水利工程管理

水利工程管理水利工程问题三边工程；边勘测、边设计、边施工。四重四轻：重新建轻管理、重骨干轻配套、重大型轻小型、重工程轻实效。自然损坏、工程老坏、人为破坏、无人管理维修。水利工程管理内容技术管理有：检查观测、养护维修、防汛抢险、调度控制运用、水源保护、节水、环境与生态效应观测研究。经营管理有：组织管理、计划管理、生产管理、财产管理、综合经营管理等。水利工程管理基本任务工程安全工程效益国计民生需要现代化水利管理法规中华人民共和国水法水利水电工程管理条例水库工程管理条例水闸工程管理通则关于清除行洪蓄洪障碍，保障防洪安全通知等水库枢纽工作状态正常状态：主要建筑物均达设计防洪标准，工程质量良好，正常情况下能安全运行并发挥应有效益，能安全渡汛。病害水库：主要建筑物均达设计防洪标准，但低于校核防洪标准或存在一般病害或隐患，但能迅速维修和安全渡汛。危险水库：主要建筑物未达设计防洪标准或存在严重病害，不能安全渡汛。水利工程管理方针养重于修、修重于抢检查观测工作目的确保工程安全充分发挥工程效益验证设计鉴定施工质量科学研究提供资料检查观测基本步骤观测系统设计观测仪器设备埋设与安装现场观测观测资料整理分析定期进行资料整编和技术总结观测五项目变形观测渗流观测应力温度观测水流形态观测水文气象观测检查观测工作基本要求项目要有目的性和针对性、全面和重点。测点布局要有代表性。资料要有系统性。建检查观测制度。巡视检查用肉眼看、耳听、手摸等直观方法并辅以简单工具，对建筑物外露部分进行检查，发现一切不正常现象并从中分析、判断建筑物内部问题，从而进一步检查观测并采取相应修理措施。巡视检查时间要求经常检查：每月大于1∽2次。定期检查：每年汛前汛后和用水期前后。特别检查：工程安全严重破坏或有重大怀疑时。都江堰水利枢纽土石坝的检查观测土石坝的巡视检查；土石坝水平位移观测；土石坝垂直位移观测；土石坝固结观测；土石坝渗流观测。第一节（1）水工建筑物的检查观测是借助埋设的设备或使用某些观测仪器，进行科学的检查和观测，通过对观测资料的整理分析，从而了解建筑物内在的工作状态和安全隐患。（2）检查观测的项目，通常有以下五个方面：变形观测、渗流观测、应力与温度观测、水流形态观测和水文气象观测等。（3）水工建筑物的检查观察与前面不同，是凭检查人员的直觉和用简单的工具，对建筑物进行外观的检查和观察，以便及时发现建筑物外露的一切不正常现象,从中联系分析、初步判断建筑内部可能发生的问题。检查观察是日常的经常性工作，检查观测是定期的测定与记录，前者是后者的初步发现，两者不可或缺。第二节水工建筑物的位移，分水平位移和铅直位移（即沉陷）两种。水平位移的观测方法有：视准线法（常用于土石坝）、前方交会法（常用于拱坝）、引张线法、正垂线法、侧垂线法（常用于重力坝）和激光法等。对各种方法的位移标点（测点）和工作基点的设计、构造、布置、观测方法是本节的学习重点。土坝、砌石坝砼坝及水闸等建筑的铅直位移观测，均可用水准量的方法进行观测。对为何布置和设计水准测量的水准基点、起测基点和位移标点；往返闭合差的精度控制标准，是本节应重点掌握的内容。第三节渗流观测正常渗流：渗水从原有防渗排水设施渗出，其逸出坡降不大于允许值，不会引起土体发生渗透破坏。这是工程中允许的。异常渗流：能引起土体渗透破坏或渗流量影响到蓄水兴利的渗流。渗流观测的主要内容包括：一坝体渗流观测(浸润线)二坝基渗流观测（渗透压力)三绕坝渗流观测四渗流量观测土坝浸润线观测a.了解观测断面的选择设计，每个观测断面内测点数量和位置的布置要求。b.每个测点的浸润线观测设备是测压管，测压管由进水管段，导管与管口三部分组成，弄清进水管段的构造要求和埋置深度及测压管埋设方法。c.测压管水位观测方法，着重了解电测水位器的操作方法和资料整理与过程线的绘制。d.为何判断测压力管水位的正常或异常状况。方法：在坝体横断面上埋设测压管，通过测量测压管中的水位来获得浸润线，从而分析坝体渗流情况。