小型水库大坝安全鉴定工作要点

来源：珠科院科技小型水库大坝安全鉴定工作要点

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小型水库大坝安全鉴定工作要点

一、工作背景

水库安全事关人民群众生命财产安全。我国现有水库9.8万座，其中大中型水库0.47万座、小型9.4万座，超出安全鉴定规定时限的水库近5万座，超过全国注册登记水库数量的50%。党中央、国务院对水库安全工作高度重视。习近平总书记、李克强总理多次作出重要指示批示，党的十九届五中全会提出要加快病险水库除险加固，国务院常务会议明确“十四五”期间水库除险加固和运行管护要消除存量隐患，实现常态化管理。日前， 国务院办公厅印发《关于切实加强水库除险加固和运行管护工作的通知》，明确要求2022年年底前，有序完成2020年已到安全鉴定期限水库的安全鉴定任务 。

为贯彻落实党中央、国务院和水利部对水库除险加固和运行管护工作指示精神，确保水库安全长效运行，水库大坝安全鉴定将成为一项常态化的工作，也是近两年的重点工作。为提高水库大坝安全鉴定工作质量，珠科院相关专家结合多年水库安全鉴定经验，总结了小型水库安全工作若干要点，与同行分享探讨。

二、水库大坝安全鉴定工作要点

2.1 鉴定办法的适用范围

坝高15米以上或库容100万立方米以上的水库大坝，按《水库大坝安全鉴定办法》（水建管〔2003〕271号）执行。

库容10万（含）～100万立方米（不含）且坝高小于15米（不含）的小（2）型水库，按《坝高小于15米的小（2）型水库大坝安全鉴定办法（试行）》（水运管〔2021〕6号）执行。

部分库容小于10万立方米的山塘，但由于历史原因被登记为水库，在未降等为山塘前，根据坝高选择按《水库大坝安全鉴定办法》（水建管〔2003〕271号）或《坝高小于15米的小（2）型水库大坝安全鉴定办法（试行）》（水运管〔2021〕6号）执行。

2.2 安全鉴定时限要求

坝高15米以上或库容100万立方米以上的水库大坝应在竣工验收后6~10年进行安全鉴定；坝高15米以下的小（2）型水库应在竣工验收或蓄水使用后5年内进行安全鉴定，以后每隔10年进行一次安全鉴定。

水库在运行中遭遇大洪水、强烈地震等影响安全的重大事件，工程发生重大事故或出现影响安全的异常现象后，应及时组织安全鉴定。

2.3 基础资料的收集及整编

水库安全鉴定前应全面收集流域概况、水文气象、勘察、设计、施工、验收、除险加固、安全监测、安全鉴定及运行管理等资料。

由于历史原因，小型水库往往存在资料缺失严重或者各部分资料不一致的问题，应有针对性地补充现状地形测量和地质勘探，以现状实测资料为依据进行安全鉴定。

2.4 现场安全检查及安全检测

检查范围： 坝体、坝基、坝肩，各类泄洪、输水设施及其闸门，以及对大坝安全有重大影响的近坝区岸坡和其它与大坝安全有直接关系的建筑物和设施。

检查方法： 眼看、耳听、手摸、脚踩等直观方法，或辅以锤、杆、卷尺、手电筒等简单工具，对工程表面和异常现象进行检查测量，并认真填写大坝现场安全检查表。

由于小型水库的输水涵管管径普遍较小，工作人员无法进入检查，可采用 CCTV 管道检测机器人、管道 QV 潜望镜、管道 3D 声纳探测仪等新技术检查输水管道内部的缺陷（如渗漏、沉降、错位、裂缝、腐蚀等）。

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小型水库除大坝、溢洪道等建筑物外，库区大部分没有道路抵达。库区的岸坡稳定情况、水库泥沙淤积情况、库区污染源、植被等情况难以掌握。针对该问题，可以利用无人机轻便灵活、视野开阔等特点，运用无人机获取水库建筑物、库区的图像及视频，在其基础上进行检查判断。同时针对部分需要深入探讨的问题，现场采集的图像及视频也可供专家讨论决策，避免现场检查人员主观判断产生的偏差。

