安全风险管控技术在水库大坝运行中的应用

安全风险管控技术在水库大坝运行中的应用

杨中霞1  李 静2  李 娜1

1. 山东省临沂市费县探沂镇便民服务中心 山东 临沂 273411

2.山东省临沂市费县探沂镇农业综合服务中心 山东 临沂 273411

摘要：水库大坝作为重要的水利工程设施，其安全稳定运行对下游地区的经济发展和人民生命财产安全具有重要意义。然而，水库大坝在运行过程中面临诸多安全风险，如洪水和泄洪风险、地质和地震风险、大坝老化和结构风险以及人为因素引起的风险等。当前，安全风险管控技术在水库大坝运行管理中得到了广泛应用，但也存在一些问题，如监测数据不全面、预警模型不准确、应急预案不完善等。因此，需要从加强监测设施建设、完善风险评估体系、优化应急管理机制等方面入手，提高水库大坝运行安全风险管控水平，确保大坝安全稳定运行。

关键词：水库大坝；安全风险；管控技术；应用对策

引言

水库大坝是国民经济和社会发展的重要基础设施，在防洪抗旱、水力发电、农业灌溉、城乡供水等方面发挥着不可替代的作用。水库大坝一旦发生安全事故，不仅会造成巨大的经济损失，而且极易引发次生灾害，严重威胁下游地区人民群众的生命财产安全。近年来，随着水库大坝运行环境的复杂多变以及大坝自身老化等因素影响，水库大坝安全风险日益凸显。因此，亟需加强水库大坝安全风险管控，提高大坝安全运行水平。

1水库大坝运行中的主要安全风险

1.1洪水和泄洪风险

洪水是威胁水库大坝安全的主要自然灾害之一。当上游来水量超过水库调蓄能力时，水库水位快速上涨，极易引发漫坝、溃坝等事故。与此同时，受降雨强度大、历时长等因素影响，水库汛期泄洪也面临较大风险[1]。部分水库由于泄洪设施老化失修、泄洪能力不足等，极易引发下泄流量骤增，对下游河道和堤防安全构成威胁。以2021年河南暴雨为例，当年7月郑州市普降大暴雨，降雨量达201.9mm，水库水位快速上涨，引发水库泄洪。受此影响，贾鲁河、颖河等支流水位暴涨，威胁下游人民群众生命财产安全。

1.2地质和地震风险

地质和地震灾害是诱发水库大坝安全事故的重要因素。一方面，水库区地质条件复杂，坝基及坝肩普遍存在软弱夹层、溶洞、断层等不良地质构造，在库水位变化和水流冲刷作用下极易发生变形、错动等，影响大坝稳定性。以新疆阿尔塔什水库为例，该水库坝基岩溶发育，在蓄水过程中多次发生渗漏，严重威胁大坝安全运行。另一方面，水库区地壳运动频繁，地震活动强烈[2]。强烈地震不仅会直接破坏大坝结构，而且易引发库岸和坝肩滑坡等次生灾害，加剧大坝失稳风险。2008年汶川地震中，紫坪铺、都江堰等大型水库受到不同程度破坏，部分水库甚至面临溃坝风险。

1.3大坝老化和结构风险

随着服役时间的增加，水库大坝普遍存在不同程度的老化问题，主要表现为坝体开裂、变形，坝基渗漏，闸门锈蚀、变形等，极大影响了大坝安全运行。大坝建筑材料和结构在长期载荷作用下，强度和刚度逐渐降低，抗冲击、抗震等能力下降，安全性和稳定性面临严峻考验。以某水库为例，该水库发生溃坝事故，溃坝原因主要为大坝混凝土老化开裂，在汛期暴雨和洪水冲刷下最终发生坝体整体垮塌。

1.4人为因素引起的风险

人为因素是导致水库大坝安全事故的重要诱因。管理体制不健全，部分水库缺乏专门的安全管理机构，大坝日常养护、检查等工作流于形式，管理责任不明确，导致安全隐患长期得不到整改。管理制度不完善，个别水库虽设有安全管理机构，但由于缺乏健全的规章制度，日常安全检查、应急演练等形同虚设，无法有效落实到位。人员素质不高，水库管理人员文化程度普遍偏低，专业技术能力不足，安全风险意识淡薄，导致无法及时发现和处置安全隐患。应急能力不强，部分水库应急预案针对性不强，物资储备不足，无法满足突发事件的应对需求，此外，外力破坏、恐怖袭击等人为因素也会严重威胁水库大坝运行安全[3]。