一）横断面选择1、选择有代表性、能反映主要渗流情况以及预计有可能出现异常渗流的横断面。例如：最大坝高、老河床、合龙段以及地质情况复杂的横断面。在设计时进行浸润线计算的断面，最好也作为观测断面。2、横断面间距一般：100～200m，坝体较长、适当增大间距；大型和重要的中型水库，浸润线观测断面不少于3个；中型水库不少于2个。测压管布置二）测压管的结构材料：金属管、塑料管和无砂混凝土管。结构：进水管、导管和管口保护设备三部分。1、进水管直径：38～50mm，下端封口，进水管壁钻有足够数量的进水孔；孔径：为6mm左右，沿管周分4～6排，呈梅花形排列；防砂结构：管外周包裹两层钢丝布、玻璃丝布或尼龙丝布等过滤层，包扎棕皮等作为第二过滤层，最外边包两层麻布，然后用尼龙绳或铅丝缠绕扎紧。长度：一般土料与粉细砂，自设计最高浸润线以上0.5m至最低浸润线以下1m；对于粗粒土则不短于3m。2、导管导管与进水管连接并伸出坝面，其材料和直径与进水管相同。不钻孔。3、管口保护设备四）测压管的安装埋设测压管一般在土石坝竣工后钻孔埋设，只有水平管段的L形测压管，必须在施工期埋设。程序：首先钻孔，再埋设测压管，最后进行注水试验，以检查是否合格。五）测压管水位观测方法测深钟电测水位器示数水位器遥测水位器等进行观测1、实测浸润线高于设计浸润线，降低了坝坡的稳定性，也可能产生土体的渗透破坏。2、坝身排水被堵塞，测压管水位抬高，且下游抬高较多。3、坝身排水设备被冲刷，测压管水位下降，靠近排水设备的下降较多。浸润线分析:坝基渗透压力观测a.观测的目的，在于了解坝基透水层和相对不透水层中渗流沿程的压力分布情况，借以分析场渗设施的效果，估算坝基中实际的渗透坡降、判断产生各种渗透破坏的可能性。b.观测方法同是在坝基中埋没测压管进行观测，注意与浸润线观测的异同。绕坝渗流观测目的：了解坝端与岸坡及与砼或砌石建筑物连接处以及岸坡的渗流情况。观测方法与前同。渗流绕过坝两端或沿着土坝与混凝土及砌石建筑物的接触面向下游流出，称为绕坝渗流。原因：坝与岸坡连接不好；坝与混凝土及砌石建筑物接触面连接不好；岸坡中有强透水层；岸坡有裂缝。危害：发生集中渗流，造成渗透变形，严重造成大坝失事。方法：绕坝渗流一般也是埋设测压管进行观测。1）两岸绕渗测压管沿绕流线布置，一般至少埋设2排，每排至少3根，如图4-34所示。（2）下游河槽两侧台地的渗流区可垂直坝轴线布置2～3排测压管，各排间距约50～100m，靠近河槽处可稍密一些，每排测压管管距约为50～200m，近坝址处稍密一些。每排测压管根数不少于3根。（3）岸坡内有防渗齿墙或灌浆帷幕的，应在其前后各设l～2根测压管。（4）对心墙或斜墙坝，下游坝壳的透水材料易成为绕渗的出口，因此除在坝外岸坡布设测压管外，还应在坝内岸坡段布设测压管，用以观测渗流出口处的渗透稳定性。四、渗流量观测目的：渗透观测点的布设有限，对一些局部渗流有可能不易发觉。再者，内部渗透变化总与渗出坝体的渗透水量大小有一定关系。所以，为了分析渗透现象之间的联系，及时发现异常渗流，应进行渗流量观测。直观、全面，而且能综合反映出坝的渗透状况和工作情况，所以是土石坝管理中最重要的观测项目之一。方法：通常是将渗流水集中引至某处进行量测。1、对坝体和坝基渗流量很难分清时，可在坝下游设水沟．观测总的渗流量变化。2、当渗透水流可以分区拦截时，可在坝趾下游分区设集水沟观测。3、渗流观测的集水沟和量水设备应布置在不受泄水建筑物泄水影响和不受坝面及两岸排泄雨水影响的地方，并应尽量使其平直整齐，便于观测。2、量水堰法适用于渗流量为1～300L/s的情况。量水堰一般设置在集水沟的直线段上。集水沟断面大小和堰高的设计，应使堰下为自由溢流。如为淹没出流，则需根据水力学书籍或手册上规定的淹没薄壁堰公式计算渗流量。为了能获得比较准确的成果，设置量水堰应符合相关要求。量水堰型式：1）三角堰。底角为直角，过水断面为等腰三角形的量水堰如图4-35所示。