安全检测： 按规范对坝基和土质结构、混凝土结构、砌石结构、金属结构进行安全检测，应尽量采用无损检测方法减少对结构的扰动与不利影响。检测结果应与历史资料和运行监测资料进行对比分析，综合给出大坝安全评价所需要的参数。

2.5 工程质量评价

根据现场检查、历史资料分析、地质钻探和安全检测结果，分别对坝址区工程地质条件、坝基处理、筑坝材料、坝体填筑、坝体结构、坝体防渗、岸坡及其他建筑物连接、溢洪道、输水建筑物及金属结构的工程质量现状进行评价，是否满足现行规范要求。

2.6 运行管理评价

运行管理评价重点为：“三个责任人”、“三个重要环节”落实情况；管理机构、人员、制度、设施是否健全与完善，管理经费是否足额到位；安全监测、日常巡查、工程养护修理是否按标准执行等。

2.7 防洪能力复核

在小型水库安全鉴定的过程中，其复核计算的主要参数是防洪标准、集雨面积、暴雨参数、水位~库容曲线、泄流曲线、起调水位、坝顶高程等。

（1）防洪标准

小型水库防洪标准应以最新的《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL 252）进行确定。

对于一个水库既有主坝又有副坝，并且主坝和副坝坝型不一致的情况，应注意不同坝型校核洪水标准不一致的情形。如大藤峡水利枢纽工程主坝为混凝土坝、副坝为土石坝，其设计洪水标准均为1000年一遇，而主坝校核洪水标准为5000 年一遇，副坝校核洪水标准为10000年一遇。

对于水库安全鉴定过程中，遇到规范中标准后期修订发生变化的情况，应以最新的《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL 252）和水库原设计标准，并根据现状及未来规划保护对象，经综合分析后，确定水库的防洪标准进行安全鉴定。

对于部分库容<10万立方米的山塘，但由于历史原因被登记为小（2）型水库，在未降等前，应按小（2）型水库进行鉴定；降等后，可参照《浙江山塘综合整治技术导则》中的防洪标准或参照小（2）型水库进行安全鉴定。

对于部分水库库容处于分类标准临界值附近的水库，由于淤积导致水库库容发生变化，应以复核无误后的现状库容确定工程规模和洪水标准。如：某水库原库容为110.2万立方米，属于小（1）型水库；经复核后库容为91万立方米，属于小（2）型水库，因此，应按小（2）型水库进行安全鉴定。

（2）集雨面积

小型水库由于建设年代久远，受当时设计水平和地形精度的限制，部分水库设计资料与现状存在差异，且随着中国经济社会高速发展，人水争地的现象也较为突出，水库原有集雨面积发生较大变化。因此，集雨面积的计算应采用最新的地形图进行圈算，对于集雨面积前后差异较大的情形，应做合理性分析。

（3）暴雨参数

对于有长序列实测资料的水库，应根据实测的水文资料进行暴雨洪水计算。由于大部分小型水库都缺乏实测降雨资料，其暴雨参数的选取可参考当地暴雨径流查算图表及使用手册，并与原有成果进行综合比较分析，若出现前后差异较大的情形，应分析其不一致的原因。

（4）洪水过程线

对于串联库，应考虑上库调蓄后的下泄流量与区间水进行峰峰叠加或者错峰叠加；对于有错峰时间的上下库，可考虑错峰叠加；对于无错峰时间的上下库，从偏安全的方面考虑，一般可进行峰峰叠加。

对于上库洪水标准低于下库的情况，一般应进行溃坝模拟分析后确定洪水过程。

（5）水位~库容曲线

小型水库水位~库容曲线大多都是根据1:10000地形图进行圈算，但由于水库淤积、地形分割等原因，导致水库库容变化较大，因此，水库库容曲线计算应采用现状实测地形图进行复核计算。

