發布時間:2023-12-14 11:37:36
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇水利工程的歷史,期待它們能激發您的靈感。
關鍵詞:豐滿;水利工程;洪水重現;TOPMODEL模型
中圖分類號:TV211 文獻標志碼:A 文章編號:16721683(2015)05083205
Historical flood recurrence under the impacts of hydraulic engineering
SUN Xinguo1,ZHOU Huicheng1,WU Jian2
(1.School of Hydraulic Engineering Dalian University of Technology,Dalian116024;2.Hebei Research
Institute of Investigation and Design of Water Conservancy and Hydropower,Tianjin 300250,China)
Abstract:With the rapidly economic development and increasing of population,a large number of hydraulic projects,such as reservoirs,levees,flood storage,and flood detention,were built in the upstream of Fengman Reservoir of the second Songhua River Basin,which changed the natural water flow and had significant impacts on the flood discharge and process.In this paper,based on the measured hydraulic engineering data,the impacts of water conservancy engineering on the flood were analyzed and applied to simulate historical flood.The results showed that the qualification rate of flood simulation increases from 57% to 86%.The flood recurrence method under the influence of water conservancy engineering operation was developed using the TOPMODEL model.Under the condition of current water conservancy engineering,this method was used to simulate the recurrence of historical flood in the upstream of Wudaogou in the Fengman Reservoir,which showed the comparison between the historical flood process and measured process.The research results can provide reference for the flood control in the river basin.
Key words:Fengman;water conservancy engineering;historical flood recurrence;TOPMODEL
河流上水庫工程的興建,改變了水流的天然時程分配,破壞了水文資料的一致性,給傳統的水文分析計算帶來影響,致使不能反映這一變化的天然狀態下的流域洪水預報模型難以滿足精度要求[12]。在汛初或前期久旱無雨情況下,降雨后大部分地表徑流會被中小水庫、塘壩攔蓄,造成實測徑流遠遠小于預報值;而當前期降雨充足,水利工程大都蓄滿時若突降大雨,流域內的水利工程可能出現泄流或潰壩的情況,使得預報洪量偏小。這些偏差對流域興利效益和防洪安全造成威脅[3]。為滿足水文分析計算對資料系列一致性的要求,需對水文資料進行統一處理。傳統方法一般采用還原計算的方法來恢復其一致性,即將受水庫影響年份的資料通過各種方法還原到建庫前的天然情況,如李偉佩等[4]采用庫容曲線法、進出庫水量相減法和水量相關法三種方法計算水庫調蓄量,從而還原水利工程影響下的徑流;陳守煜等[5]提出水庫人庫斷面洪水還原的不恒定流迭代解法,考慮了動庫容的影響,洪峰計算更加準確。但是很多中小型水庫工程的觀測資料相當缺乏,因此采用傳統方法對這些地區的洪水進行還原將十分困難,甚至無法進行。加之還原的洪水只是用來研究天然狀態下的流域洪水預報模型,并不能夠模擬實時水利工程影響下的洪水。針對這一情況,很多學者研究水利工程影響下的洪水預報方法,如熊金和等[6]考慮入水利工程的影響調整原洪水預報方法;張瑞勛等[7]通過洪水頻率分析,還原后的洪水一致性更好說明水利工程的影響;沈清德等[8]將上游水利工程聚合成虛擬水庫,加入其定性調節分析,得到水利工程影響下的洪水預報過程;雒文生等[9]在天然流域產匯流預報原理基礎上,提出了一種能考慮上游大中水庫及小水庫群(包括塘堰)在防洪、灌溉、發電中的調蓄作用及運用基本規律的徑流預報方法。這些方法較好地模擬了水利工程影響下的歷史洪水,然而在實際洪水預報調度作業中,常常更關心當前水利工程條件對歷史暴雨洪水的影響。
本文在已有研究成果的基礎上,采用TOPMODEL水文模型通過歷史洪水來率定水利工程對洪水的影響規律,將該規律耦合到水文模型中得到基于水利工程影響的洪水預報模型。據此得到歷史暴雨洪水發生到當前水利工程影響情況下的洪水過程線,不但可以解決洪水資料一致性的問題,而且與實時防洪調度需要的洪水預報過程相一致,從而可為流域實時調度決策提供參考。
