文山壮族苗族自治州水利电力勘察设计院
摘要：水利工程关系到我国的民计民生，作用非常重大。水利工程不仅能够调节全国的径流量，能够平衡南北方的用水比例，调节降水的时间和空间分布情况，在干旱的季节能够及时为农业补充所需，在洪涝期间能够储存水量并且防洪，以备下次使用。另外，水利工程还有发电功能、养鱼和航运等多方面的功能，可以促进我国地区的经济发展和农业水平，从而提高人民的生活水平和农业产出，实现不同地区的均衡发展。但是，目前我国中小型水库的设计仍然存在一定的问题，质量和安全隐患仍然不容忽视。本文对中小型水库设计前期的工作展开了分析。
关键词：中小型水库；设计前期；工作分析
1 中小型水库的建设现状
自从新中国成立到现在为止，我国已经建设了大约9万座水库，其中有95％以上都是中小型水库。根据官方调查结果显示[1]，截止到2012年为止，我国已经建成的中小型水库占全部水库总数的99.5％，占总库容量的87％，在建的水库共有756座，总容量高达1219亿立方米，主要分布在湖南、湖北、广东、四川、江西、云南七个省级行政区，北方的中小型水库主要集中在松花江、辽河、淮河、海河、黄河、西南诸河，南方主要集中在珠江、长江、东南诸河、西南诸河。在全国的30000多中小型水库中，大部分都分布在农村，一旦发生问题，就会淹没农田、毁坏房屋，不仅制约了农业的发展，严重时还会威胁人们的生命安全。所以加强中小型水库的研究，具有重要意义。水库设计前期工作应该包括流量、方宏亮、灌溉渠道、溢洪道、输水涵洞等建筑物的数据[2]。
2 中小型水库设计前期工作分析
2.1 径流量系数
径流量系数α指的是固定汇水面积总径流量和降水量之间的比值，也就是任意时间段内径流量深度Y同造成这个时间短内径流量对应的降水深度X之间的比值，换算成公式就应该是α=Y∶X，通过这个公式计算可以得到该水库的径流系数以及深度。根据α的变化，可以将该地区分成干旱地区和湿润地区，用来确定水库的范围和大小，同时集合建筑规格可以确定水库有关建筑的各个因素。
2.2 降雨量和流量
在中小型水库的设计前期需要结合实际的水文条件和水文站、气象站对该地区的降雨量与流量的分析数据，这样才能够计算具体的坝体高度、厚度和长度，从而确定湿润期的储存量和干旱期的放水量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆以北京的小沙河水库作为案例说明，该水库位于昌平区沙河镇，沙河镇以农业发展为主，但是缺少水资源，所以建造小型水库的将作用除了灌溉，还具有防洪、发电和水产养殖，这样一所综合性水库附近的水文站显示该地区的年平均流量是0.6~0.65m³/s，气象站显示平均降水量500~600㎜，多年平均降水量均为600mm，由于北京属于温带地区，其后为温带季风性，总体的降水量不够丰富，季节分配不均匀，夏季多余，冬季干燥且寒冷，干湿两季的划分非常明显，修建水库可以促进农业的发展，丰富当地的灌溉系统[3]。
2.3 溢洪道设计
图1 溢洪道的设计
本文对于溢洪道的设计讲解，主要就溢洪道的水流入口段和水流急段的设计。在设计溢洪道的水流入口端时，最好将水流入口设计成喇叭状，喇叭状可以保证水流的进入平缓顺畅，能够减少能量的消耗，入口段长度不要太长，如果受到建设当地特点的限制必须增加弯道，那么应该尽可能保证弯道的平缓程度，保持弯道段与水流下部分衔接处和水流出口应远离坝脚，避免溢洪道运营过程中过度冲刷坝脚。最后，溢洪道水流的入口段截面应该设计成矩形或者是梯形，这种形状下就算水库的水流速度改变，也不需要对水道砌护。但是坝段、建筑物周围、弯道两边的凹岸位置应该调砌护结构，确保溢洪道的稳定性和安全性[4]。见图1。
