时间:2022-12-19 11:23:38
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1概述
据《2018年中国水利统计年鉴》,全国已建成各类水库98795座,其中小型水库占94129座,总库容为709亿m3。由于工程短板较多加上监管方面存在更多不足,小型水库失事甚至溃坝可能性远大于大中型水库[1,2]。据统计,自1954年以来,全国溃坝3541座,其中小型水库3370座,占溃坝总数的96.4%[3-7]。根据失事成因统计分析发现,小型水库失事成因既包括工程短板引起的,也包括监管不足引起的,因此基于新时代水利改革发展总基调,从“工程补短板,行业强监管”两个方面提高小型水库安全管理能力对降低我国小型水库安全风险具有十分重要的意义。为此本文结合多年小型水库督查经验并结合风险分析和控制论有关原理,在分析“短板”的基础上提出改进小型水库管理流程的方法和要点,并就强监管提出相关建议。
2工程短板及监管现状分析
1998年以来,我国组织实施了大规模的病险水库除险加固。以湖北省为例,到2015年底,全省累计完成病险水库除险加固5400多座。2016年大洪水开始截至2019年底,又完成加固1280座重点小型病险水库。尽管全国在小型水库补短板方面作了大量卓有成效的工作,但工程短板和监管不足的问题依然存在,尤其是经济条件比较落后的农村地区。
2.1工程短板及其成因
工程短板主要包括:水库运行设备设施和结构,挡水、泄洪和防水建筑物,防汛度汛设施及通道,应急抢险配套设施和工具等不能满足水库正常运行、耐久性以及应急需要。这些短板既可能是历史原因引起,也可能是由于侵蚀、冲刷、锈蚀、损伤和疲劳等引起。
(1)设计基础资料不完善。水文条件、地质情况、结构材料参数和施工方法与质量是工程安全分析和评价的基础,由于历史原因,上述资料不全或不确定性大,必将容易引起大坝异常诊断不准确和采取工程措施针对性不强等问题。
(2)施工质量控制不规范。历史上许多小型水库都属于“三边工程”,从而导致枢纽布置、结构设计和材料选择不合理,笔者调研发现,一些拱坝坝肩单薄、支撑角不够;有些均质坝坝体的上游侧填筑料的渗透系数甚至大于下游侧的渗透系数;而一些土坝存在施工碾压质量差,后期勘探发现坝体碾压不密实等问题。在近年的除险加固过程中,可能由于设计和施工质量等方面的原因导致除险不彻底等短板。
(3)运维管控不到位。由于配套设施、经费或技术力量不够,不能及时发现、诊断或修复工程安全隐患,从而导致隐患长期潜伏、发展甚至诱导灾变。
(4)监管信息化水平低,监测、预警缺乏现代化。目前许多小型水库工情、水情监测及预警措施以人工监测、定性判断为主,尤其对于偏远地区、地形复杂、条件艰苦的小型水库,信息采集设施陈旧落后,工作人员观测难度大,无法实时获取观测数据,不能准确、全面的分析大坝的安全性态,水库运行管理信息化建设总体滞后。
2.2监管现状及其成因分析
相对于工程实体方面的短板,由于小型水库前期未引起足够重视或因为数量多、经费和技术力量有限原因,小型水库监管存在责任不落实或责任人履职能力不强、监管覆盖度和精细度不够、信息缺失或数据分析不深、气象天气地质等信息渠道不畅或融合不够、规章制度针对性不强或落实不够、重点关键人员技术不明确、资金缺失或责任推诿、体系协调性特别是奖惩有效性针对性不匹配。近三年来,随着“四不两直”等有效监管手段的出现,小型水管监管能力得到显著提升,但深层次的问题也愈加明显。
(1)法制保障和标准规范针对性。小型水库监管涉及确权划界和产权明晰等要求,但由于有些小型水库涉及国土、林业、交通、农村等多个部门,如何协调上述各个不同部门之间的关系,确保管理畅通,需要相关的法制保障,如云南等地,通过人大颁布条例的方式明确各方责任,为小型水库监管提供良好保障。在规章制度和标准规范方面,小型水库都是照搬大中型水库,没有根据小型水库位置、植被情况等差异存在的安全风险采取针对性措施,因此要求监管模式上也应有所区别。
(2)注册登记及相应工程措施的及时性。据不完全统计,目前注册登记的小型水库约为9.3万座,仍有部分小型水库未完成注册登记,以前约有1/6的水库难以做到按期进行安全鉴定、按期实施除险加固或降等报废。
(3)组织机构和责任人履职能力。小型水库资源有限,配套资金到位率不高,无收入来源,绝大多数水库管理单位入不敷出。一些小型水库未建立专门的管理机构,管理体制不顺、机制不活,其中资金和技术力量投入不够是影响小型水库监管能力的重要因素,尤其是经济落后地区,管理队伍老化严重、人员素质偏低,专业技术人员比重小,责任人有名无实等,不能满足实际需求。
总之,近年来随着小型水库运行管理的加强,小型水库防汛“三个责任人”和“三个重点环节”全面落实,特别是逐库明确责任人、落实重点环节工作、确保“三个责任人”有名有实、实现小型水库专项督查有效覆盖并发现问题及时整改,使得小型水库监管能力得到很大提高,但关键人物的履职能力、制度的有效性、监管的效率等的参数定量化、可视化、实时性和鲁棒性等还需要进一步明确。
3补短板强监管流程及方法
根据风险分析和控制论基本原理,对于小型水库“补短板,强监管”应针对具体水库或水库群风险和可接受风险确定,从关键建筑物、关键设施、关键人物、关键环节入手,以责任落实、与风险配套的奖惩措施以及反馈控制、不断优化为基本原则,从有效性和可靠性上加以改进,改进后的流程包括风险分析与隐患排查、对标检查与短板确认、补短板强监管、持续改进与反馈等4个关键环节,详见图1。
3.1风险分析与隐患排查
根据水库所在位置,充分考虑气象、气候、结构、机电、运行、监管等各类影响水库安全的因素,结合隐患排查,确定关键因素,为在可接受风险指标基础上的风险控制奠定基础。
3.1.1资料收集整理