1 水利工程影響下的洪水重現模型
本文選用的半分布式水文模型―TOPMODEL模型[1011]是一個以地形為基礎的流域水文模型,它以地形指數反映下墊面空間變化,模擬變動產流面積的概念。經過近30年的發展,TOPMODEL在世界各地得到了廣泛的應用[12]。與傳統集總式流域水文模型特征相比,TOPMODEL模型可以根據地形指數和流域平均缺水量計算出了流域各點的缺水量,能夠反映現實下墊面含水量的變化[13]。由于水利工程蓄水量多少與土壤飽和程度直接相關,因此通過歷史洪水資料率定模型參數與水利工程蓄放作用之間的影響規則,將其耦合到TOPMODEL模型中,則可得到在現狀水利工程影響情景下的洪水重現模型。模型構建的技術路線見圖1。
圖1 水利工程影響下的洪水重現技術路線
Fig.1 Technical flowchart of historical flood recurrence
under the impacts of water conservancy engineering
TOPMODEL模型中,Suz,i表示在點i處的非飽和區土壤含水量;SDi表示非飽和層土壤的蓄水能力;α=Suz,i/SDi表示水分變化最活躍的土壤非飽和區干旱濕潤程度。通過對歷史洪水的分析可知,時段水利工程攔蓄或放流作用與前期土壤飽和程度有明顯的相關關系,因此提出以下假設:α≥A,水利工程表現為放流作用。B≤α≤A,水利工程表現為無影響;α≤B,水利工程表現為攔蓄作用。其中A,B為(0,1)之間的常數,場次洪水總攔蓄量小于洪水開始時水利工程空余庫容量V1,總放流量小于洪水開始時水利工程蓄水量V2。
V1=(1-α)?V,V2=α?V
式中:V為水利工程年代最大影響量。
根據有水利工程運行資料的典型洪水過程中水利工程庫容變化分析,得出各類型水利工程的最大蓄洪比,應用到所有水利工程中則得到各年代水利工程最大影響能力。
2 實例應用
2.1 研究流域概況
第二松花江豐滿以上流域位于吉林省中南部地區,分布在東經125°18′-128°45′、北緯41°40′-44°05′之間。為提高水庫預報精度,將豐滿水庫流域劃分為三個區:豐滿水庫蓄水區(I區)、五道溝以上(II區)與白山水庫以上(Ⅲ區)。在豐滿水庫上游流域,除上游松江河梯級水庫群,干流的白山、紅石、豐滿大型梯級水庫群外,僅在白山―豐滿水庫區間,還修建了小型水庫近2 000座,塘壩更是無以計數,總庫容已超過10億 m3。其中五道溝以上(II區)的水庫與塘壩的控制面積達到7 421 km2,占相應流域面積的63.98%,對洪水總量預報的影響最大[1415];因此本文以豐滿II區流域為典型流域開展研究,其流域內水系、水庫與站點情況見圖2。
圖2 豐滿II區流域圖
Fig.2 Fengman subarea II basin
2.2 水利工程情況統計與分析
研究流域調查顯示,流域內共有大型水庫1座,中型水庫12座,小Ⅰ型水庫86座(其中23座有運行資料),小Ⅱ型水庫390座,塘壩則無以計數。各量級水利工程基本情況統計見表1。
表1 豐滿II區各量級水庫基本情況統計
Tab.1 Basic conditions of different reservoirs in Fengman subarea II basin
2.3 水利工程最大影響量
研究流域水利工程眾多,顯然要獲得這些水利工程在場次洪水中的運行資料是很困難。對于流域出口斷面,更應關注這些水利工程的綜合作用,因此適宜的方法則是研究水庫群的攔蓄特征和運用規律,因此需要解決各類型水利工程對洪水最大影響量的計算問題。
(1)大型水庫影響量計算。根據歷史實測運行資料結合水庫水文特征和水庫設計參數分析可知,水庫在低水位時會對洪水有明顯攔蓄作用,在主汛期水位會出現高于正常蓄水位,但只是為了調洪。一場洪水結束時水位基本維持在汛限水位而不超過正常蓄水位,因此可知其影響能力為興利庫容值。
(2)中型水庫影響量計算。由于中小型水庫大都沒有明確的調度規則,根據有運行資料的水庫分析可以看出實際運行中正常庫容要略大于設計正常庫容值,各水庫興利庫容值占總庫容約70%,因此以中小型水庫總庫容的70%作為其影響能力。
(3)塘壩影響量計算。塘壩在洪水過程中基本上屬于需要水時有多大庫容就蓄多少,人工控制能力較差,因此將其總庫容作為影響能力。
根據各類型水利工程響量計算方法,結合各年代各類型水利工程庫容,可以得到各年代水利工程最大影響量,見表2。
表2 豐滿II區流域各年代水利工程最大影響量統計
Tab.2 The maximum influences of hydraulic projects in Fengman subarea II basin
2.4 歷史洪水率定結果
選取1953年-1955年間6場洪水來率定檢驗天然期模型參數,選取流域1956年-2010年受水利工程影響期的14場歷史暴雨洪水進來率定模型參數與水利工程蓄放作用之間的影響規則,最終得到A=04,B=028,場次洪水模擬結果見表3。
表3 考慮水利工程影響前后模擬結果對比
Tab.3 Comparison of simulation results before and after the impacts of water conservancy projects
由表3可以看出,不考慮水利工程影響規則,14場歷史暴雨洪水只有8場合格,合格率僅為57%。不合格場次洪水中,19600824場次為汛末攔蓄,19640816、19910722和19910731場次均為主汛期前期土壤飽和,水利工程放流。考慮水利工程影響規則后,模擬精度明顯高于不考慮水利工程影響的模擬結果,合格率為86%,說明率定得到的規則能夠描述水利工程對洪水的影響。
2.5 歷史暴雨洪水重現分析
根據率定的模型參數與水利工程影響規則,結合現狀水利工程分布情況得到現狀水利工程條件下的洪水重現模型。將歷史上比較大的降雨過程輸入到模型中可得到歷史暴雨洪水的重現過程,見圖3。
