水利灌排工程防洪減災(zāi)措施

水利灌排工程防洪減災(zāi)措施

1灌排工程建設(shè)現(xiàn)狀連城縣位于福建省西部山區(qū)。該河流屬于福建省的三大水系：岷江、汀江和九龍河。水資源豐富，河流兩岸相交，從中部和東部的山脈向周來水平，形成一條蜿蜒的水脈和豐富的河流系統(tǒng)。全縣流域面積200km2以上的河流有6條,50~200km2的河流有24條。新中國成立以來,連城縣灌排工程建設(shè)取得巨大成就。據(jù)2012年統(tǒng)計(jì),連城縣共擁有灌排工程3678處,其中:中型水庫1座、小型水庫27座,總庫容4953.39萬m3,配套機(jī)井19眼,灌溉抽水站62處,其余灌溉工程3219處,排水工程350處。這些灌排工程在抵御水旱災(zāi)害、保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面發(fā)揮了巨大的作用,取得了顯著成效。2水毀災(zāi)害發(fā)生情況(1)水災(zāi)頻繁,災(zāi)情重。據(jù)縣志史料記載,自1133年置縣至2012年的879年里,連城縣共發(fā)生大水災(zāi)63次,一般洪水平均2年左右發(fā)生一次。1928年6月12日發(fā)生300年一遇的特大洪水。2006年“6.18”洪水中,全縣累計(jì)1420處灌排工程水毀,占工程總數(shù)的31.3%,其中渠道水毀802處、排水溝水毀125處、小山塘水毀146座、引水?dāng)r河壩水毀226處,造成直接經(jīng)濟(jì)損失1.1億元。(2)水毀時間相對集中。主要水毀災(zāi)害發(fā)生在主汛期4~6月的暴雨期間,后汛期臺風(fēng)雨造成的水毀災(zāi)害一般發(fā)生在7~9月期間。(3)水毀形式多樣、點(diǎn)多面廣、分散。如水庫、山塘常發(fā)生壩體滲流、管涌、滑坡、塌陷、漫溢決口、涵洞滲漏、溢流設(shè)施沖毀等;引水?dāng)r河壩、閘和進(jìn)水口建筑物常發(fā)生基礎(chǔ)淘刷、傾斜開裂、位移、閘門扭曲、啟閉機(jī)失靈等現(xiàn)象,嚴(yán)重的甚至塌陷、決口或攔河壩垮壩;灌溉渠道常發(fā)生山體滑坡堵塞渠道,渠道塌陷、決口、沖毀、淤積等;渡槽、倒虹吸管等渠系建筑物常發(fā)生基礎(chǔ)淘刷、位移、傾斜、沉陷甚至沖毀;提水工程的泵房常發(fā)生進(jìn)水浸淹,機(jī)電、電氣設(shè)備泡水被淹、絕緣下降,上水池的池體或山體邊坡塌陷等;排水溝渠產(chǎn)生邊坡塌陷、溝底淤積影響排泄洪水等。3灌排工程建筑物分析認(rèn)為,造成連城縣灌排工程水毀的原因主要如下:一是臺風(fēng)、暴雨或連續(xù)降雨導(dǎo)致山洪暴發(fā),沖毀抵御災(zāi)害能力弱的灌排工程建筑物;強(qiáng)降雨形成澇災(zāi),排水工程標(biāo)準(zhǔn)不足,排水過程產(chǎn)生邊坡溜塌方和溝底淤積。二是連城縣為丘陵地貌,盤山灌溉渠道多,遭暴雨或臺風(fēng)雨襲擊,易發(fā)生山體滑坡、山洪水毀破壞。三是由于強(qiáng)滲透性的砂壤土地質(zhì)區(qū)域多,灌排渠道和建筑物滲漏、漫溢時易造成渠堤溜塌、潰決等。4連城縣的灌溉4.1完善壩體排水系統(tǒng)連城縣早期大量興建小型水庫或山塘土壩,壩身主要安全隱患是白蟻和漫頂風(fēng)險。白蟻隱患易導(dǎo)致庫水位高時產(chǎn)生管涌而水毀,可采取定期施藥滅蟻、壩體防滲灌漿、背坡除草后干砌石反濾護(hù)坡、預(yù)制混凝土塊貼坡、完善背水坡排水系統(tǒng)等綜合措施,破壞白蟻需“水、草”的生存環(huán)境,消除安全隱患。