（6）水位~泄流曲线

部分水库在后期的管理过程中，可能会存在溢洪道宽度和堰顶高程与原设计不一致的情况，因此，水位~泄流曲线应以现状实测的溢洪道宽度和堰顶高程进行计算。

在水库泄流的过程中，由于溢流堰水深的变化，堰型可能从宽顶堰过渡到实用堰和薄壁堰。因此，应根据不同的水位，严格按照水力学中对堰型（宽顶堰2.5≤δ/H<10，实用堰0.67≤δ/H<2.5，薄壁堰δ/H<0.67）判断方法选取相关参数后确定水位~泄流曲线。避免在未经复核的情况下，直接采用原设计成果或者单一堰型进行泄流曲线计算。

（7）起调水位

对于有调度规则的小型水库，应优先按调度规则中确定的起调水位进行复核计算；对于无调度规则的水库，其起调水位一般选择为堰顶高程或者经有关部门批准后的防洪限制水位。

2.8 渗流安全评价

（1）土石坝

1）骤降工况

水位骤降工况的判断，是水库渗流计算中的难点。一般来说，水库骤降工况可取以下三种工况：

①校核洪水位降落至正常蓄水位。

②设计洪水位降落至正常蓄水位。

③水库进行放空时的水位骤降工况。

骤降时间应根据水位及泄流能力进行确定。

2）模型概化

小型水库渗流计算模型应以现状实测断面和地勘揭示地层分布进行概化，应考虑坝体排水棱体等排水设施。

模型断面应根据现场安全检查和地勘资料进行选取，一般选取最大坝高断面，同时应重点复核现场安全检查出现渗漏的断面。

3）渗流参数

渗流参数一般可通过现场压注水试验、测压管实测数据、室内土工试验、地勘时库水位和钻孔地下水位进行反演等综合确定。

（2）重力坝

重力坝渗流稳定分析主要考虑土基上坝高较低的陂头，其渗流分析的重点是确定基底的扬压力和出口坡降，一般可以采用改进阻力系数法进行分析计算。

2.9 结构安全评价

（1）土石坝

土石坝结构安全复核包括土石坝抗滑稳定复核，溢洪道挡墙稳定复核等。

土石坝结构安全的计算工况和断面的选取与渗流计算情况一致。

土石坝稳定复核参数应在对水库原有基础资料分析的基础上，与地勘实测参数综合比较后确定。

部分新建铁路、公路的桥梁桩基、桥墩坐落在水库大坝坝体内，其对大坝安全的影响现行规范尚未涉及。可采用有限元软件进行三维仿真模拟，分析桥梁基础与邻近坝体的相互影响、建筑物振动及地震荷载作用下的动力响应及对坝体的影响等，为安全评价及后续除险加固设计提供依据。

（2）重力坝

扬压力：对于有扬压力监测数据的重力坝，应根据监测数据反算扬压力折减系数。对于无监测数据的重力坝，其扬压力可以采用有限元分析渗流稳定中的渗透压力进行计算。

荷载确定：荷载选取是重力坝稳定分析计算正确与否的首要因素，应根据重力坝设计规范进行各种工况下荷载计算，对于冰冻地区，还应考虑冰压力荷载。

2.10 抗震安全评价

抗震安全评价应首先根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）查出工程所在地区的抗震设防烈度及抗震参数，并进行相关抗震复核计算，主要复核水库大坝的抗震稳定性、永久变形、防渗体抗震安全和液化判别，并注意复核抗震措施是否满足抗震要求。

2.11 金属结构安全评价

金属结构安全评价主要是在对闸门、启闭机、压力钢管等现场安全检查和安全检测的基础上复核其强度、刚度、稳定性。对已达到或超过报废折旧年限的设备，应严格按照《水利水电工程金属结构报废标准》（SL226）进行评定。

三、结语

水库大坝安全鉴定是一项专业性和综合性较强的技术工作，涉及水文、测量、地质、水工、金属结构等多个专业的密切配合，也是后续除险加固和运行管理的重要依据，建议水行政主管部门和安全鉴定技术单位均应给予高度重视，在经费、时间、人力配置等方面给予充分保障，确保水库病险隐患早发现、早除险、早恢复，避免水库“久病不治”“久病成险”。

作者：陈豪，李玉起，李延涵，马喜荣，徐志才，罗德河，史文杰等。