圖3 歷史洪水重現過程示意圖
Fig.3 The processes of historical flood recurrence
由圖3可以看出,受水利工程的影響,歷史上的暴雨過程若發生到現在,其流量過程與當年實測流量過程相比,有一定變化,主要表現為受水利工程攔蓄和調蓄作用影響,洪峰和洪量均有一定程度的減小,變化趨勢有利于防洪安全。另外洪水發生年代距今越遠其變化程度越大,如19640811和19860804場次洪水重現過程的變化幅度明顯大于19910722和19950731場次洪水。
3 結論
流域水利工程建設及運行會造成徑流的時程變化規律、洪水形成與演進規律發生一定變化,使得觀測到的水文數據失去了一致性,對再建工程項目資料收集造成了困難,也使得現有河道防洪工程的防洪標準不明確,流域洪水預報精度下降,而且對流域防洪規劃修訂及河道設計防洪流量確定也有很大影響。本文使用TOPMODEL模型通過歷史洪水率定得到模型參數與水利工程蓄放作用之間的影響規則,結合現狀水利工程建設與分布情況得到水利工程影響下的洪水重現模型。重現結果顯示,如果歷史降雨過程發生到現在,洪水過程朝著對防洪有利的方向變化,說明水利工程整體對防洪安全有積極影響。
重現后的洪水不但能夠反映歷史暴雨在現狀水利工程條件下的洪水過程,對指導流域防洪有一定的借鑒意義,而且使得流域洪水預報方案中的洪水恢復了一致性,對于下一步流域設計洪水和河道防洪工程的防洪標準評定有一定參考價值。但是由于模型誤差,水利工程的影響量特別是水利工程放流加大重現洪水過程的情況并不能夠完全反映出來,如何將水利工程的影響與模型本身誤差區分開來值得進一步研究。
參考文獻(References):
[1] 李慧S,張弛,王本德,等.基于模糊聚類的豐滿上游流域降雨徑流變化趨勢分析[J].水文,2009,29(03):2831.(LI HuiYun,ZHANG Chi,WANG Bende,et al.Analysis of changing trend of rainfall and runoff in upstream of Fengman watershed based on fuzzy clustering[J].Journal of China Hydrology,2009,29(03):2831.(in Chinese))
[2] 曹明亮,張弛,周惠成,等.豐滿上游流域人類活動影響下的降雨徑流變化趨勢分析[J].水文,2008,28(05):8689. (CAO MingLiang,ZHANG Chi,ZHOU HuiCheng,et al.Change trend of rainfall and runoff in upstream of Fengman basin under influence of human activities[J].Journal of China Hydrology,2008,28(05):8689.(in Chinese))
[3] 郭生練,王金星,彭輝,等.考慮人類活動影響的豐滿水庫洪水預報方案[J].水電能源科學,2000,18(02):1417. (GUO Shenglian,WANG Jinxing,PENG Hui,et al.A flood forecast model taking into account the human activity impact[J].International Journal Hydroelectric Energy,2000,18(02):1417.(in Chinese))
[4] 李偉佩,王玉峰,劉紅珍,等.對受水庫影響的洪水資料還原的有關問題探討[J].人民黃河,2000,22(12):1415.(LI Weipei,WANG Yufeng,LIU Hongzhen,et al.The discussion of some problems about the flood data affected by the reservoir reduction[J].Yellow River,2000,22(12):1415.(in Chinese))
[5] 陳守煜,方榮.入庫洪水還原計算[J].大連工學院學報,1983,22(1):131136.(CHEN Shouyu,FANG Rong.The returning calculation of flood waves in reservoir[J].Journal of Dalian University of Technology,1983,22(1):131136.(in Chinese))
[6] 熊金和,郭麗娟,同斌,等.受水利工程影響的烏江流域洪水預報方法淺析[J].人民長江,2011(6):3537.(XIONG Jinhe,GUO LiJuan,TONG Bin,et al.Analysis on flood forecasting method of Wujiang River Basin affected by hydropower projects[J].Yangtze River,2011(6):3537.(in Chinese))
[7] 張瑞勛,張濤,雒文生.考慮上游水利工程影響的楓樹壩水庫洪水分析[J].中國農村水利水電,2008(8):2931.(ZHANG Ruixun,ZHANG Tao,LUO Wensheng.Analysis on flood of feng shuba reservoir basin considering the influence of hydropower projects upstream[J].China Rural Water and Hydropower,2008(8):2931.(in Chinese))