三角堰适用于70L／s的情况，堰上水深一般不超过0.3m．最小不宜低于0.05m。直角三角堰标准尺寸参见教材的表4-6。直角三角堰自由出流的流量计算公式为Q=1.4H（m3／s）（2）梯形堰。梯形堰过水断面为一梯形，边坡常用1:0.25，堰口应严格水平。底宽不宜大于3倍堰上水头。堰上水深不宜超过0.3m，适用于渗流量在10～300L／s的情况。其标准尺寸见教材表4---7。堰口边坡为l：0.25的梯形堰流量计算公式为:Q=1.86bH（m3／s）3、测流速法当渗流量较大，受落差限制不能设量水堰时，渗水若能汇集到较规则平直的排水沟时，可采用流速仪或浮标等观测渗水渗速，并测出排水沟水深和宽度，求得过水断面，即可计算渗流量。五、渗水透明度检测由坝体、坝基渗出的水，如果清澈透明，一般是正常渗流。如果渗流水中带有泥砂颗粒或渗水浑浊不清，这些现象通常是管涌、内部冲刷或化学管涌等渗流破坏的先兆。因此，应对渗流水进行透明度检测，并结合其他渗流观测分析判断是否会发生渗透破坏。五、渗水透明度检测（2）方法：步骤（1）在渗水出口处取水样摇匀后注入透明度管内。（2）用一块5号汉语拼音铅印字体置于管底下4cm处。从管口通过水样看铅印字体。如看不清字样，则打开阀门放水，降低管中水柱，直至看清字样为止。（3）从管壁刻度上读出水柱高度t即为渗水透明度。透明度大于30cm为清水。透明度管观测的方法。混凝土及砌石建筑物的检查观测混凝土及砌石建筑物的巡视检查；混凝土及砌石建筑物的变形观测；混凝土及砌石建筑物基础扬压力的观测；混凝土坝应力和温度观测；水工建筑物观测资料的整理分析。砼建筑物的伸缩缝和裂缝观测主要了解观测目的，熟悉单向金属标点和型板式三向测缝标点的结构、埋设要求和测量方法。建筑物的裂缝均与应力、温度等因素有关，土工建筑物与砼或浆砌石建筑物裂缝发生机理已在水工建筑物课程中讲述过，这里着重学习土坝土体的横向裂缝、纵向裂缝、弧形裂缝、内部裂缝的标记、编号、平面图绘制、缝宽观测、记录等方法以及裂缝深度和延伸情况的观测方法和注意事项。砼和浆砌石建筑物的裂缝均在体表显露，与建筑物温度、水温及上游水位等有关，应同时测记对照分析，本节应着重了解观测方法，标记方法，观测标点的埋设和测量方法。混凝土坝应力和温度观测观测目的在于了解砼坝内部应力和温度的分布和变化情况，分析其状态变化和工作情况是否正常，并为工程的控制运用、验证设计和科学研究提供资料。本节是教材的重点和难点之一，砼坝内应力观测是通过应变观测换算成应力的方法来实现的，学习本节内容主要要求了解测量应变和温度的主要设备差动电阻式仪器的原理，仪器构造，电阻比电桥（水工比例电桥SBQ-2型）构造原理和操作使用方法，以及用于砼建筑物内部观测的主要仪器（应变计、孔隙压力计、温度计、电阻比电桥、应力计、观测电缆等常用仪器设备）。这些仪器设备的结构构造，计算公式以及有关参数的率定检验，必须掌握熟悉。砼坝的温度观测观测仪器一般采用铜电阻温度计或其他能够兼测温度的差动电阻式仪器进行观测。砼坝内部温度观测点的布置要求，包括坝体表面、内部以及水温和基岩温度等外界因素的观测布置。是本节要求熟悉的内容。砼坝应力应变观测砼坝的应力观测普遍采用应变计进行间接测量，再将应变值换算成砼的应力值。应变计分单向应变计、五向应变计组、九向应变计组和无应力计四种组合。重力坝测点布置在有代表性的坝段，每段布置若干水平截面，每个截面上一般已扩布置5个五向应变计组和无应力计筒。拱坝测量，一般埋设九向应变计组或五向应变计组。五向应变计组的四个方向布置在坝的横断面上，另一个方向垂直横断面，各个测点附设无应力计筒。对于拱坝应布置单个应变计的校核拱弧切向应力，拱坝一般测点布置在拱冠梁和拱端位置。观测资料的整理分析水工建筑物观测资料的整理、整编和分析工作，是工程观测工作的重要组成部分。本节主要学习内容为观测资料的整理分析和资料整编的工作内容和要求、常用分析方法，利用回归分析法进行定