资料收集整理分析的目的就是补充必要的安全资料并对冗余资料除伪存真。收集资料包括大坝建设运行全过程及全要素工程安全相关资料,其中历史资料收集整理和分析是关键。历史资料包括水库建设及运行过程、建设依据、管理责任、效益分配、历史遗留问题等。建库原因、隶属关系、产权管理、管理方式及其变革对水库确权划界等管理工作十分重要,因此必须予以收集整理。
初次及历次除险加固设计资料包括当时水文资料序列选取与水文参数确定的依据、枢纽布置及坝型选择理由、(挡水、泄水)建筑物配置和布置的针对性、断面坡度及材料(包括防渗、排水和支撑材料)选择的合理性等。
建设与除险加固施工资料包括施工与检验方法和质量,材料组成及性质、施工碾压方法及控制参数,如当时测量或估计的压实度、材料含水率、施工间歇时间等。由于坝内涵管以及止水防渗结合部位的材料和施工质量对水工建筑物长期安全运行具有十分重要的影响,对这部分历史还原对下一步的运行管理至关重要。
3.1.2场景再现分析
通过对比、复核等技术手段对水库设计、建设和运行过程进行场景再现,从而核实有关资料、发现敏感环节和参数。
3.1.3现场调查分析
现场资料收集包括地形、地质、坝提及挡泄水结构、机电设备设施、水情及工情监测设施、资料整理整编分析以及监管措施和有效性等资料。这些资料包括水库坝址周边重大工程措施、渗透破坏、地质灾害、、白蚁活动以及巡视检查和附近村民发现的各类安全异常现象等事关工程安全的信息。
3.1.4相关人员走访
包括水库设计、施工、运行管理以及坝区居民等了解水库历史和现场的相关人员,从而更客观更深入了解水库安全状况,收集多源信息、核实相关信息。
3.2对标检查与短板确认
通过安全评价、实地检查、资料复核、检验测试、专家咨询和督查稽查等资料和手段,可全面深入了解水库当前的安全状态。安全状态包括工程质量与安全、组织管理和技术装备等三个方面[8],可以通过计算复核[9]、现场检查测试和监测检测资料分析等手段加以实现。在此基础上结合历史资料,通过与现行规范[9]的对比,可以为采取相应的工程或非工程措施提供依据。
3.2.1敏感性分析与风险排序
3.2.1.1工程质量
可以通过现场检查、测试获得工程当前的质量状态,这些状态参数包括:①坝体及高陡边坡结构及主要建筑物的几何尺寸、坡度、泥沙淤积情况、土体特征及密实度、结合紧密度、坝面平整度以及相关力学参数、粒径及配合比参数、渗流及抗渗参数等;②金属结构安装规范性、锈蚀度、复位灵活性、混凝土碳化情况等。
3.2.1.2工程安全
工程安全包括运行安全、防洪安全、结构安全、渗流安全、金属机电设施安全、抗震安全和其他风险。
(1)运行安全包括建筑结构及设备设施工作状态及保障措施,如挡水建筑物的稳定性、泄水建筑物可靠性、水雨情和工程安全监测设备的有效性、闸门启闭和供电设施的可靠性、备用设施应急有效性、检验校准和维修养护的规范性等。
(2)防洪安全主要受气候、气象、下垫面、入库流量及泄洪能力影响,可以通过比较水库库容、水库特征水位、泄洪能力、坝顶超高与当地水文条件等综合得到。由于水库淤积及下垫面变化,特别是极端降雨和入库流量情况及其不利组合变化很大,因此复核泄洪能力和降低水库漂浮物对行洪的影响十分必要。
(3)结构安全包括建筑物及其主要部分的抗滑(浮)稳定、材料及连接部位的强度等,可以通过监测数据分析及数值计算得到。其中实测数据包括监测数据和视频图像等非结构数据分析,结构数据分析方法包括周期性、年变幅、空间对称性、趋势性,非结构表面或视频图像分析可以借助小波变换、瘠波变换等图像分析、模式识别和深度学习等方法。
(4)渗流安全可以通过浸润面高度及其梯度、渗透坡降、渗流量大小及其冲蚀量等指标确定,常规监测数据分析可通过测压管水位是否存在趋势性变化、是否高于相应设计值、量水堰渗水量是否突变或趋势性变化、变浑等信息加以推断。
(6)金属结构安全状态可通过稳定性、强度变形以及运转灵活性等指标加以反映。现场检测材料力学参数、变形及损伤锈蚀参数包括变形、锈蚀、屈曲、连接部位灵活性或转轴锈蚀卡阻等。机械设备安全状态可以通过机械设备工作状态中油压、油温、电压、电流等参数加以反应。
(6)抗震安全可以通过数值模拟、模型试验或理论分析检验动态滑动稳定、地震液化以及动水渗透破坏等加以分析。
(7)其他风险是指极端气象条件及其组合、停电、人为运行操作、泄洪设施漂浮物或船舶淤堵等造成的安全风险。
3.2.1.3组织管理
组织管理包括机构人员设置合理性、责任落实具体性、规章制度可行和针对性、管理设施可靠性和经费保障等信息,可以通过人员精神面貌、库容库貌和档案文件管理的规范性和及时性等“管理效果”加以辅助分析。执行力和效率是组织管理的基础,而对于水库这种不确定大系统,发现问题和解决问题的能力、效率和效果更为重要,如隐患发现、潜在风险识别、测值异常以及故障排除等。
3.2.1.4技术装备
技术装备包括人才及其技能、装备有效性以及之间的协同。人才及其技能是指参与水库管理的人员的专业配置、技术水平和敬业精神,包括维修养护、监测仪器设备故障发现和解决、工程及设施巡视检查、监测数据检验整理整编、异常数据发现、问题咨询和组织等能力及效果。运行调度、维修养护、监测检测装备的实用性、针对性、可靠性、先进性以及装备效能的正常发挥也从侧面反映了水库技术管理能力。
3.2.2可接受风险确定
根据水库不同类型的失事及其后果分析,考虑具体水库和水库群的承受能力结合当地的社会、经济和生态条件,确定可接受风险,根据可接受原则确定需要重点和优先补短板强监管的项目,并根据风险大小确定冗余备份措施和安全系数。
3.2.3趋势分析与安全鉴定
考虑水库淤积、下垫面变化、坝体固结、梯级建设等情况,包括水库影响区社会经济和生态发展情况,应用趋势分析,充分应用安全鉴定成果,对水库安全风险发展进行预测,为有针对性地采取预防性维修、预防性补短板强监管提供决策依据。