[8] 沈清德,全鴻烈.水庫上游水利工程對中小型水庫洪水預報的影響[J].東北水利水電,2002,21(3):4344.(SHEN Qingde,QUAN Honglie.Influence of upstream hydroproproject to middle and small flood forecast precision[J].Water Resources&Hydropower of Northeast China.2002,21(3):4344.(in Chinese))
[9] 雒文生,王祥三,宋星源,等.受水利水電工程影響流域徑流預報方法的探討[J].水文,1991(3):1319.(LUO Wensheng,WANG Xiangsan,SONG Xinyuan,et al.The approach of forecast method of yield runoff in basins influenced by hydraulic and hydroelectric engineering[J].International Journal Hydroelectric Energy,1991(3):1319.(in Chinese))
[10] Beven J.Rainfallrunoff Modelling[M].England:John Wiley&SonsL td,2001.
[11] Beven J.Distributed Hydrological Modelling:Applications of the TOPMODEL Concept[J].Advance in Hydrological Processes, 1997(11):10691085.
[12] 劉青娥,左其亭.TOPMODEL模型探討[J].鄭州大學學報:工學版,2002,23(4):8286.(LIU Qinge,ZUO Qiting.Discussion on TOPMODEL[J].Journal of Zhengzhou University of Technology,2002,23(4):8286.(in Chinese))
[13] 劉青娥,夏軍,王中根.TOPMODEL模型幾個問題的研究[J].水電能源科學,2003,2(6):4144.(LIU Qinge,XIA Jun,WANG Zhonggen.Discussion on some issuesof TOPMODEL[J].Hydroelectric Energy,2003,2(6):4144.(in Chinese))
隨著運行時間的增長,缺陷和問題不斷增加,如部分壩工設施的缺陷嚴重,影響整個樞紐工程的安全運行;管理設施不全,影響工程管理;壩容壩貌有待改善;主壩副壩、閘門、啟閉機、機電設備、附屬設施及其他設施設備存在問題,很難解決。
2水管體制改革后工程維修養護情況
2.1維修養護項目經費來源
根據2002年國務院《水利工程管理體制改革實施意見》精神,為根本解決陸水樞紐入不敷出的問題,2003年經中編辦批文,水利部批復陸管局改為事業單位編制和水管單位職責,落實了工程維修養護經費。2005年至2007年,由國家財政撥款649萬元作為陸水水利工程維修養護項目專項資金。主要內容為測報、通信設備及通信電纜修復,主體工程修復,機電設備維護,水庫大壩安全監測。具體資金使用情況如下:①測報、通訊設備及通信電纜修復237萬元;②主體工程修復326萬元;③機電設備維護31萬元;④水庫大壩安全監測54萬元。2008~2011年,在水利部、長江委的關心和支持下,陸水水利工程維修養護項目經費(273萬元/年)正式列入國家財政預算,初步解決了經費保障問題。2011年,在原273萬元的基礎上另新增維修養護項目經費1426.55萬元。2012年,經水利部審核批準,陸水水利工程維修養護經費增加到764萬元,大大提高了維修養護工作的經費保障程度。
2.2方案編制及報批
從2008年開始,陸水水利工程維修養護項目正式納入國家財政預算項目。陸管局依據《水利工程維修養護定額標準(試點)》和《〈水利工程維修養護定額標準(試點)〉修訂方案》,結合實際,每年編制陸水水利工程維修養護項目年度預算實施方案,并報經長江委批復后組織實施。
2.3維修養護資金使用情況
從2008年開始,陸水水利工程維修養護項目按照批復的實施方案組織實施。主要內容分為九大類(表2),即主體工程維修養護、閘門維修養護、啟閉機維修養護、機電設備維修養護、附屬設施維修養護、公共調整項目、物料動力消耗、勘測設計及監理。每大類項目又分為若干小類,每年申報的項目符合國家規定,絕無重復和違反規定申報。由于陸水水利樞紐建設年代久遠,壩工設施及運行管理環境相對落后,因而投入主體工程維修養護方面的資金最多,達1552.29萬元,約占40%。主要用于混凝土空蝕剝蝕磨損及裂縫處理、壩下防沖工程維修、土石壩護坡工程維修、金屬件防腐、觀測設施維修養護、交通橋及機架橋維修。其次為附屬設施維修養護,投入資金為640.44萬元,主要用于機房及管理房維修養護、壩區綠化、圍墻護欄維修養護、上壩公路維修、管理標志管護。
3陸水水利工程維修養護的成效
3.1主體工程部分缺陷得以修復
在2008~2012年的5a中,及時修復了陸水水利樞紐主壩、2號副壩、3號副壩混凝土建筑物的碳化、風化等表面自然損傷5處;修復了主壩升船機排架、主壩下游牛腿、主副壩混凝土欄桿等表面裂縫;處理了主壩廊道表面滲漏現象。通過修整1號副壩、6號副壩、8號副壩、9號副壩擋土墻,修復3號副壩、2號副壩消力坎,有效防止了泄洪及雨水沖刷對壩體的傷害,保證了大壩設施完整、安全運用。1號副壩、6號副壩、10~11號副壩砌石護坡的表面勾縫處理,減輕了副壩迎水面的水浪沖擊力度,大大加強了大壩壩體的抗洪能力。金屬欄桿、爬梯、門柵的除銹刷漆和修復,延長了金屬結構的使用壽命;觀測設施的定期檢查和養護,保證了設施的完整和觀測的精確度。
3.2水庫工程管理條件有所改善
1號副壩、2號副壩、主壩門崗、8號副壩管理房及水工綜合管理房的改造和修復,極大地改善了副壩值守和工程管理人員的生活和辦公條件。2號副壩工程管理道路、3號副壩溢洪道觀測檢修道路、8號副壩上壩公路、9號副壩上壩公路的修復,有利于工程技術人員的觀測和檢修,確保了防汛道路的通暢。幾年來,壩區周邊綠化覆蓋率達到85%以上,從1號副壩至11號副壩,隨處可見都是綠草成片,綠樹成蔭,壩區花園式建設已初見成效,壩區已評為湖北省旅游行業AAA景區。
