游水尺（hH）：设在水流出口处以下，距建筑物约等于单孔宽度的1.5～2.0倍处；门后水尺（h1）：直接安设在闸后侧墙上，水尺距离闸门约1/4单孔闸宽（但不能超过40cm）。

以上三种水尺的零点均应与闸底在同一水平面上。也可不设置水尺，而是在该测量位置，用连通管将水引入岸边观测井内，井内立水尺观测水位。

启闸高度水尺（e）直接安设在闸槽边缘的边墙上，水尺零点与闸孔全关闭时的闸门顶部齐平。

3．观测辨别水流形态，确定流量公式

通过水工建筑物常见有四种水流形态：闸门全开（堰流）自由出流、闸门全开（堰流）淹没出流、有闸控制（孔流）自由出流、有闸控制（孔流）淹没出流，要观测辨别准确，各种流态都有相应的计算公式、流量曲线和查图方法。

水闸量水主要有四种水流状态，不同的状态，流量计算式和流量系数均不

同。

a、闸门全开自由出流：闸门升起，其开启高度e与上游水深之比大于0.65，即e/H>0.65；闸门下缘高于水面，下游水深与H之比小于0.7，即hH/H<0.7，在水力学中属于自由堰流。

b、闸门全开淹没出流：闸门下缘高于水面，e/H<0.65，hH/H≥0.7；在水力学中属于淹没堰流。

c、有闸控制自由出流：e/H<0.65，流量触及闸门下缘流过，门后水深小于启闸高度，即h1d、有闸控制淹没出流：h1>e，闸门下游被上、下游水面淹没，在水力学中属于淹没孔流。

表6.3.1

过闸流态判断及流量计算公式表

闸门全开（堰流） 有闸控制（孔流） 有闸控制（孔流） 项目 闸门全开（堰流）示意图 流量计算 QmbH2gH QbhH2g(HhH) Qbe2g(H0.05e) Q'be2gZ 表中：H为闸上水深，h1为门后水深，hH为闸下水深，b为闸孔净宽，e为启闸高度，g为重力加速度，Z为上游与门后水位差，m、Φ、μ、μ/为流量系数。

4．测定流量系数

为求准确，要对各水工建筑物利用流速仪率定流量系数。流量系数的实测次数，不少于5次，取其平均值作为该建筑物的流量系数，每次实测的流量系数与平均流量系数之差，不得超过±5%，否则重测。

5．推算流量

流量公式系数率定后，计算流量表或绘制曲线，用于推算流量。

在实际应用中，利用流量表或曲线图推算流量主要分为两种情况：一是根据开闸情况推算过闸流量，二是按照上级命令按一定流量提闸放水。主要观测项目有：上游水深H、闸门开启高度e、下游水深hH，目测判断过闸流态（堰

流或闸孔出流、淹没流或自由流）。操作流程如图。

图6.3-1

推算过闸流量及提闸放水操作流程图

上游水深 观测水深 假设开度 观测开度 估计流态 否 观察流态 选择曲线 查算流量 选择曲线 否 是 查算流量 启开闸门 观测流态 完成 是 完成

左图：推算流量流程 右图：根据调度命令提闸流程

闸门全开（堰流）水深~流量曲线为单一线，附图6.3-2：郑阁八一闸水深~流量关系曲线（堰流－自由流）。已知闸前水深查得单宽流量（每米流量），再乘以闸门宽度即得此闸门过闸流量。

有闸控制（孔流）水深~流量曲线为多条曲线，附图6.3-3：郑阁八一闸水深~流量关系曲线（孔流－自由流）。如闸门开启高度为e＝0.2米或0.3米，则查与此对应的曲线；如e＝0.27米，则再两条曲线之间插值，估算相应流量，再乘以闸门宽度即得此闸门过闸流量。

淹没流曲线与自由流类似，主要区别是纵座标变为闸门上下游水位差。