3.3补短板强监管
3.3.1检查标准与依据
小型水库管理相关的安全鉴定、报废降等、维修养护、监测检测、资料分析等标准目前尚没有大中型水库那么完善,小型水库由于自身的条件限制很难照搬大中型水库的相关规范和标准,因此在小型水库管理方面应根据小型水库的实际和其失事风险加以确定,在此基础上再根据条件提升。目前浙江、江苏、重庆等地水利部门都针对小型水库安全管理相关标准进行了研究或制定了地方标准,其他省市可以参考。总之,除满足当地发布的小型水库管理相关文件和管理办法、规章制度等;小型水库相关设计、施工、运行管理、水雨情监测、安全监测、维修养护等相关技术标准还必须满足水利部规范性文要求[10-19]。
3.3.2补短板强监管
补短板就是根据法律、法规、规章和技术规范并结合工程实际,从工程安全保障、管理硬软件条件保证和技术保障三个方面全面提升水库安全与管理水平。从工程安全方面考虑,水库需要根据《大坝安全鉴定办法》进行安全评价,必要时依据文献[9]对设计施工情况进行复核。对于病险水库需要进行及时除险加固,对满足条件的要及时降低报废。
另外一个要补的短板就是摸清坝体基本参数,特别是对于高风险水库,如均质土坝的土体类型及参数、土体力学参数、水库淤积情况等。依据现行规范,通过竣工资料分析设计和施工的规范性,其需要考虑的因素包括水文参数、枢纽布置、坝体结构、坝体材料在断面上的布置等。
对于产权不明晰或确权划界存在困难的小型水库,区县水行政主管部门应协助水库管理单位或当地政府联系国土等部门,加快并有效解决问题。在解决问题过程中,对水库防汛安全和工程安全也必须要有明确的责任落实和追究措施。
从管理方面,强监管首先必须要明确三个责任人,还需要保证责任人身体素质、业务素质和时间精力都能胜任其担当的工作。可以采用加强培训、人才引进、兼职聘请、委托外包、监督问责等方式确保责任人履职能力;其次相关资料文档的管理也是目前许多小水库的强监管的内容之一,为此必须根据水利水电工程档案管理要求和工程安全鉴定、除险加固等实际需要,对相关档案进行整理、归类和编号,建立统一检索标准,实现档案的有效管理。再者对于电子档案应考虑必要的备份,同时要求档案具有安全、可靠的防护或保护措施,能防火、防潮、防盗和防其他形势的破坏。对于历史资料不全的情况,可根据水库现状、功能、必要性等因素,根据小型水库安全管理相关法规和规范,分别采取现场检测测量补充相关资料、安全鉴定或降等报废等处理措施[20]。
通过各种途径确保经费落实、维修养护正常有效和设备设施及时更新换代。特别对于敏感因素和重要风险源管控的经费,必须通过上级拨款、自筹经费和多方合作等形式予以保证,不能以经费为借口影响工程安全。加强小型水库巡视检查,及时进行资料分析。小型水库巡视检查是发现问题、处置问题、保障安全的重要基础性工作,是监测仪器不可替代的重要安全管控措施。日常检查应按附表作记录。对已发现的异常情况,除详细记述时间、部位、险情和绘出草图外,必要时应测图、摄像或录像。现场记录必须及时整理,并将每次检查结果与以往检查结果进行比较分析,如有问题或异常,应立即复查,以保证记录的准确性。巡查管理人员发现险情时,及时向管理单位、主管部门负责人或向政府部分负责人报告。
3.4持续改进与反馈
根据在监管过程发现问题,通过不断优化流程、细化关键环节的定量化表征,针对性制定工作实施细则,层层落实,闭环控制,疏通管理、主管、技术支撑和施工运位的信息畅通渠道,利用网络实时通讯及时采取措施,通过对巡视检查线路、报警模式、通讯方式设备设施维修养护流程等细节的再优化,从而最终形成“一库一策”的有效监管模式。
4建议
由于小型水库经费和人才比较紧张,因此充分利用已有水文气象设备、或将同一区域和流域小型水库进行打包管理,或将小型水库以“帮带”、“对口扶贫”、“政府购买服务”等方式委托大中型水库管理单位附带管理,也是比较好的思路。另外充分利用云平台、采用遥感和无人设备进行巡视检查也是提高管理效益的有效措施,具体建议如下。
(1)完善相关法规,特别是监管规范,明确责任主体,加强安全风险管控全覆盖,落实配套工程和运行维护主体、责任和经费。协调与应急、国土、林业、消防、环保、市政或农业的部门的关系,必要时通过区县人大发布相关条例,统一协调各方职责,实现小水库安全责任全覆盖。协调小型水库利益相关方,依据安全风险大小及风险性质及时分类,采用分类分级管理,针对安全风险性质和特点制定相应的应对措施和责任奖惩制度。鼓励管理水平高、技术力量强的大中型水库管理单位带动流域或区域小型水库管理,或采用物业管理模式委托具有实力的科技单位承包水库日常维护和监测分析工作。
(2)根据区域水库风险源,加强应急、气象、地质、国土、水文、地震等小型水库安全和管理相关各方的协作水平和数据共享能力,通过信息共享、应急资源快速联合演练等方式加强敏感风险源感知和相关部门区域协作水平。
(3)充分利用中心会商-移动管理协同模式,建立分区域或流域小型水库监管平台和小型水库智慧化信息管理系统,对水库监测信息和相关责任人实现台账制、跟踪式动态管理,根据水库风险等级,拟定敏感或重大风险预警指标,实现对日常巡视、异常状况、资料整编分析的实时提醒和动态预警,针对可能风险有预案有落实,针对出现的问题有整改有反馈。
(4)从管理能力方面,技术力量不够的小型水库,可以采用委托管理技术力量雄厚的大中型水库“以大带小”的方式负责日常管理。也可以将小型水库打包成群,配置完备的技术力量,或委托有能力能胜任的科研设计勘测单位负责小型水库(群)的管理。无论采用何种方式,责任必须明确,资料和流程必须能够溯源。充分利用水库资源,多方筹措水库运行维护经费,与农村集中供水工程协调管理,在生态优先的基础上,实现水资源的优化配置和水库资源的低影响开发。