3.3提升了陸管局樞紐工程管理水平
陸水水利工程維修養護項目的實施,使陸管局絕大多數工程技術人員,特別是年青一代工程技術人員參與了建設管理、施工管理,開闊了眼界,拓展了視野,鍛煉了隊伍,增強了參與工程施工的市場競爭力。陸管局按照“項目法人負責、部門和專班監理、維修養護隊伍保證”的原則,建立了水行政主管部門、水管單位、監理單位分級、分層次監督的監管體系。實行了水管單位負責、監理單位控制、維修養護單位保證的質量管理體制。實施巡查與抽查相結合的監督方式,運用法律、行政和科技手段,做好監督抽查后的處理工作。及時組織了維修養護項目驗收,并處理了驗收中存在的問題。做好維修養護質量的全過程控制,及時提交完整的技術資料。
關鍵詞:水利工程;施工技術;技術管理
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引言
我國的發展是很快的,水利工程方面也取得了很大的成效。我們也知道祖先對于水利工程施工技術的探索一直就沒有止步。從傳說中的大禹治水到現在保存完好的都江堰都反映出我國在水利工程施工方面的巨大成就。建國以后,我國的水利工程建設獲得了極大的發展,特別是改革開放以來,隨著我國經濟實力以及科學技術的不斷發展,為水利工程建設創造了優厚的條件。各種施工機械和設備的 出現,極大的提高了我國水利工程的機械化水平,改變了過去的以人力為主的局面。隨著我國在建筑材料科學領域的不斷發展,大量的新型建筑材料應用到水利工程的建設過程當中。隨著信息技術的發展,在水利工程施工過程當中,廣泛的采用計算機技術進行施工的管理,極大的提高了水利工程的工作效率。所有這些優厚的條件都極大的促進了我國的水利工程建設。使其以前所未有的速度高速發展,取得了巨大的成就。在長期的水利工程施工過程當中積累了豐富的經驗,極大的促進了我國水利工程施工技術的發展,而這些水利工程施工技術又在很大程度上指導了水利工程施工的順利開展,促進了我國的水利工程建設事業。
1、水利工程施工技術分析
1.1混凝土壩施工技術
混凝土壩施工是以水工混凝土為筑壩材料,修建壩的過程。施工方法包括現澆混凝土及預制混凝土兩種。(1)為了滿足大壩高強度澆筑混凝土的需要,在拌和、運輸及倉面作業等方面,配置了大容量、高效率的機械裝備;(2)采用風冷骨料技術對大型工程混凝土實施溫度控制,采用噴淋冷水浸泡法預冷骨料,具有預冷相對簡單、效率高、效果穩定等優點,(3)廣泛采用補償收縮混凝土減少其裂縫,應用低熱微膨脹水泥混凝土筑壩技術,簡化溫控,縮短工期,節省投資,獲得良好的經濟效果。
1.2混凝土的大面積碾壓技術
混凝土的碾壓技術是一種近幾十年來興起并得以迅速發展的筑壩技術,在全球范圍內得到廣泛使用,此技術是通過充填土壩石的一種大型運輸,碾壓干硬的混凝土混合物,通過大面積碾壓,進行澆注的方法。碾壓混凝土有其獨特優點:(1)采取薄層鋪料;(2)干硬的混合物;(3)碾壓表面堅實坍,(4)落度是零。碾壓混凝土的材料與一般混凝土材料在有很大的區別:(1)碾壓混凝土的粘稠度范圍較窄,(2)摻有較多的粉煤灰;(3)水泥量較少;(4)含砂率比較高;(5)骨料的直徑不能過大等。
1.3預應力錨固技術
預應力錨固是預應力巖錨與混凝土預應力拉錨的總稱,是一項在預應力混凝土基礎上發展起來的錨固技術。它能夠按照設計要求的方向、大小及錨固深度等,預先對基巖或相關建筑物施加主動的預壓應力,從而達到加固或改善其受力狀況的目的。預應力錨固的施工具體包括:造孔、編束、放束與錨固、張拉和防護5個步驟。
1.4施工導流及圍堰技術
水利工程施工過程中,所特有的重要工程技術是施工導流與圍堰。選定何種導流方案,事先設計要做到周密謹慎,它關系到整個工程的工期、質量、造價等。施工導流是一場為水工建筑物施工進行的與河水爭地與爭時的斗爭,如何安全度汛是最關鍵的,導流工程與施工總進度密切相關,必須做到熟悉地理知識,在設計中做到細致有度,最大限度地滿足施工總進度要求;水域上進行水利工程施工,解決施工導流問題時,通常采取的辦法是修筑圍堰。
1.5水工隧洞施工的襯砌和支護技術
水工隧洞施工的主要內容是開挖、出渣、襯砌或支護及灌漿等,常用的襯砌和支護形式包括現澆鋼筋混凝土和噴錨支護,現澆襯砌的施工程序和一般水利工程的施工程序基本相同,具體可包括:分縫(段)、分塊、立模、扎筋、混凝土運輸入倉以及振搗密實等工作內容。
1.6水工混凝土外加劑的應用技術
在水利工程中,混凝土是必不可少的建筑材料,在此實際需求下,混凝土外加劑成為混凝土技術發展的必需品,同時也是水利施工建設的重要材料。在我國,對混凝土外加劑的使用已有十幾年的歷史,因此,有著相對豐富的經驗積累。通常使用的混凝土外加劑主要有以下幾種:(1)可以改善表面色澤的;(2)可以提高抗力學的;(3)可以提高表面強度的,(4)可以改變混凝土的變形能力的。
1.7系統工程在施工組織設計中的應用技術
對各種壩型的施工過程進行模擬,編制相對應的施工模擬軟件,并在多項工程中予以驗證,且根據工程所處地區的氣溫及施工條件,采用系統分析的方法,以設計規范、自然條件、澆筑能力、壩塊尺寸及冷卻措施等因素作為約束條件,建立非線性規劃數學模型,用于單塊實體混凝土澆筑塊溫度控制措施設計。
2、水利施工管理重點事項分析
根據水利工程施工的特點,以下重點探討關于施工目標、施工計劃、工程質量、工程成本和施工安全等方面的問題。
2.1水利工程施工進度管理措施
進度控制的措施主要有組織措施、技術措施、合同措施、經濟措施和信息措施五種。
(1)組織措施包括:落實項目進度、控制部門的人員;具體控制任務和職責分工;進行項目分解、建立編碼體系;確定進度協調工作制度,包括協調會議的時間、人員等;對影響進度目標實際的干擾和風險因素進行分析。
(2)技術措施是指采用有效的方法加快施工進度。
(3)合同措施主要有分段發包,提前施工以及各合同期與進度計劃的協凋等。
