小二型水库除险加固后长期安全评估指标体系构建研究

引言

小二型水库数量庞大、分布广泛，是我国农村水利基础设施的 “毛细血管”，在灌溉补水、防洪调蓄中承载着基础保障功能。但受建设年代久、设计标准低、运维条件有限等制约，多数小二型水库病害累积，除险加固成为化解安全隐患的必要举措。然而，除险加固并非 “一劳永逸”，加固后水库在长期运行周期内，受材料老化、环境变异、管理波动等影响，安全状态持续动态演变。

若缺乏科学的长期安全评估机制，小病害易累积成大风险，甚至引发溃坝等灾难性后果[1]。因此，构建适配小二型水库特征的长期安全评估指标体系，精准捕捉加固后安全隐患演变趋势，对延长水库服役周期、筑牢基层水安全屏障意义重大。本文聚焦小二型水库除险加固后长期安全评估需求，系统开展指标体系构建研究，为基层水利工程安全管理提供技术参照。

1 小二型水库除险加固后安全影响因素解析

1.1 工程实体劣化因素

坝体结构层面，加固后坝体填筑材料受干湿循环、冻融交替作用，颗粒间黏结力衰减，压实度下降，易诱发裂缝、沉降；混凝土防渗墙、浆砌石护坡等刚性结构，长期受水流侵蚀、风化作用，表面碳化、剥蚀加剧，结构完整性受损。坝基防渗体系中，帷幕灌浆、防渗膜等防渗措施，因施工缺陷隐蔽发展、材料老化降解，可能出现渗漏通道，导致坝基渗透压力陡增，触发管涌、流土。溢洪道、输水隧洞等泄水设施，受水流冲刷、泥沙磨蚀，过流面糙率上升，泄流能力衰减，闸门及启闭设备锈蚀卡滞，降低应急泄洪可靠性。

1.2 运行管理波动因素

调度运行上，超汛限水位蓄水、泄洪时机滞后等不合理调度，加重坝体荷载负担；灌溉供水期水位大幅波动，引发坝坡渗透变形。维护养护中，坝面杂草杂物堆积阻碍排水，伸缩缝止水失效未及时修复，加速病害发展；监测设施损坏后未更新，数据采集中断，难以及时预警风险。安全管理体系不完善，基层管护人员专业能力不足，巡查流于形式，小隐患难以及时识别处置。

1.3 环境胁迫因素

气象水文方面，极端暴雨引发超标准洪水，考验溢洪道泄洪极限；长期干旱致水库水位骤降，坝体干湿循环频繁，干裂风险上升。地质环境上，区域地震活动使坝体、坝基产生新裂缝，降低结构整体性；周边采矿、道路施工等人类活动，扰动坝肩土体平衡，引发滑坡、渗漏。生态环境变化中，水库周边植被破坏导致水土流失，淤积抬高库底，削弱调蓄能力；水生动植物附着堵塞输水设施，影响运行率[2]。

2 小二型水库除险加固后长期安全评估指标体系构建

2.1 指标构建原则

遵循科学性，以岩土力学、水利工程学理论为根基，确保指标反映安全本质规律；突出系统性，覆盖工程实体、管理、环境全维度，避免评估片面性；强调可操作性，指标数据通过常规监测（水位、渗流）、简易检测（坝体外观巡查）、统计分析（运维记录）获取，适配基层管理条件；体现动态性，考量长期运行中病害发展趋势，支持安全状态动态跟踪。

2.2 指标体系框架

从工程实体安全、运行管理效能、环境适应韧性三个维度，构建包含 12 项二级指标的评估体系：表1 水库除险加固后长期安全评估指标

2.3 指标量化与阈值设定

坝体位移速率通过水准测量、GNSS 监测获取，正常运行期速率应≤0.5mm/d，超过则标记风险；坝坡抗滑稳定系数采用简化毕肖普法计算，正常工况下≥1.25、非常工况下≥1.15；坝体渗漏量以量水堰实测，参照设计允许值（一般≤5L/s）判定；坝基渗透比降结合测压管数据计算，不超过土料允许渗透比降（粉质土≤0.3）；泄水设施完好率 Σ=Σ （完好设施数量 / 设施总数） ×100% ， 280% 为达标。

水位控制合规率 Σ=Σ （合规运行时长 / 总运行时长） ×100% ， 290% 为优；设施维修及时率 Σ=Σ （及时维修设施数 / 应维修设施数） ×100% ， 275% 为合格；监测数据完整率 σ=σ （有效数据量 / 应采集数据量） ×100% ， 285% 保障监测有效性。

超标准洪水抵御度 =- （溢洪道设计泄量 - 历史最大洪峰流量）/ 历史最大洪峰流量 ×100%， 210% 为安全；干旱期水位调控力通过水位波动幅度（≤1.5m / 月）衡量；地质灾害影响度采用专家打分法分级（无、轻、中、重）；生态扰动响应度依据生态问题引发的工程故障频率（≤1 次 / 年）判定。

3 指标体系应用路径与优化方向

3.1 应用实施流程

数据采集阶段，整合水库监测系统、运维台账、现场勘查成果，构建基础数据库；指标量化与标准化处理，采用极值法将指标转化为 0 - 1 区间值，消除量纲差异；权重赋值运用层次分析法（AHP），结合专家经验确定指标权重；综合评估依托模糊综合评价模型，计算安全综合指数，划分 “安全 (≥0.8) 、基本安全 (0.6-0.8) 、不安全（<0.6）” 等级；结果应用上，针对不安全水库制定加固方案，对基本安全水库强化运维，安全水库持续监测[3]。

3.2 体系优化方向

动态适配升级，跟踪新材料、新技术应用（如智能监测、生态护岸），及时补充调整指标；区域差异化修正，结合不同气候区（湿润、干旱）、地质区（山区、平原）水库特点，细化指标阈值；实践验证迭代，通过多座小二型水库试点评估，收集反馈优化指标选取与量化逻辑，提升体系普适性。

4 结语

小二型水库除险加固后长期安全评估指标体系的构建，为基层水利工程安全 “长效体检” 提供了技术工具。通过系统识别影响因素，搭建科学指标框架，明确量化与应用路径，有望破解小二型水库加固后安全管理 “难持续、难精准” 困境。后续需深化实践应用，持续优化完善，推动指标体系与基层管理深度融合，为筑牢小二型水库安全底线、赋能乡村水利振兴筑牢技术根基，让 “毛细血管” 型水利工程持续焕发保障活力。

参考文献：

[1]张志方.水库安全评价及除险加固措施研究[J].工程技术研究,2024,9(19):156-158.

[2]蔡明南.水库除险加固勘察要点研究[J].中国新技术新产品,2023,(13):99-101.

[3] 胡国平, 刘斌, 周永门. 水库除险加固后蓄水安全鉴定问题分析及对策探讨[J]. 江西水利科技,2017,43(06):446-448.