(5)充分利用气象、水文等公共资源信息,利用大数据、云平台、视频图像、无人机等远程监控和现场抽样配套协同监管技术,与农村集中供水工程协调管理。充分利用现代信息手段,实现全过程监管、监管过程和关键节点可视化、可复查、可溯源,把工程赋存环境、水文气象特征、地质基础条件、大坝及金属结构、泄洪及机电设施统筹考虑,全面摸清楚工程风险,把握敏感因素及其诱导因素,通过数据挖掘和多源信息融合及时掌握重大危险源及其先兆。
作者:方卫华 陈允平 钱雨佳 单位:水利部南京水利水文自动化研究所 水利部水文水资源监控工程技术研究中心 南京水利科学研究院
小型水库安全管理篇2
水库作为陆地水文系统的重要组成部分和国家重要水利工程,在水资源调控、水资源配置优化及防汛抗旱等方面起到无可替代的作用。这些水利工程在防洪防汛、蓄水供水、农田灌溉、水力发电、水产养殖及旅游业等方面发挥着显著的社会与经济双重效益。
新中国成立以来,我国开展了大规模水利建设,建成数以万计座水库。根据2020年《中国水利统计年鉴》[1]统计数据,2019年全国共有水库98112座,其中小型水库93390座,占水库总数的95%以上。中国大陆各省小型水库分布数量见表1。从表1中可以看出,我国小型水库最多的省份是湖南省,东南、西南区省份小型水库数量多,西北干旱区小型水库数量少。
小型水库通常被认为其运行管理方法与大中型水库基本相似,但小型水库具有大中型水库所没有的许多特征:小型水库大多位于经济状况相对薄弱、交通不便、生活配套不足的偏远山区;其工程建设标准往往较低,且由于施工年代久,集中于20世纪50-70年代,工程老化现象常有发生[2];除此之外,绝大多数小型水库缺乏安全监测设施,工程产权模糊,管理方法与技术落后,其信息化水平相较中大型水库而言也普遍偏低。较为严峻的病险特征和不太健全的管理机制导致小型水库的运行管理具有其特殊的难点弱点,小型水库的运行管理目前已经成为我国水利工程管理中尤为薄弱的一环,小型水库运行管理中存在的诸多问题对工程安全和经济效益都有较大影响。所以,针对其特有的难点,亟须探索较为完善的小型水库运行管理模式。
1国内外小型水库运行管理模式研究现状
为了改变水资源在时空上的分布不均,过去的100多年里,全球建造了84.7万多个水库,其中大约95%是小型水库[3]。在国外,大多发达国家水库建设及评估工作开展较早、水库的基础资料较齐全,水库管理模式实现了可持续发展和良性运行[4]。英国于1930年颁布了第一部水库安全的法律条文——《水库法》,并于1975年修订要求地方当局定期对水库进行安全检查,做好水库日常运行和监测记录,通过法制管理和增强技术管理来保障水库安全[5]。在日本,参与管理水库的各部门依据有关法律划分细责,在水系范围内,同流域上的水库进行联合管理调度且基本实现了水库雨水情的实时远程监控和科学管理[6]。1991年,加拿大将风险分析的概念首次引入到水坝安全管理中,并依此建立大坝安全管理体系并制定了大坝安全运行、维护、监测手册[7]。除此之外有些国家,如瑞典基于对生态环境的保护,明令禁止建设水库大坝;莱茵河流域国家以恢复河流自然化为目的管理流域;欧洲国家为了恢复河流生态系统,评估并拆除许多小型水库及大坝[8]。
在中国,小型水库是农业农村生产生活的重要基础设施,由于国情和水库安全管理的侧重点不同,不能生搬硬套国外的水库安全管理体系和运行模式,但是国外水库管理的经验,有助于促进和推动国内小型水库安全运行管理模式改革。由于我国运行管理制度落实不到位、安全监测设施不完备、大坝病害隐患的存在、信息化水平低等问题,导致小型水库运行管理不规范、水库功能萎缩、效益衰减、安全隐患突出。针对此,肖仕燕等[9]指出在小型水库安全运行管理中应做好小型水库大坝安全鉴定工作、建立健全水库大坝安全监测系统、加强水库大坝运行管理信息化建设、推进小型水库物业化管理、科学发展水库生态养鱼。针对当前我国小型水库管理中普遍存在的重建轻管、管理制度不健全、管理模式和手段落后等问题,范连志等[10]有针对性地研究提出了加强小型水库安全管理、加强小型水库管理队伍能力建设、加强小型水库调度应用和应急管理工作、巩固水管体制改革成果等对策。方卫华等[11]给出了改进小型水库安全管理的典型流程及其每个环节的方法、主要内容和细节。针对我国小型水库数量众多,受资金、人员、技术所限开展安全监管工作难度大、安全风险高的问题,金有杰[12]等探讨并提出了小型水库安全“单一水库—区域/流域库群—科研院所托管”的分级监管模式。
为提高小型水库群的管理水平,金袭等[13]以浙江省温岭市为例,研发了小型水库群移动智慧管理系统,为提高小型水库管理水平和决策提供科学依据。小型水库主要由最基层的乡镇和村组负责日常安全管理,专业技术人员缺位,维修养护不到位。张克阳[14]指出现有的粗放式管理已经不能适应当前的小型水库现状,建议通过管理模式的转变,以制度建设体系化、管理人员职业化、养护维修专业化来解决当前问题,确保小型水库安全良性运行,发挥最大的工程效益。张龙[15]对新疆小型水库运行管理状况全面调查的基础上,针对性地提出了现阶段补短板、强监管的主要对策建议,对于规范小型水库运行、提高水库运行管理能力,具有一定的借鉴、指导和参考作用。小型水库普遍建设标准低、工程质量差、老化失修严重,加上防汛设施差、管理水平低、安全隐患较多。杨正华等[16]建议针对小型水库工程问题和管理状况,提高认识、加强监管,特别是应以地方政府为主导,加快除险加固步伐、全面推进达标治理,同时积极推进小型水库管理体制改革,完善小型水库管理机制。为有效解决小型水库标准化管理中存在的体制机制不顺、管理粗放、经费不足等突出问题,黎凤赓等[17]提出明确管护责任、落实管护资金、健全管护制度、加强管护培训、推行专业化管护、加强考核评价等小型水库标准化管理对策措施,为水库长效安全运行,效益持续发挥提供借鉴。