為防止水庫、山塘漫頂水毀,可采取壩體加高培厚提高防洪標(biāo)準(zhǔn)或降低、拓寬溢洪道等綜合整治措施。4.2壩體結(jié)構(gòu)及壩體修復(fù)劇烈的山洪暴發(fā)易引起引水?dāng)r河壩的護(hù)坦沖毀、壩身塌陷、壩肩護(hù)岸倒塌等水毀現(xiàn)象,一般采用漿砌石或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)壩體,并結(jié)合修建排砂閘,解決攔河壩身安全、穩(wěn)定、防沖和壩前防淤等問題。修復(fù)無壩引水進(jìn)口建筑物毀壞時,要重新分析論證進(jìn)水口的位置和方向是否適宜,基礎(chǔ)處理的防沖、防淤方案是否得當(dāng)。4.3渠坡水毀加固歷年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)均表明,渠溝工程水毀是連城縣水利灌排工程水毀的主要組成部分,應(yīng)重點(diǎn)分析其修復(fù)處理措施。(1)盤山渠道山體邊坡滑坡處理。一是采用“排水導(dǎo)滲”措施,即排去地表水,疏導(dǎo)地下水,如在滑坡體區(qū)域以外修筑環(huán)形排水明溝和截水盲溝,排除地表水和減少地下水入滲滑坡體內(nèi),如圖1所示;回填夯實(shí)滑坡體上的各種裂縫,利用滑坡范圍內(nèi)的自然排水溝或新筑的排水溝將地表水排到滑坡體外,滑坡體內(nèi)地下排水可考慮坡面砌筑導(dǎo)滲溝或干砌石護(hù)坡(底層設(shè)反濾層)等措施。二是采用削緩山體邊坡、加固坡腳措施處理。三是采用削坡減壓與修筑擋墻相結(jié)合的措施處理。(2)深挖方渠段滑坡處理。深挖方渠段暴雨季節(jié)時常發(fā)生滑坡,防治和修復(fù)處理一般可考慮采用“深埋拱涵,防治溜方”的方案。文亨鎮(zhèn)大石巖水庫干渠樁號11+500~11+850深挖方渠段,由于地質(zhì)條件差,每年汛期暴雨期間,多發(fā)生渠道兩側(cè)邊坡小溜塌方,造成渠道淤塞堵水。1997年“6.1”暴雨釀成邊坡滑坡毀壞渠道,災(zāi)后采用漿砌石拱涵處理該深挖方渠段,巧用拱涵外側(cè)的松散土方防治高邊坡易溜方段的地災(zāi)破壞,見圖2。工程竣工至今,渠涵上方溜方多次,涵洞頂已被填土覆蓋,但不影響灌溉通水,效果良好。(3)沖溝地段的渠溝水毀處理。渠溝經(jīng)過山坡匯流溝或沖溝處常遭水毀損壞,修復(fù)方案應(yīng)考慮修建渠溝與匯流溝或沖溝的交叉建筑物,如采用漿砌石或混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)渠道,在渠堤頂新建鋼筋混凝土渡槽或在渠底下方砌筑涵洞(管)等,排除匯流溝或沖溝渲泄的山洪或泥石流。(4)強(qiáng)滲透性的砂壤土地段渠溝水毀處理。連城縣強(qiáng)滲透性的砂壤土地段渠溝由于基礎(chǔ)易受水流淘刷沖蝕,在澇水作用下常發(fā)生塌坡。水毀修復(fù)措施一般可考慮加強(qiáng)襯砌和排水措施:一是選定穩(wěn)定邊坡系數(shù)和不淤不沖蝕的溝底坡降,修整現(xiàn)有的渠道和排水溝;二是采用干砌塊石護(hù)坡等措施加固渠溝邊坡,采用復(fù)式斷面砌體結(jié)構(gòu)護(hù)坡加固溝道較深和土質(zhì)松散的渠溝;三是采用截流溝、截流堤或溝邊道路減少或防止地面徑流入溝,防止地面徑流的沖蝕。