设计溢洪道水流急流段时，布局结构最好选择直线，还要加尽可能的避免弯道和扭坡，可以避免水流状态的快速变化而产生负压。在设计这部分纵断面时应该考虑降当地的地质特点，充分考虑多级跳跃、缓坡、急流陡坡等多种形态。对于急流段的水流速度非常快，所以应该考虑将这段布置在硬度大并且耐冲涮的岩基部分，对于处在新鲜岩基结构处的水段不需要进行砌护。如果没有这种条件，就需要将非岩基地段加设砌衬结构，厚度按照这个地段的地理数据和急流段的虽短速度选择。
2.4 安全问题分析
我国中小型水库存在众多的问题，例如前期工作人员设计水平参差不齐、建设资金投入不够、水库资料不齐全，这些前期设计准备做的不够充分，会造水库运行中存在较大的风险，其中最直接的影响就是产生很多中小型病险水库。另外，水库设计质量差、施工质量不达标的中小型水库更是比比皆是，甚至有很多中小型水库根本没有前期设计或者是设计非常简单，没有对当地的实际的水文情况进行调查，也没有开展地质侦测活动[5]。对于径流系数、坝体的相关参数数据没有及时汇总，在设计中存在很多的不合理情况，也没有按照规定进行实地调研。我国自改革开放以后，对于中小型水库的安全管理已经由地方政府进行管理，政府相关部门收集中小型水库的各方面材料，整理后制定后水库设计和维护措施，但是由于实际工作中存在部门监督力度不够、技术人员专业水平不够、施工建设单位不规范、对设施了解非常少和施工材料模糊不清等情况，造成中小型水库的建设有很多的安全隐患。中小型水库建设的时间比较长，且大部分水库都是中小型水库，建造的时间比较长，从建国开始已经有九万多座水库，但是建国初期受到经济条件的限制，水库都在短时间内修剪完成，施工的不规范操作和勘察、保存资料非常少，造成到现在为止都没有很好的实现中小水库的防洪蓄水功能，反倒是增加了危险[6]。
3 总结
我国地大物博，气候类型和地形地貌非常复杂，空间的跨度大，有明显的季风气候，不同地区的水文条件有很大的差异性，这就要求在修建多处水库的局面。尽管自然条件非常苛刻，但是中小型水库在航运、发电、农业灌溉、防洪和水产养殖中的重要作用，对于促进经济发展和社会的进步有非常重要的意义。当前中小型水库的情况仍然不理想，存在很多施工质量和设计中的问题，安全隐患受到了社会上的关注。为了避免中小型水库发生问题，需要做好前期设计工作，水库管理者和监督能够以身作则，保证水库的质量，发挥最大的经济效益。
参考文献：
[1]金义强.中小型水库设计前期工作研究[J].华东科技（学术版），2014，（7）：139.
[2]杨秋宁.分析中型水库前期工作程序及意义[J].低碳世界，2017，（15）：40-41.
[3]甄新娟.中小型水库设计前期工作分析[J].建材发展导向（上），2015，（6）：273-274.
[4]孙正东，施俊跃，范波芹.小型水库除险加固工程设计复核工作探讨[J].中国水利，2011，（14）：38-39.
[5]侯凯，谢加球.中小型水库设计前期工作分析[J].黑龙江水利科技，2013，（1）：134-136.
[6]刘子金，袁代江，武兴亮，等.贵州平寨水库左岸底层灌浆廊道大型充填溶洞及其形成机制[J].工程地质学报，2015，（3）：554-563.
论文作者:周芳
论文发表刊物:《防护工程》2018年第7期
论文发表时间:2018/8/31
标签：水库论文; 溢洪道论文; 水流论文; 径流论文; 地区论文; 弯道论文; 前期工作论文; 《防护工程》2018年第7期论文;