武庆兴
南水北调中线干线工程建设管理局河北分局邢台管理处 河北邢台 054000
摘要:随着经济的发展,我国的水资源浪费问题日渐严重,而南水北调工程是中国在战略上的基础设备,可以缓解中国北方地区的水资源稀少和生态环境恶化等问题。本文首先对南水北调中线工程运行风险进行了概述,详细探讨了南水北调中线工程安全管理,旨在缓解中国北方地区的水资源短缺问题。
关键词:南水北调中线工程;运行风险;安全管理
南水北调工程可以分为四个系统,即交叉建筑物、输水干渠工程、穿黄穿漳工程、控制物等。不同的系统有不同的运行特点,被破坏的机理也不同,所以针对不同的系统要采用不同的分析方法,制定各个系统运行风险因素的识别系统,对南水北调中线工程的风险系数进行计算,对各个系统的运行风险进行等级瓜分,根据得出的结果采取相应的措施,提高南水北调中线工程的安全管理能力。
1 南水北调中线工程运行风险分析
1.1交叉建筑物系统风险分析
根据建筑物的结构形式,河渠交叉建筑包括渡槽、倒虹吸、涵洞3大类。本文从交叉建筑物系统功能安全性、适用性、耐久性3大特性入手,识别影响交叉建筑物系统功能的各种风险因子。从失效模式来看,3大类交叉建筑物虽各有其特性,但是它们的失效模式可以概括为结构整体性破坏、渗漏水、结构裂缝3种。对导致交叉建筑物功能失效的情况进行归类,可将风险因子分为暴雨洪水、地质灾害、低温冻融、人为因素4大类。险较低,原因是该交叉建筑物处于河流中下游,不容易出现陡涨陡落、来势凶猛的破坏性洪水,且该工程的交叉建筑物为倒虹吸和涵洞,均为地下建筑物,受到地震影响较小。
1.2输水干渠工程系统风险分析
输水干渠工程系统主要指输水总干渠沿线除去交叉建筑物以外的明渠输水工程和北京、天津段的暗渠输水工程环包含穿黄穿漳隧道工程。明渠的4种破坏模式是:漫顶、沉陷、失稳和冻害。暗涵不存在漫顶失事,而是渗漏失事,其他沉陷、失稳和冻害3种的失效模式在暗涵系统中同样存在。
1.3穿黄穿漳工程系统风险分析
穿黄穿漳隧洞的风险界定为由于隧洞安全性出现故障,不能满足输水需求。因此,穿黄穿漳隧洞的风险因子主要有几个方面:工程本身引起的风险,如隧洞突水、突泥等;以及工程外在因素引起的风险,如顶部地面塌陷、穿越煤层开采地区地基塌陷等。此外,本工程穿越我国著名的暴雨区,穿黄穿漳隧洞失事风险还包括由暴雨洪水所致的水毁风险。穿黄穿漳工程为南水北调中线控制性工程,主要包括隧洞以及进出口闸门、埋涵等工程。对隧洞的防渗阻水工程失事机理及运行工况进行分析,认为隧洞发生突水、围岩稳定性下降可能性较高;进出口闸门、滩地埋涵等工程失事风险率较低。由于隧洞涌水可能产生渗流冲刷堤基威肋、黄河大堤安全,造成险工坝岸垮坝,失事后果重大,风险较高。暴雨洪水是工程风险的一个重要的风险因子,并且由于本工程区暴雨洪水非常突出,因此特别针对暴雨洪水风险进行深入的研究与评估。评估结果是:穿黄工程由暴雨洪水形成的水毁工程风险等级为中等;穿漳工程由暴雨洪水形成的水毁工程风险等级为较低。
1.4控制物系统风险分析
南水北调中线工程的控制性建筑物工程主要包括:分水口门、节制闸、退水闸。考虑到本文的主要研究任务为南水北调中线工程的安全运行,分水口的正常运行更大意义上在于保证用水户获取调水的保障性,其安全性对工程的安全运行影响不大,因此,本文研究的控制性建筑物主要指工程沿线的控制性闸门。对闸门来说,其失事形式主要指闸门失效,无法达到控制水位和流量的目的。
2 南水北调中线工程安全管理
2.1南水北调运行工程风险管理
南水北调工程是中国大型的输水工程,目前己经建立了东线和中线,工程的规模较大,大型的建筑物比较多,工程的地理跨度很大,所以需要对南水北调工程的运行风险进行分析。南水北调工程的运行风险可以从三个方面进行,工程的风险因素和机理研究、工程的风险评价和预测、工程的风险控制技术和对策的研究。
加强对这三方面的研究力度,降低南水北调工程运行中的风险。
2.2南水北调运行水文风险管理