(4)經濟措施是要保證資金供應。
(5)信息管理措施主要是指通過計劃進度與實際進度的動態比較,定期地向建設單位提供比較報告等。
2.2施工安全控制措施
為了保證安全施工,在工程建設的全過程中,從施工準備開始直到維修期滿,都應該注意各項影響安全的因素,及時采取預防措施,防止安全事故的發生。施工的各個階段要注意事項和預防措施如下:
(1)施工準備階段
在工程項目正式開工以前,項目經理及其項目組主要負責人,要對施工區域的周圍環境,地下管線,施工地質情況進行全面考察。特別要注意以下問題:如施工區域內有地下電纜,水管或防空洞時,要派專人進行妥善處理,并給出所在位置,使施工人員事先知曉;在編制施工組織設計時,要注意防止施工設施對周圍居民的安全、住宿和交通等方面造成不良影響,并采取必要的防護措施;在安排施工進度時,要妥善安排每個工序的進度,防止進度過緊或工作時間過長。
(2)基礎施工階段
基礎施工階段的安全生產,主要是防范土方坍塌或深坑井內窒息中毒。在深坑部位,應采取支護措施,并計算邊坡荷載能力,采取必要的加固邊坡的措施。在雨季施工或地下水位較高的地區施工時,要做好基坑支護和排水措施,并密切注意防止基坑兩側土體滑塌。在深基坑內施工時,要注意防止沼氣或有毒氣體因通風不良造成施工人員窒息死亡。
(3)結構施工階段
在結構施工階段,建筑物的高度不斷上升,要特別注意高空作業安全,尤其是注意作業人員的墜落或被墜落物扎傷。為此在施工過程中要完善結構施工層的外防護,預防高處墜落事故;做好結構內各種洞口的防護,防止落人落物;加強起重作業的管理,預防機械傷害事故;特別注意危險工種的安全保護。
2.3做好施工過程管理
認真做好圖紙會審和確定適宜的質量成本目標:在圖紙會審時,對于結構復雜、施工難度高的項目,要從方便施工、有利于加快工程進度、確保質量和降低資源消耗且增加工程效益幾方面考慮,并提出修改意見。優化施工組織設計,及時辦理進度結算:施工方案的優化是工程成本有效管理的主要途徑,編制時應在技術標的基礎上做,好優化細化工作。
寫好施工日志。施工日志記錄每天的施工情況,以一個單位工程為準,每月為一冊,進行收集。施工文明資料的收集。施工文明資料主要包括施工現場材料的堆放、場地的整潔及對周圍環境的保護等資料。原材料的合格證及檢驗報告資料的收集。機械設備、原材料及中間產品進場報批資料的收集。試驗檢驗資料的收集。試驗檢驗資料主要包括土方填筑的壓實度、混凝土試塊、砂漿試塊、混凝土拌和原始記錄、鋼筋焊接、原材料及中間產品檢驗等資料。
抓好工程資料收集。單位工程驗收資料主要包括單位工程驗收申請報告,單位工程驗收鑒定書及施工管理報告。施工合同驗收資料的收集。業主及監理下發外來文件的收集。設計文件(包括施工圖紙)的收集。向業主上報的其他文件的收集。工程變更有關的文件報批資料的收集。施工圖片資料的收集。其它資料的收集。
關鍵詞:概念;內涵;思路;目標 ;內容;途徑
1 水利工程管理現代化與精細化概念與內涵
水利工程管理現代化是為適應水利現代化需求,而創建一流、先進、科學的水利工程管理體系,其不僅是硬件的現代化,也是軟件的現代化、人的思想觀念及行為方式的現代化, 主要包括與市場經濟體制相適應的管理體制、科學合理的管理標準和管理制度、高標準的現代化管理設施和先進的調度監控手段、掌握先進管理理念和管理技術的管理隊伍等,它是一個動態的過程。精細化是現代工業化的一個管理概念,精細化管理的定義是“五精四細”,即精華、精髓、精品、精通、精密,以及細分對象、細分職能和崗位、細化分解每一項具體工作、細化管理制度的各個落實環節。精細化管理的特征就是重細節、重過程、重基礎、重具體、重落實、重質量、重效果,講究專注地做好每一件事,在每一個細節上精益求精,力爭最佳。其基本原則是“精、準、細、嚴”,“精”是做精、求精,追求最佳、最優;“準”是準確、準時;“細”是做細,把工作做細,管理做細,流程做細;“嚴”就是執行,主要體現在對管理制度和流程的執行與控制。即通過提升人員素質,加強內部控制,強化鏈接協作, 進而從總體上提升單位整體效益。概言之,精細化管理就是要求將管理工作做到制度化、格式化、程式化,強調執行力。精細化是一種意識、一種觀念、一種認真的態度、一種精益求精的文化。如果管理沒有達到精細化,就談不上現代化,同樣,如果說實現了管理現代化,那具體管理工作也一定是做到了規范化、精細化。
2 實施現代化與精細化建設的基本思路與目標
2.1 基本思路
堅持科學發展觀和可持續發展治水思路,樹立民生水利工作理念,以工程安全運行和效益為中心,深化水利工程管理體制改革,進一步健全工程管理良性運行機制體制,研究制定、完善工程管理標準和相關管理制度、辦法,在充分利用、整合現有工程信息的基礎上,以標準化推動管理規范化、精細化,以信息化推動管理現代化,建立健全現代水利工程管理體系, 實現傳統水利向現代水利發展的根本性轉變,為經濟社會又好又快發展提供強有力支撐和保障。
2.2 具體目標
深化水利工程管理體制改革,通過對水利工程的運行、管理進行系統化、精細化梳理, 認真開展工程基礎資料收集和整編并入庫,結合工程管理實際建立數學模擬系統,逐步實現工程規范化、精細化管理,在此基礎上,借鑒國內外先進的管理技術和管理手段,建立高效的計算機網絡、實時的水情工情信息采集系統、動態的遠程監視監控系統和實用的專家決策支持系統,利用公共通信傳輸線路,通過實時數據采集、傳輸、信息存儲管理和在線分析處理,實現對工程運行狀態的安全評估和預測預報,實時掌握工程的運行狀態,為快速、準確、科學制定工程維護管理策略提供決策支持,更好地為水利工程安全運行、科學調度服務。
3 現代化與精細化建設主要內容
在實際工作中,重點需要加強工程管理設施與監控手段建設,結合完善有關工程基礎資料、管理標準與制度,實行精細化管理,最終實現工程管理規范化、法制化、精細化、現代化。
3.1 管理體制方面
深化水管體制改革,繼續完善水利工程管理體制和運行機制,進一步實施內部改革,在人事、用工、分配制度上大膽創新,充分調動一切積極因素,積極推進維修養護隊伍市場化工作,全面提升工程管理水平。