为提高相关管理人员对小型水库管理要求的接受程度,针对小型水库基层管理技术力量相对薄弱的现状,方卫华等[11]总结出小型水库“六字”管理法,供运行管理单位相关管理人员参考。陶文富[18]总结小型水库安全监测设施现状和在管理中存在的主要问题,综合前沿安全监测系统的优点,结合信息化、可视化、预警等多种技术,提出一套适合小型水利工程运行管理的服务模式。小型水库是我国水库管理薄弱环节,其风险管理正在成为基层水库管理者的重要责任。傅惠寰等[19]结合几年基层水库管理经验,从水资源管理、水质管理和溃坝风险管理3个方面,探讨了减少小型水库风险和若干安全管理措施。盛金保[20]认为我国小型水库数量多、建设标准低、基础资料少、病险问题突出、安全风险大、管理条件差、管理水平低,降等与报废工作进展缓慢,除险加固任重道远,安全管理责任重大。针对安全问题,邢广彦等[21]提出明确管理主体,落实管理经费,加强业务培训,提高管理水平,积极推进水库降等运行与报废等管理对策。
为了保证水库的安全运行并充分发挥其社会经济效益,需要加强水库的管理工作。谭政[22]在分析我国水库管理现状的基础上,从水库管理体制改革,病险水库除险加固,明确水库管理范围与职责,建立健全水库管理体制等方面提出了完善我国水库管理的建议。吕金宝等[23]通过对小型水库管理现状及成因的全面分析,提出了加强宣传、完善政策法规及制度建设、积极推行公共参与等宏观对策措施。
小型水库涉及公共安全和公共利益,要保障人民群众的生命财产安全,必须确保其安全运行。小型水库管理体制改革涉及到水资源的可持续利用,涉及到广大人民群众的生命财产安全,波及到经济社会可持续发展。应提高小型水库管理运行效益,建立适应市场经济要求的运行机制和管理体制,使小型水库充分发挥其社会效益,保障水资源可持续利用。并且通过推动改革,进行资源整合,降低管理成本,提高管理水平,实现精简效能,以适应大力推进水利工程管理现代化建设需要[24]。
2小型水库运行管理模式探究与建议
小型水库运行管理模式的研究与应用应坚持四项原则。
一是坚持小型水库公益属性原则,小型水库受益主体大多具有普遍性和公共性原则,不具有竞争性和排他性,公益性显著,具有典型的公共产品属性,而且事关乡村人民群众的生命财产安全。在研究小型水库运行管理模式要突出公益性定位,明确政府在小型水库运行管理中的主导作用[25]。
二是坚持政府市场两手发力原则,充分发挥政府和市场的合力机制,是提高小型水库安全运行能力的重要保障。既要发挥政府主导作用,强化政府责任,同时也要适应市场经济发展规律,充分发挥市场能动性,制定灵活的市场参与和政府购买服务的管理办法,吸引社会团体参与小型水库运行管理,形成政府与市场有机统一、相互补充、相互协调、相互促进的格局[25]。
三是坚持因地制宜分类施策原则。小型水库运行管理模式应根据各地区的经济社会发展水平、历史文化和不同类型工程特点,科学制定养护标准和规范,合理选择管护模式,有序推进管护体制改革[25]。
四是坚持科技创新和数字赋能。丰富小型水库运行管理手段,提升管理效率,解决小型水库运行管理的“最后一公里”问题。不论是工程建设还是管理模式改革,最终目的是实现小型水库安全运行长治有效,要实行这一目标,必须依靠科技创新和数字赋能,才能实现点多面广的小型水库由分散式管理向集约式管理、单一管理向多元化管理、传统人工管理向现代智慧管理转变。
全国小型水库管护模式经多年的改革创新探索,逐步形成了多种可复制可推广的管护模式,通过研究第一批深化小型水库管理体制改革各样板县(市、区)改革经验,地方各级政府对小型水库运行管理日益重视,管理水平在逐步提高,管理现状也在逐步好转。为了更好地做好小型水库管理工作,对小型水库管理模式提以下几点建议。
(1)明晰工程产权和管护范围。小型水库工程产权明晰属小型水库体制改革关键点,水库主管部门在广泛调研和咨询基础上,充分考虑小型水库工程管理现状,重点结合工程投资构成、运行状况、权限隶属关系等多个方面,依据小型水库功能属性和“行政首长安全责任制”规定,明确和落实小型水库产权。同时明确小型水库管护范围,对小型水库进行确权划界。
(2)落实工程管护主体与安全责任。在界定小型水库工程产权的基础上,明确小型水库安全管理三级责任人:行政、技术和巡查责任人,并制定责任人相应管理办法,防止出现职责不清、责任不明、问责不清,确保水利工程管护主体和责任落地生效。
(3)探索多元化小型水库管理模式。应针对小型水库的类型与特点,因地制宜采取专业化和集约化等多种管护模式,形成多元化管理格局。大多数小型水库基本没有收益或收益较少,又承担了重要的防洪、灌溉任务,是涉及公共安全的公益性水利工程。依据当前样板县管护模式,主要管护模式有:
①组建片区管理机构管护模式。经济状况好,基层水利工作人员比较富足的地方,可将乡镇、村管理的小型水库收归县(市)、区统一管理。由县级主管部门组建小型水库管理机构,对小型水库实行集约化管理,并制定管理机构经费管理制度、人员聘用管理制度、小型水库标准化管理制度。
②大中型水利工程单一化管理模式(以大化小)。以县(市)、区为单位,将单元内的所有小型水库委托给相邻或相近的大中小型水利工程管理单位管理。地方政府同代管单位签订委托管理协议,包括财政补贴、管理内容、考核机制等,管理单位应制定小型水库标准化管理制度,完成地方政府委托的多项内容,地方政府应协助管理单位申请中央和上级单位的小型水库财政预算支持,并对管理单位的管理过程进行监管以及管理绩效进行考评。
③政府向社会大众购买服务模式。小型水库地区(县市区)政府或水利主管部门将片区内所有小型水库捆绑集中打包,通过社会公开招标,选择资质好、条件好、有实力的企事业单位承担小型水库的雨水情检测、工程安全监测、工程维修养护、保持、巡查等管护工作,并根据合同内容支付费用。承担单位应制定小型水库标准化管理制度和规范手册,政府机构应有专门的部门或人员对承担单位进行监管和考核。