2安全风险管控技术应用中存在的问题

2.1监测数据不全面

水库大坝安全风险管控的基础是获取全面、可靠的监测数据。当前，虽然大多数水库都建立了安全监测系统，但受站点布设不合理、仪器设备老化等因素影响，监测数据的全面性和准确性难以保证。部分监测项目指标单一，覆盖不全面，难以反映水库大坝的真实运行状态。同时，由于缺乏必要的比对校验，监测数据可靠性难以保证，极易出现误报、漏报等问题，影响风险研判和预警效果。

2.2预警模型不准确

安全风险预警是水库大坝风险管控的关键环节。目前，虽然不少水库建立了安全预警模型，但由于模型机理不清晰、参数选取不合理等原因，预警精度普遍偏低。部分模型只是简单地根据监测数据设定单一阈值，缺乏必要的趋势分析和综合研判，难以准确把握风险发展态势。同时，现有模型大多基于历史数据和工程类比，难以适应水库运行工况的动态变化，预警及时性和针对性有待提高。

2.3应急预案不完善

应急预案是保障水库大坝安全运行的重要手段。当前，虽然大多数水库都编制了应急预案，但存在针对性不强、可操作性不强等问题。部分水库应急预案内容空泛，缺乏针对性的处置措施和响应流程，难以指导实际应急行动。同时，受人员配备不足、应急设施匮乏等因素制约，预案落实难度较大，无法满足水库大坝突发事件应急处置需求。

3安全风险管控技术应用的对策

3.1加强监测设施建设

全面掌握水库大坝运行状态是风险管控的前提。应加大投入，加强坝体位移、渗流量、应力应变等监测设施建设，优化监测点位布设，提高数据采集的全面性和代表性。引进自动化监测、视频图像识别等先进技术手段，提高监测数据分辨率和采集频率，及时发现水库大坝的异常变化。定期开展监测设备维护和比对校验，保证数据的连续性和可靠性。

3.2完善风险评估体系

科学评估水库大坝安全风险是预警和防控的关键。应立足水库实际，充分考虑坝型、地质、水文等因素，构建多元化、立体化的风险评估指标体系。引进灰色理论、人工神经网络等智能算法，提高风险评估模型的适用性和准确性。加强不同时段、不同区域风险评估结果的对比分析，动态优化评估模型参数，提高风险预警的时效性和可靠性。定期开展风险评估，形成常态化工作机制。

3.3优化应急管理机制

高效的应急管理是降低水库大坝风险损失的有效手段。应结合水库实际，编制科学合理的应急预案，明确风险等级划分、应急响应流程和处置措施等内容。组建专业化应急救援队伍，定期开展实战演练，提高实际处置能力。加强应急物资储备和设施建设，提高快速调度和高效投送能力。建立健全应急指挥调度体系，强化部门协同联动，提高应急管理的系统性和协同性。

3.4强化工程措施布控

工程措施是控制水库大坝安全风险的根本手段。针对水库实际，制定长远规划，分期分批实施除险加固。对存在重大安全隐患的病险水库，要及时采取除险加固措施，尽快消除安全隐患。新建、扩建水库要充分论证选址，优化工程布局，提高抗震、抗洪标准。同时，加强大坝安全监测和日常养护，及时发现和处理结构老化、位移变形等问题，延长大坝使用寿命。

结语

综上所述，水库大坝运行面临诸多安全风险，亟需加强安全风险管控。要立足水库实际，完善风险管控技术手段，加强监测设施建设，优化风险评估体系，健全应急管理机制，强化工程治理措施，从源头上降低和控制安全风险，确保水库大坝安全、稳定、高效运行。这不仅需要政府和行业主管部门的高度重视和大力支持，也离不开广大科研人员的协同攻关和技术创新。

参考文献：

[1]覃情.中小型水库大坝安全评价要点及方法探析[J].陕西水利，2024，(03):181-182+185.

[2]朱沁夏，沙海明，蒋金平.基于安全语义特征的小型水库大坝群安全风险分析研究[C]//中国水利学会.2023中国水利学术大会论文集（第五分册）.南京水利科学研究院；水利部大坝安全管理中心，2023:5.

[3]李玉起，冯蕊，程蔡滢.大中型水库大坝安全鉴定成果核查存在的主要问题及对策[J].人民珠江，2023，44(S1):157-160.