3.2 管理制度方面
按照有關技術標準與管理規程,結合水利部《水利工程管理考核辦法》及其考核標準, 認真開展水利工程基本資料收集、整理,健全和完善工程管理標準、運行檢查表格和相關管理規章制度,建立一套完整的管理標準、管理制度體系,實行嚴格的工作考核,為實現工程“精、準、細、嚴”管理打下堅實基礎。
3.3 管理設施與手段方面
3.3.1 監視系統建設
建設工程視頻監視系統,監視工程的日常情況諸如河流流勢,大壩、閘門運行情況以及破損情況等,節省人力物力,及時發現和解決問題,提高管理水平,為防洪調度及全流域水資源的統一調度提供準確的實時依據。監視系統建設的總體要求是監視點布局合理、數量足夠,信號傳輸系統快捷、清晰,保證監視的全面性、實時性。
3.3.2 監控系統建設
結合先進的計算機網絡技術、多媒體技術、通信技術,根據工程管理的需求,建立工程監控系統,通過對各監控點的圖像、語音、數據進行處理,實施監控,并結合遠程視頻技術的應用,及時了解水利工程的運行狀況,遠程控制工程的操作(諸如閘門起閉等),實現統一操作,統一調度,體現工程管理現代化。
3.3.3 監測系統建設
完善工程監測設施,建立儀器先進、定點監測與移動監測相結合、監測點全面、傳輸及時的監測系統。對工程發生的裂縫、滲水、沉陷變形等情況及時監測,準確地傳至管理中心, 從而做出及時迅速的處理,在改變現有工程設施遠不能適應現代管理需要局面的同時,也為地方人民群眾生命財產安全提供有效保障。
3.3.4 維修養護巡檢系統建設
工程維修養護是日常管理重點工作之一, 加強維修養護工作, 實現維修養護的規范化、系統化、科學化是我們追求的目標,選擇典型堤防段試點建設維修養護巡檢系統將非常必要。結合網絡技術、地理編碼、地理信息技術、GPS、GPRS、信息安全技術以及移動通訊技術, 建立維修養護巡檢系統,實現信息實時傳輸,具備考勤、位置查詢、巡查問題上報、信息查詢及問題協調處理等,從而推動維修養護管理工作程序化、精細化。
3.3.5 安全評估系統建設
安全評估系統是“工程管理現代化”的核心要件,工程管理的數據和信息量是大量的, 各種數據都需要按一定結構有效地組織起來形成數據庫, 通過數據庫存儲及處理系統建設, 構建工程管理數字化集成平臺。
在數據庫的基礎上建立數學模型,運用數學模型對自然系統進行仿真模擬,對工程實體、水流運動等等各種自然現象進行各種尺度的實時模擬,形成一個面向具體應用的虛擬仿真系統,對工程信息進行安全評估與綜合處理,為準確揭示和把握工程在運行中遇見的問題提供技術支持。
3.3.6 運行管理系統建設
建立內容全面的決策支持庫,涵蓋諸如國家法律、法規及有關政策,歷史上處理同類問題的經驗和教訓,專家評審意見,流域規劃、區域規劃、工程規劃的布局及其具體要求,各種工程管理的模式、運行管理情況,工程管理考核情況,工程管理技術及相關管理人員技術要求等,形成方案決策的大背景,將數學模擬的各種方案結果置身于此大背景下進行優化分析,從中選擇一個可行方案。同時對數學模擬的結果進行后臺處理,使之以較強的可視化形式表現出來,為決策者研究、討論、決策提供支持。
3.3.7 建設管理系統建設
該系統對在建工程各種信息及參建單位有關信息實施網絡信息數據庫管理,主要包括工程建設緣由、規劃、設計、招標投標和工程建設質量、安全、進度以及投資管理等。
3.4 隊伍現代化建設方面
水利工程現代化及精細化管理需要高素質的水利管理人才,為確保水利事業的可持續發展,必須將水利工程管理隊伍現代化建設作為一項重要的戰略性措施來抓。著力改善人才結構,大量引進和培養復合型管理人才,加強水利技術人才的繼續教育,強化管理隊伍的技術培訓,研究管理隊伍健康、快速發展的相關政策和激勵機制,真正調動好、運用好、發揮好管理隊伍的積極性。
4 實現管理現代化與精細化的基本途徑
4.1 加強領導,提高認識
近年來,國家針對工程管理實施了系列活動,進行了水管體制改革,中央及地方財政每年下達一定的維修養護經費,工程運行管理得到了根本性保障,但是人們的“重建輕管”思想仍未從根本上扭轉,制約了水利事業的發展,究其根本原因,是對建管并重、實現水利可持續發展的思想認識不到位。因此,必須加強組織領導,提高思想認識,切實負起責任,堅持建管并重,從水利可持續發展角度出發,逐項強化和落實責任,提出管理工作實施的具體措施,并將具體責任層層分解,落實到每個環節,并及時了解工作實際,協調解決問題,督促各項工作措施的落實,從而實現水利事業的更大發展。
4.2 繼續深化水管體制改革
進一步加強配套制度建設,在人事、用工、分配制度上大膽創新,調動一切積極因素, 建立適應市場經濟發展要求的內部運行機制,圍繞保證維修養護質量、降低維修養護成本, 進一步研究日常維修養護管理程序,實行嚴格的合同管理,建立考核激勵機制,促進維修養護工作規范化、精細化。建立工程維修養護競爭機制,盡快實現水利工程維修養護專業化、市場化和社會化,并通過研究制定維修養護市場準入機制、招標投標管理辦法等制度,建立維修養護市場秩序,維護市場良性運行行為。
4.3 實施科技創新,實現新材料、新技術、新方法在管理上的運用
進行科技創新,是水利傳統管理模式向現代化管理模式轉變的必要途徑。因此,必須進行管理現代化發展規劃,積極研究、引進、推廣使用管理新技術,建立安全監視、監測系統, 實現工程運行自動化控制,增加工程管理的科技含量。通過實掌握和了解工程運行狀態, 評估工程安全狀況,切實提高管理水平和管理手段,推進工程管理現代化進程。
4.4 全面提高管理隊伍素質
人是工程管理的實施者,是管理的主體,如果沒有一大批掌握現代化管理技術的高素質管理人才,實現工程管理現代化是根本不可能的。因此,在引進高素質復合型管理人才的同時,必須加強對現有管理人員的繼續教育,加大管理技術培訓力度,實施“走出去、引進來”戰略,提高水利隊伍的政治、文化、技術等綜合素質,使管理人員的思想觀念、管理水平全面適應工程管理現代化的需要。同時研究制定激勵措施,真正涮動人才的積極性。
4.5 狠抓水利工程管理考核工作