(4)通过政府购买服务实施专业化、规模化管理。各地应根据自身实际,因地制宜,创新小型水库运行管理新模式。针对小型水库点多面广,管护难度大的特点,应按照所有权、管理权和经营权适度分离的原则,通过分散运作、政府购买服务的方式,将水库运行管护项目进行社会招标,由具有相关资质的中标单位定期进行高标准维修养护,实行物业化养护、专业化“问诊式”服务,切实提升管理水平。专业化“问诊式”方式服务通过与高校、科研院所合作,建立政产学研用深度合作模式,政府通过购买咨询服务模式,邀请专业团队为小型水库雨水情、防汛抗旱、工程安全、水资源利用、白蚁防治等专业问题提供咨询服务,提升小型水库管理的专业水平,确实保障小型水库的安全运作。
(5)多措并举,建立小型水库管养经费多元化保障机制。首先加大中央财政对小型水库管养投入,并将小型水库管护费用纳入中央财政水利发展约束性任务,做好经费使用的监管和绩效评价,并将监管和绩效评价作为地方政府考核和下一年度中央补助资金分配的重要指标。其次应进一步明确,省市县级财政资金用于小型水库管护资金投入,并纳入地方政府财政预算,全力保障小型水库安全运行。同时要鼓励和引导社会资产、民间资产投入小型水库运营,规范政府和社会、民间资产合作模式,拓宽经费筹集渠道。针对水库不同功能,允许小型水库以承包、拍卖、租赁、服务合作和委托管理等各种形式进行产权流转。最后应制定小型水库管护项目定额标准,核定小型水库管理经费,因地制宜,根据地方经济状况和水库管护任务,落实每项工程管护经费的来源、投入和使用去向,加强过程监控和绩效评定。
(6)强化监管,建立运行管理绩效考核机制。在积极开展推进社会力量参与小型水库管理工作中,既要鼓励、引导、宣传,同时也要加强监管和考核制度的建立健全,尤其是利润率极高的水库,更要强化监管力度。一是要引入信息化技术手段,对管理维护全过程监管,提供开放的社会评价系统,引导群众运用微信、APP和社会评价网络媒体对小型水库运行进行监督。二是实行考核验收制度,并将考核结果作为管护资金发放的重要依据。考核应采取日常检查与年度考核相结合的方式,日常检查可以争取定期与不定期检查相结合的方式。主管部门应建立考核标准,明确责任主体。同时对考核结果进行绩效评定,制定绩效奖励办法。三是建立管护评价机制,尤其是社会力量承担的养护工作。承担单位应实施年度自评,合同期自评,主管部门将考核意见和自评内容聘请第三方或专家团队对承担单位的管护工作进行全面评估,评估内容包括管护项目内容、效果和经费使用等方面,评估结果应向社会公开,作为今后购买服务的重要参考依据。
(7)加强科技引领和数字赋能,提高小型水库信息化管理水平。要实现小型水库由分散式管理向集约式管理转变,必须依靠互联网、大数据和移动智联等信息化技术手段,真正解决小型水库安全运行管理的“最后一公里”问题。利用大数据技术,实现小型水库相关数据汇集,挖掘数据价值,将数据赋能于管理,形成有价值的数据资产。基于“云大物联智”技术,将小型水库的标准化管理内容与信息化技术手段深度融合,全方位提高小型水库雨水情监测、工程安全监测、洪水预报调度、应急调度与预案、水库巡检管护、水库管理考核评价、运行资料整编归档等工作的信息化管理水平。
3应用实例
2019年,河北省石家庄市鹿泉区水利局通过政府购买服务的方式将水库巡查、养护维护和现场管理与保洁等工作交由实力强、技术优、诚信好、经验足的第三方物业化运维公司打理。依托“水库管家”智慧云平台(见图1)及智能移动APP(见图2),水利局指导第三方物业化运维公司建立健全了小型水库巡查、培训、值班、保洁等规章制度23项,按照管理、技术、安全三类进行汇编并制作口袋书,配发给每一个巡查管护人员,确保每个人员能够随时学习掌握,规范巡查、维护保养、保洁人员的行为,使管护巡查人员在运行管理中有章可循。鹿泉区经过一年的实践应用,帮助鹿泉区完成了小型水库管理体制改革的探索,解决了多年来想解决而没有解决的问题,实现了由“粗放式管理”向“精细化管理”的转变,由“传统管理”向“数字化管理”的转变。2020年7月,河北省石家庄市成为在全国第一批深化小型水库管理体制改革样板县。2020年11月30日,在国务院关于病险水库除险加固工作情况的吹风会上,水利部运管司特别提到以河北省鹿泉区为代表小型水库管理体制改革样板县改革成效显著,形成了一些可复制、可推广的小型水库管护模式,具有示范意义。
4结语
作为农业农村生产生活中不可或缺的基础设施,小型水库的安全运行管理不仅与监测水情汛情、掌握实时准确的水库状况和部署防洪调度利害相关,也与广大人民群众的生命财产安全、水资源的可持续利用和国家经济发展休戚与共。所以,完善小型水库管理模式,加强小型水库的安全运行管理,对于我国水利工程管理和经济发展都具有重要意义。小型水库安全运行管理模式应当考虑到小型水库的公益属性,将政府主导作用和市场能动性相结合,做到因地制宜地分类施策,并将科技创新和数字赋能融入其中,提高小型水库信息化管理水平。为了保障小型水库的安全运行,最大程度地发挥水库工程效益及经济效应,本文结合小型水库的特有特征及当前存在的问题,根据小型水库安全运行管理的四项原则,提出针对性的管理措施及可行办法,可为实现小型水库的安全运行、防洪防汛工作部署和生态环境可持续发展等方面提供参考。
作者:陈华 田冰茹 闫鑫 陈燕平 朱迪 刘炳义 王俊 香天元 王兵兵 陈杰 王金星 单位:武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室 中建三局绿色产业投资有限公司 长江水利委员会水文局 河北省水文勘测研究中心
小型水库安全管理篇3