在南水北调工程中,水文因素是常见的风险因素,水文因素具有很大的随机性和不确定性,这些不确定性表现在降水、河川径流、地下水补充等方面,还有水文知识的匮乏也会导致水文风险。在工程运行过程中,要加强对水文风险因素识别的研究、水文风险的评估和预测和水文风险的控制。
2.3南水北调工程中运行生态和环境风险的管理
在一定的范围内,发生的不确定性的灾害对生态系统产生了影响,这就是生态风险。这些风险会损害生态系统的结构和作用,危害整个生态系统的安全。环境风险就是人或自然的原因导致的不确定事件。在南水北调的工程中也存在生态和环境的风险,因为南水北调工程量大,整个项目涉及的范围比较广,所以受自然因素的影响也很多,要加强对生态和环境风险的管理,避免因为生态和环境的因素导致危险的发生。
2.4南水北调运行经济风险管理
在南水北调的长距离调水工程中,会出现经济上的不可持续性的情况,其主要原因就是缺乏对经济风险的了解和预防。如果经济发生了变化,会对整个南水北调项目的经济效益造成影响,会使整个工程的运行无法进行。而南水北调工程涉及到的经济问题比较多,所以需要加强对南水北调工程中经济风险的管理,对南水北调工程的经济风险进行预测和评估,建立一个应急的体制,减小经济损失。
2.5南水北调运行社会风险管理
社会风险会给社会的稳定和秩序带来负面影响,社会风险电网在建设的过程中,一定会涉及很多的施工内容,又因为要施工的范围大,所以施工人员在进行电网的建设和规划时,一定要把大体的施工目标制定好,然后严格按照电网规划的内容落实执行。电网建在设规划的内容中,主要有你像对电源的布置问题,还有对配网线路的建设内容,还会涉及城网的改造工程,因为其它原因而制定的停电计划等。我们可以通过对电网系统实行加大城网建设的力度,然后合理的增加设置电源,同时对电源也要科学的安排,进而为配电网络提供一定的技术支持,把配电网络的结构更加完善化,增强其环网率以及转供电的能力,同时我们还要加强配网线电路的更改计划等,同时也要更新和维修老电路和老设备,进而把电线老化的问题解决掉,如果有电线老化的非常严重,一定要及时的进行拆除和重建工作,再不断的优化配电网的线路。
3、水渠防护措施
1.围堰维护
在日常工作中,出现的突发状况往往和围堰的施工质量有关。当水流速度超过一定界限时,围堰可能就起不到太大的作用,反而有围堰坍塌的危险,特别是当用围堰来分流时,更是对围堰建筑的一种考验,如果基础建设不完善,围堰被冲刷,整个工程破坏的就更加严重。所以,由此我们可知,围堰建设工程是重中之重,做好围堰防护,才能保证周围人们的安全。我们可以通过抛石底铁丝笼底的床垫下的保护措施,防止围堰基础设施的冲刷,在底部设计上还要考量防护范围和防护材料的选择,充分满足整个工程的建筑要求,以达到最佳的防护程度。
2.围堰的加固和拆除
围堰本身是临时工程,当它起完作用后就会进行拆除清理。在整个工程完成围堰后,为了防止发生渗水或者坍塌现象,我们用沙袋进行加固,在水势上涨时期,运用这一方法可以有效地降低洪水对堤坝的危害。如果受到暴雨侵袭,可以用土石进行覆盖,防止沙土流失,充分保障围堰的安全性,让水利工程更加的具有安全性和稳定性,保证整个工程的顺利完工,在最后工程完工后,将围堰拆除。
关于南水北调工程的运行整理,一般都是政府通过宏观调控进行整治的,国家对于这项工程具有实际的操控权,各部门实施管理机构具有独立的经济能力,所以拥有自主的经营权,同时政府对于这项工程有很多的优惠政策,南水北调本身就是一项隶属于公益项目的工程,财政收益本身就不是很理想,而且用户需要对水费进行平摊,所以政府会对这种项目给予相应的优惠政策,如税收方面,由此保持南水北调工程的正常运转。
4结束语
综上所述,南水北调东中线工程组成了一个庞大串并联系统,在系统风险研究时,不仅需要研究工程在风险因子作用下失效的概率,还要研究各个工程风险因子作用的多元联合分布,只有这样才能 南水北调工程更好的服务于我们。
参考文献:
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[2]杜霞,耿雷华.南水北调中线工程运行风险分析[J].水利水电技术,2011,v.42;No.44903:85-88.