小型水库大坝溃坝风险识别研究
摘要：溃坝是小型水库遭遇的主要风险，因此要重视对溃坝风险进行识别。溃坝风险主要是受到内因和外因的影响，内因来源于水库枢纽建筑物本身存在的问题，外因则是在洪水、地震、人为失误等作用下导致的破坏。风险识别是对所有可能引起水库大坝破坏的危险进行分析和判断，将这些危险因素找出来，再确定不同风险对大坝产生的危害程度。洪水、地震、库水位急剧下降、大坝滑坡等都是导致水库大坝遭到破坏较为明显的危险，在确定风险等级的基础上才能制定行之有效的防范和处理措施，确保小型水库的正常运行。本文主要围绕小型水库大坝存在的问题及溃坝原因进行分析，便于及时发现及遏制危险，提高风险识别能力。
关键词：小型水库，除险加固，溃坝风险分析
1.我国小型水库大坝存在的主要问题
1.1防洪安全方面
防洪安全方面存在的问题主要包括以下几个方面：缺乏水文资料。小型水库周边一般没有雨
量站，无实测径流资料，通常是依靠水文图集查降雨资料再计算径流，但这种方法获得的结果与水库实际来水量不一致；溢洪道断面不规则，断面较窄，泄水建筑物泄量不足；大坝坝顶挡水高程不符合规范标准，修建有防浪墙的大部分都已破烂不堪，挡水能力较差；土石坝防渗体高程不符合规范要求；溢洪道下游无排洪通道或溢洪道下游是村庄，无法泄洪[1]。
1.2土石坝结构安全方面
1.2.1坝体边坡不稳定
土质防渗体土石坝主要包括均质坝、心墙坝、斜墙坝等，要确保其结构安全就要使坝坡保持稳定，坝顶宽度要满足运行、防汛、交通等要求，坝顶防浪墙是否满足防渗要求，以及大坝变形是否出现不均匀沉降或是裂缝等[2]。大坝边坡不稳定表现在：一是大坝边坡过陡，大部分土石坝坝坡偏陡，边坡比大于1：2，更甚者大于1：1.5，这种比例结构下的坝体稳定性较差。二是大坝渗漏，浸润线较高，坝坡不稳定。三是坝体填筑质量较差，不符合规范标准，土体颗粒较为混杂，压实质量较差，渗透性大，施工段与分层之间碾压不实。
1.2.2土坝与混凝土建筑物的连接
土坝工程中最为薄弱的环节为土坝与混凝土建筑物的连接，土石坝与混凝土坝、溢洪道、涵管等建筑物的连接由于接触面渗径偏短、填筑不密实，下游没有设置反滤层或是设置不达标，土石坝与混凝土建筑物接触面垂直出现不均匀沉降或裂缝，最后影响大坝的正常运行。
1.2.3土坝护坡
土坝护坡破坏严重，迎水坝面遭到严重冲刷，导致大面积的塌落和沉陷，干砌石护坡砌筑质量差，块径小，反滤层被冲刷、掏空，失去反滤作用。如果迎水坝面为草皮护坡，极易被冲刷，甚至出现滑坡溃坝等问题。背水坡护坡的草皮护坡植被极差或者坝面裸露，坝面出现许多冲沟，常年造成水土流失，危及大坝的安全[3]。
1.3土石坝渗流病害方面
土石坝渗流病害方面存在的问题主要表现在：坝基渗流。施工时大坝清基不彻底，坝基位于透水性较强的覆盖面上，或是位于裂隙发育、透水性较大，还没有经过防渗处理或是处
理不完善的岩基上，导致大坝下游坝脚或坝下游发生渗漏；坝肩渗漏[4]。施工过程中坝肩裂缝发育、透水性较大的基岩没有做好防渗处理，导致两岸坝坡与岸坡结合处下游出现渗漏；坝体及防渗墙渗漏。施工过程中防渗体或坝体填筑质量较差，压实度与渗透性不符合规范要求，导致大坝下游坝脚或坝坡发生渗漏，且渗漏时间越长，渗漏量也会随之增长；下游排水体及反滤料淤堵使得坝体浸润线抬高，局部位势集中，渗流比降增大，导致下游坝坡出现渗漏；坝下涵管渗漏，由于涵管漏水，甚至渗浑水，导致涵管处上、下游坝坡局部出现塌陷；防渗体与刚性体建筑物接触渗漏。防渗体与刚性建筑物接触面出现接触渗漏，导致大坝上游或下游坝坡局部发生塌陷；动物危害、岩溶渗漏、浸润性危害等也会导致土石坝出现渗漏。