水利是维持国民发展及国民经济的关键设施及支柱产业,而水库大坝安全运行管理工作是水利工程的主要核心内容,采用科学有效的管理模式是维持水库可持续发展运行的基本途径,其可以在根本上保障水库自身的安全运行及下游人民群众的生命安全及财产安全,促使其充分发挥出应有的价值作用。
1水库大坝安全运行管理的重要性
水库在实际运行阶段中所具备的价值效用相对较多,其主要以防洪灌溉为主要核心内容,并携带发电、旅游及饮用水供给等相关服务类型,其不但可以起到合理调节农业用水、促进当地农业、牧业稳定发展及优化生态环境的作用,还可以提高各地区农民群众的经济利润,全面提高地区经济发展。对水库大坝展开科学化运行管理工作,不但可以促使水库综合效益实现最大化发展,其与社会公共安全性及稳定性也存在一定的关联性,所以广大人民群众和地区政府部门需要针对此项工作给予足够的关注与重视,全面优化体制改革,将运行管理工作责任落实到个人身上,除此之外,还需要做好水库大坝各项目工程的维护管理工作,保障水库可以高质量、高效率发展,进一步推动我国水利事业的可持续发展。图1为水库大坝。
2水库大坝安全运行与管理的基本内容
2.1养护维修
做好日常养护维修工作,将养重于修、修重于抢作为基本原则,确保中小型水库大坝工程运行效果始终处在最佳良好状态,也在此基础上保证设备设施运行的安全性及稳定性。维修养护通常合理划分为抢修、养护维修等。经常性养护维修通常要求各部门工作人员结合日常检查工作及时探究工程存在问题,并对其展开局部修补工作及保养维修。当工程出现大范围损坏问题或维修工程量较大、技术程序复杂性高等情况下,相关部门需要及时编制书面信息报告,并将其运输至上级主管机关当中。在此情况下,编制水库大坝安全运行管理应急预案并结合时代发展特点展开进一步修订处理。当工程出现紧急事故并对整体安全带来负面影响的情况下,各个工作人员需要结合实际情况组织力量加以抢修处理,并将相关信息及时上报给当地主管机关,通过一系列科学有效的措施方法进行深度处理[1]。
2.2检查观测
确保大坝浸润线、渗流量和承压水压观测频率符合工程标准,在正常高水位情况下,工作人员需要一周观测一次。超出正常高水位后,可以采取每周2次的观测方法,如遇异常情况和特殊情况需要及时提高观测的频率。观测数据需要展开一定的对比分析,进而预测后续可能出现的问题,以此来构建出科学化应急处理措施。遇到异常问题后需要对整体原因进行深层次分析,并做出一定的判断。除此之外,水文方面的降雨、蒸发和水位需要在每天上午八点左右开展,降雨天气条件下,工作人员需要充分根据雨量的大小,依据具体频次进行发报和观测。从整体视角来看,加强大坝巡查力度,实施重点部位观测和检查工作,并对于其他部位展开科学化巡视检查。除此之外,工作人员需要在日常工作中做好数据记录检查,以此来实现防患于未然。
2.3实施自动化观测
根据中小型水库大坝抢险加固工程来看,水库的管理设施及观测工作实现了自动化发展,实施自动化观测工作的相关项目主要涉及库水位、大坝浸润线等。各部门工作人员需要在输水洞、大坝及溢洪道等关键建筑物位置布设统一化规格的摄像头,并在此基础上实施24h动态化监控,促使各类信息图像等资源及时传输至工程微机控制站内部,促使管理人员可以全面掌握并了解工程实际动态。
2.4放水闸阀管理
放水闸阀在水库大坝运行阶段中起到了不可忽视的价值作用,其往往需要具备专业化人才加以管控和操作。管理人员在开展实际管理工作期间需要严格遵循一系列规章制度及领导阶级的要求标准,并在此基础上根据操作流程对闸阀展开科学化启闭处理,在阀门启闭前需要对阀门、启闭设备展开进一步审核与检查,确保闸阀不会存在过多隐患问题。
3完善中小型水库大坝安全运行管理的具体路径
3.1正确认知水库安全运行管理
从整体目光来看,水库在我国社会发展及国民经济增长领域中占据着至关重要的价值地位,水库在防涝减灾、为广大人民群众提供健康水源等方面起到了不容小觑的作用。水库管理工作是对水利的充分利用及管理,利用通常指的是在根本上发挥出其自身的各项功能效益,管理工作也是为了在根本上提高水库运行的安全性,并在此基础上延长水库的整体使用年限。由此可以看出,相关单位需要正确认知水库安全运行管理,强化水库管理人员整体素质及业务能力,结合实际发展状况并构建符合本水库可持续发展特点的安全运行管理检查细则,并在法律规定允许的范围内严格执行[2]。比如针对阳江市仙家洞水库除险加固工程来说,其验收工作需要严格按照《广东省水利厅关于进一步加快推进水利工程建设项目竣工验收工作的通知》水利水电项目验收管理规定》《水利水电建设工程验收规程》《水利水电工程施工质量检验与评定规程》等规程规范,并依据项目参与单位的审批文件、设计资料及施工合同等展开科学化验收,以此来彰显出加固工程的规范性及标准性。在后续的竣工验收环节中需要由市水务局、市发展和改革局、市财政局、阳春市水务局、阳春市八甲镇政府等主体进行科学化审核。
3.2深化水库安全运行管理制度
(1)构建科学完善的水库安全管理责任制,需要将地方行政负责制度为主要核心内容,根据当地管理及隶属关系有效落实政府行政的关键负责人员及水库管理部门主管人及单位责任人。
(2)严格根据国家政府推行的水库大坝安全管理相关法律规定加以鉴定处理,并在水库项目建设完成后针对初次蓄水程序展开一系列精准化安全验收及科学管控。另外在竣工验收后的一段时间内要求开展定期性安全鉴定,在实际运行阶段中可以在相隔6~10年左右开展科学化安全审核。
(3)水库需要根据具体编制年度合理实施蓄水运行计划,此计划需要根据实际状况展开科学化编制,并在此基础上进行审查上报并备案处理。