水利工程管理考核工作作為促進工程管理的一項有力措施,必須長期堅持不懈。需按照水利部《水利工程管理考核辦法》要求,加強工程管理考核工作的領導,結合構建和諧社會目標要求,圍繞各自水利工程管理考核的目標任務,加強組織、協調、溝通、指導,形成合力,積極推動國家級水利512程管理單位建設,努力實現工程管理規范化、精細化和現代化。
4.6 繼續狠抓工程日常管理以及調度運用管理
按照工程管理要求對工程進行監督檢查,加強水庫大壩、水閘及堤防險工等主要工程設施檢查檢修,特別是汛前的的隱患排查,確保設備完好、正常運行;進一步強化水利工程運行管理責任制,嚴格執行經批準的調度運用方案,實施科學調度,確保工程安全良性運行。
關鍵詞:水利工程;現場施工;資料;整理
水利工程現場施工資料是指水利工程在前期、實施、竣工驗收等各建設階段過程中形成的,具有保存價值的文字、圖片、聲像等不同形式的歷史記錄。水利工程施工量大、周期長,因此,需要整理的資料工作量大,內容多且復雜,這就對相關工作人員提出了更高的要求。
一、水利工程現場施工資料的形成過程
水利工程的現場施工資料是在水利工程的實際施工過程中完成的,根據水利工程的實施進展,按順序進行跟蹤和記錄,與水利工程同步進行的施工資料整理過程。因此,水利工程的現場施工資料要與外業施工工程進行同步,保證每一步施工資料的完整性,在水利工程的交工驗收之前要進行裝訂成組。不能出現在施工完成之后再對施工資料進行整理的情況,保證施工資料的及時性、真實性和規范性。
水利工程施工企業要根據不同的崗位,分配不同的人員對施工過程的資料進行整理,每一個崗位由不同的人員進行負責。同時,要有專人對施工資料進行管理,將每個人收集的資料進行整理,規范成冊,管理人員要對員工進行指導、培訓和管理。對水利工程的現場施工資料整理工作是一個嚴謹、細致的工作,工作人員要態度端正、工作認真,面對繁瑣的工作內容,要做好記錄、收集和整理。從表面上看,資料員只是從事一個簡單的收集整理工作,工作難度不高,技術含量也不高。但不是水利專業的人員操作起來卻很困難,會出現資料整理不齊全,整理結果不理想的情況。因此,對水利工程的施工資料工作要格外重視。
二、高度重視資料整理工作
水利工程施工資料作為承包施工合同不可或缺的一部分,這就表明工程資料對整個工程所起到的重要作用,它是一個工程施工完后將所有的施工軌跡都印于其中的歷史記錄,它讓一個工程變得有追溯性。但在施工過程中,往往有時候將它忽視掉,輕看了它的存在。在眾多工程管理者的眼里,工程施工無非就是質量、安全、效益,只要施工過程中嚴把質量關,杜絕安全事故的發生,提高效率,最終取得效益才是硬道理,正因為這種觀念的過分追求,而遺忘了對工程資料的重視,許多施工過程都未有詳細記錄,出現資料漏缺的情況,實際發生了,但未做記錄,最終檔案資料一部分是空白頁。
三、水利施工資料的管理
施工資料的管理是工程項目現場管理的一項基本內容,工程項目部應該重視現場施工資料的管理工作,按時提供真實、準確、齊全、規范的施工資料,為工程質量評價提供依據,保證工程完工能及時驗收移交,減少施工管理成本。水利工程施工資料是水利工程檔案的重要組成部分,是施工單位在施工過程中形成并收集匯編文件或資料的統稱,是衡量工程質量的重要依據。
施工現場資料包括:1、質量保證資料:材料及中間產品合格證,檢驗報告等;2、質量檢查評定資料:工序評定表、單元與分部工程質量評定表等;3、施工技術資料:施工組織設計,施工方案及相關的技術文件等;4、施工圖紙:設計變更等。施工現場資料是工程施工過程的真實記錄,是工程質量評定的依據,也是日后工程管理運行、檢測、維護的基礎。現場施工資料的好壞,直接影響工程項目的驗收進度及質量評價,影響施工單位的經濟效益和社會效益。而現場施工資料的形成又牽涉到工程參建的各個單位和眾多崗位及環節。就施工單位而言,其外部相關單位有監理單位,設計單位,建設單位,質量監督單位,上級檔案管理部門。
四、資料的收集
資料的收集在一個水利工程施工項目中,資料的內容較為復雜,涵蓋量較廣,作為一名資料的管理者,必須了解資料的形成的程序。檔案資料形成的初級階段就是資料的收集工作,在收集資料時必須明確哪些資料是應該收集的,清楚一個水利工程施工項目資料所囊括的內容都有哪些。資料的初始收集起始于一個工程的招投標等前期資料,施工階段,終止于竣工交驗的完成。
五、建立完善管理制度
健全制度,強化管理,落實崗位責任制:企業應建立并完善工程資料管理制度,強化各部門的實施力度,并制定相應的措施,使檔案管理部門可以進行有效地監督和制約。同時,建立內部管理激勵機制,把資料管理工作目標分解細化,加以層層落實,列入年度崗位目標責任制中,既要列入分管領導的目標責任制,更要具體落實到有關人員的職責中,年終要有總結,嚴格考核獎優罰劣,真正地把崗位責任制貫穿于從建設項目立項到工程建設結束、資料管理通過驗收的全過程。
六、培養專業人才
有句俗語說,隔行如隔山,這就表明什么都要講專業,水利工程施工資料的管理也不例外。從表面看來,資料員就是收集、整理、資料歸檔,不是什么高難度的工作,沒有什么技術含量,只要具備一定的文化知識,誰都能勝任。而實際情況并非如此,好多的實例證明了,不懂水利工程專業的人員搞起資料來很費勁,而且最終的資料整理結果也很不理想,檔案資料收集不全,資料整理較為混亂,到最后企業還是要委派專業人員進行重新歸整和完善資料,這對檔案整理工作和竣工資料交驗帶來了諸多的不便。就目前的形勢看,水利工程施工資料員是比較緊缺的,特別是專業的資料員。所以,要使水利工程施工資料歸檔順利達到竣工驗收的標準,培養和聘用專業性的人員進行資料工作的管理是勢在必行的。
七、結束語
水利工程現場施工資料是對整個水利工程施工工程的整體記錄,貫穿于施工過程的每一個環節,是一個完整工程必不可少的一部分。因此,相關工作人員必須具有良好的職業素質,認真的工作態度,做好本職工作,不斷完善和創新,使水利工程現場施工資料整理這項工作更加規范化。
參考文獻:
[1]楊慧.水利工程現場施工資料的整理[J].北京農業,2013,09:222.
[2]王慧芳.淺談水利工程現場施工資料的整理[J].中國西部科技,2011,06:71+55.