2.小型水库溃坝原因分析
2.1漫顶
多种因素导致的漫坝逐渐演变成溃坝。水库大坝的漫顶是多种因素共同作用的结果，对于已经溃决的小水库而言，导致其漫顶的原因主要包括集中暴雨、防洪标准低、上游水库溃决、溢洪道泄流能力不足等。
2.2渗流破坏
渗流破坏是土石坝中最常见的病险症状，大坝溃决主要表现在集中渗漏，进而演变成管涌和流图，周边通道遭到冲刷，坍塌范围不断扩大，管涌承受不住最终导致溃坝[5]。此外，异常渗流导致浸润线抬高，坝后大面积散浸，导致下游坝体稳定性变差而出现滑坡，引起坝顶高程不足，库水漫溢而溃坝。
2.3结构破坏
结构破坏主要包括坝体过度变形导致的大坝裂缝和大坝整体失去稳定性。裂缝是大坝中常见的问题，是否处理得当关乎大坝的稳定性。裂缝有一定的发展过程，裂缝发展到某种程度就会导致大坝溃决。裂缝如果是贯穿性的横向裂缝，则有 可能变成集中渗流通道，使得大坝渗流冲刷破坏，最后发生溃决。处于正常高水位以上的表层裂缝，一旦洪水期水位上升时也有可能成为过水通道，危害大坝安全。且汛期水量较大，雨水渗入裂缝，也会加剧裂缝的发展。纵向裂缝也会成为破坏坝体的隐患，裂缝两端如果是向上游或下游发展，出现整体滑动的可能性更大，再遭遇汛期雨水较多，雨水渗入裂缝，也会加快滑动的速度。水力劈裂的水平裂缝属于深层内部裂缝，很难被发现，但危险性较大，纵使没有发展成贯
穿性裂缝，这个时候坡降加大，也很容易发展成集中渗漏通道。
2.4溢洪道、坝下涵管破坏
溢洪道质量较差，在泄洪过程中遭到冲毁，或是因为溢洪道和坝体、坝基结合不符合要求，出现接触冲刷导致溢洪道被冲毁。溢洪道上闸门和结构方面的问题、溢洪道滑塌引起溃决部分包括在漫顶部分。部分小型水库坝下埋管质量较差，衬砌不好、埋管周围碾压不实，与坝体结合部位无截渗环等防渗措施，有的将其作为压力管道等。这些情况埋下的安全隐患，使得坝下埋管遭到损坏，最终发生溃坝。
3.结论与展望
综上所述，通过对小型水库大坝溃坝产生的原因进行分析，可以看出小型水库运行中存在较多安全隐患。目前我国存在的病险水库数量较多，除险加固任务重，时间紧，但加固资金有限，必须充分合理有效利用加固资源。这就需要对现有水库大坝评价方法进行创新和优化，注重将工程措施与非工程措施结合起来，构建一套科学系统且符合小型水库特点的风险识别评价方法体系，从而更好的满足当前小型水库的加固决策与运行管理需求。
影响小型水库风险的因素多种多样，本文仅是围绕其中的溃坝风险展开研究，研究成果能够满足水库大坝风险分析的预期要求，但也存在一些不足，对于此类问题有待进一步研究。在未来的风险识别与除险加固等工作中，不仅要着重于工程措施和非工程措施的有机结合，还要基于风险管理制度建设、降低大坝溃坝概率、减少溃坝损失这几个角度出发，不断提高小型水库大坝溃坝风险识别效率，确保小型水库运行的安全性和稳定性。
参考文献：
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