(4)相关建设部门需要及时检查并安全观测,在实际巡查阶段中需要重点关注输水洞、启闭设施、电气设备、大坝及库区岸坡等位置,一般情况下可以实施一天一次的巡查手段,并在巡查工作结束后做好详细化数据记录。除此之外,相关工作人员需要在规定时间范围内对大坝、溢洪道及输水洞等建筑物变形、渗透等展开不间断性观测。由此可以看出,定期观测是水库管理单位实际运作阶段中不可忽视的关键部分,也是帮助单位负责人及管理者熟练掌握工程变化规律、确保水库安全运行管理的重要基础手段。
(5)详细做好资料记录工作,针对月小结、年小结等资料展开进一步的整合与编制,促使其形成具有可参考性、可学习性及可对比性的技术资料,以此来为水库安全运行管理提供更多有力的参考依据及资料支持[3]。
3.3深度检查水库坝体建筑物
从整体视角来看,水库坝体建筑物的检查工作主要体现在对混凝土建筑、污工建筑、附属建筑及土工建筑的深度检查。首先,针对土工建筑物来说,工作人员在开展实际检查工作期间需要重点查看坝身是否出现局部隆起、滑坡、缝隙及坍塌等问题;坝身是否出现受害、虫害等严重现象;迎风坡位置是否存在渗水问题;坝址有无流土管涌的基本现象;水库大坝内部排水设施及减压程序是否出现异物堵塞、铺盖及受到破坏影响等问题。其次,针对混凝土建筑及污工建筑检查工作来说,工作人员需要结合建筑物的各个局部位置展开可能发生问题的深度检查和审核,检查工作主要涉及内容主要体现在注重对建筑物渗漏、磨损、脱碱、冲刷和裂缝等问题的检查;伸缩缝的止水效果是否符合水库大坝安全运行管理不熬准,伸缩缝当中的填充物是否出现过度流失等发展趋势问题;廊道是否存在严重性漏水、渗水等现象;灌浆帷幕是否存在损坏问题;塔架的垂直度是否满足标准要求;坝头安排及坝址是否出现渗漏现象等。最后,附属建筑物通常指的是对交通、照明和通讯等关键设备建筑物的全面化保护。对此类型建筑开展检查工作期间需要重点关注对建筑物损毁问题及破坏问题的检查[4]。
3.4加强管理人员培训工作
为了在根本上提升水库的运行管理工作质量,管理人员素质的提升才是保障中小型水库大坝稳定运行的关键基础。一方面,水库管理部门需要不断引入综合素质较高、管理经验丰富的人才,切实提高整体水库大坝管理团队的工作水平,另一方面,相关人员需要针对相关水库管理人开展深层次培训及深造创新,以此来满足各类工作岗位及市场发展的需求标准。除此之外,还需要积极鼓励岗位职工参与各类学习当中,以此来提高自身的综合素质和业务能力,进而促使水库基层岗位人力资源实现增值或保值。在开展工作培训阶段中,需要积极强化他们自身的管理意识,水库管理部门需要及时构建出科学完善的水库,并设立公平、合理的管理激励机制,以此来调动管理人员的工作积极性和能动性,确保水库可以在根本上稳定运行。
3.5防汛抢险
如今,我国各地区中小型水库建设项目的起始年代较为久远,而且大多数呈现为土坝等基本类型,工程状态也在新时代的发展趋势下不断变化,其变化内容主要体现在两种内容当中,一是水库内部的工程设施损坏程度日益严重,可能在后续的发展情况下影响水库大坝正常安全运行状态;二是当水库处在高水位运行阶段中,水库内部会积攒大量的水源,如果此时水库存在或多或少的隐患漏洞,便会导致水库出现严重性的险情。因此想要在根本上做好水库大坝的安全运行管理工作,最重要的是做好防汛抢险等方面工作内容,相关单位需要重点参考以下两个方面。
(1)提高水库的预警功能。强化各个水库雨水情况的预测工作,并对各个洪水调度系统建设项目加以优化及完善,切实提高洪水预警整体能力水准。另外,相关单位需要及时构建出科学完善的危险预警系统,以此来提前预防各类隐患问题的产生,以此来确保广大人民群众的安全,还要在此情况下构建出科学有效的防汛应急预案,在管理水库阶段中,水库管理人员需要严格按照具体的管理细则实施各项工作任务[5]。
(2)科学调度水库。一般情况下,水库的调度需要严格遵照科学防控、统筹兼顾的基本原则,并在此基础上有效协调并处理水库与防洪等项目彼此间的关联性。水库管理部门开展水库科学化管理工作期间,需要深度探究并分析地区内部发生自然灾害的基本规律,并在此基础上全面考虑天气条件的变化趋势,并在充分运用水库安全观测及调度系统,确保水库的整体效益可以有效发挥出来。
3.6加强日常管理
做好水库安全管理工作,需要针对水库开展科学化维护及养护工作,确保建筑物处在良好状态的前提条件下保障其可以充分发挥出自身的价值效用。水库维护及养护工作的基本目标便是确保水库建筑物的完整性,确保大坝外形外貌的完整性,当出现裂缝问题及坑洼问题后,工作人员需要及时加以修补优化。另外,还需要在实际发展进程中对水库排水设施进行科学化养护处理,对其展开全方位的加固修整和清洗。另外,输水洞需要保持长时间的通畅性,而且输水洞的启闭设备开关需要保持一定的灵活性,如果启闭设备出现故障问题后,需要在第一时间加以更换和创新,还需要重点关注日常设备的润滑处理及防锈保养工作。
4结语
水库工程设施建设是我国社会发展中不可忽视的关键基础设施建设项目之一,其对于保障国民经济稳定发展及社会安定性发展起到了一定的现实意义。因此采用科学有效的措施方法不断完善中小型水库大坝安全运行管理工作是当代政府部门及水利管理机构需要重点关注的问题,有效提高我国农民的整体经济收入,确保水库上游和下游居民的生命财产安全,在根本上发挥出水库在社会发展中的作用。
参考文献
[1]杨荣.中小型水库大坝安全运行与管理分析[J].科技创新与应用,2021,11(14):188-190.
[2]何向阳,王秘学,杨光,等.新时期我国大坝安全运维模式探索[J].长江技术经济,2021,5(1):45-49.
[3]肖仕燕,刘学祥,喻江,等.小型水库运行管理现状与管理方法[J].云南水力发电,2021,37(1):184-185,188.
[4]杨洁.中小型水库大坝安全运行与管理分析[J].科技创新与应用,2020(10):185-186.
[5]曾友仁.水库大坝安全运行及管理途径探讨[J].中外企业家,2020(4):233.
作者:王德康 单位:广东省阳江市仙家洞水库管护中心