4.4進(jìn)出口與渠道斷面間的過渡涵閘、隧洞、涵洞、渡槽、倒虹吸管等渠系建筑物受“沖、淤、堵、塞”等水毀后,修復(fù)方案要考慮在這些建筑的進(jìn)出口與渠道斷面間設(shè)置適當(dāng)形式和足夠長度的漸變段過渡。如:渡槽要考慮進(jìn)口抬高值和出口降低值,以保證水流平順、通暢;消能建筑物應(yīng)選擇適合當(dāng)?shù)厮飨軛l件的消能工程,如消力池、跌水,陡坡修復(fù)方案要消除水毀的不利因素,采用最適合當(dāng)?shù)氐匦?、地質(zhì)和消能的形式結(jié)構(gòu),使水能得到充分消耗,以避免重復(fù)水毀。5水毀工程的深層原因分析灌排工程由于防洪標(biāo)準(zhǔn)不高且形式多樣、點(diǎn)多面廣、分散,水毀修復(fù)必然是個長期甚至有所反復(fù)的過程。如果只是單純修復(fù)水毀工程,卻沒有分析水毀的深層次原因,則會陷入“頭痛醫(yī)頭,腳痛治腳”,甚至屢治屢壞的困境。為達(dá)到長效治理目的,需要深入探析灌排工程水毀修復(fù)的宗旨理念,尋求從源頭上消除水毀因素。結(jié)合灌排工程的水毀修復(fù),探索新型水利工程技術(shù)和先進(jìn)管理方法,推動傳統(tǒng)水利事業(yè)更新?lián)Q代。5.1渠首設(shè)置閘段(1)避開溜塌段、截彎取直。林坊鄉(xiāng)五寨干渠經(jīng)過盧屋山牛角彎渠堤邊坡頻繁溜塌隱患段長達(dá)300m。為避其害,1990年對其進(jìn)行截彎取直,打通110m隧洞,與原渠道前后平順銜接。至今該渠段運(yùn)行狀況良好,被棄渠段也形成自然山坡。(2)渠道水毀修復(fù)要與完善配套設(shè)施相結(jié)合。如修建沉沙池、排砂閘、排洪閘,并配套閘門和啟閉機(jī),便于運(yùn)行調(diào)度;又如在地質(zhì)條件良好的渠段增設(shè)渠堤上的溢流堰,以限制渠道水位,減少水毀事故發(fā)生。羅坊鄉(xiāng)橋下陂于1987年10月進(jìn)行水毀修復(fù)時,在陂壩右岸進(jìn)水口設(shè)控制閘,閘后設(shè)排水排砂閘,在渠首及樁號1+300處設(shè)置溢流堰,將平時及暴雨洪水期間的渠道水位限制在正常水位以下。工程運(yùn)行至今,全長2.1km的渠道淤積少,渠水不溢堤?？梢娫瓉碇恍迯?fù)渠道、清理淤積的治表方法不如采用渠首設(shè)閘、渠道設(shè)堰的方法根治效果好。(3)整體考慮,洪澇兼治。李屋村望村洋山坑冷、爛、銹水田300畝。原排水溝是土質(zhì)渠,排水?dāng)嗝娌蛔?標(biāo)準(zhǔn)偏低,每年汛期排水不暢,邊坡溜塌、溝底淤積,澇災(zāi)嚴(yán)重。1994年對該片農(nóng)田的排水溝進(jìn)行整治,拓寬加深,溝底分段間隔鋪砌干砌石和漿砌石,側(cè)墻斷面采用下部干砌塊石上部漿砌塊石壓頂,側(cè)墻與農(nóng)田泥土之間鋪設(shè)沙子和碎石反濾層,底部可排水的明溝方案既可排地表的暴雨洪水,又可排地下淤積澇水。300畝山坑田土壤得到改良,水稻平均畝產(chǎn)從整治前的275kg提高到350kg,治理見成效。5.2做好毀修復(fù)方案連城縣蓮峰、林坊、隔川、文亨、北團(tuán)等鄉(xiāng)(鎮(zhèn))是缺水主要地區(qū),灌溉工程水毀修復(fù)方案與節(jié)水灌溉措施緊密結(jié)合。如渠道過水?dāng)嗝娌捎没炷粱驖{砌石等防滲措施,以減少滲漏損失和防止因滲漏引起的水毀隱患。在條件具備的灌區(qū)積極推廣管灌、噴灌和微灌等節(jié)水灌溉措施,替換地面渠道灌溉模式,達(dá)到避災(zāi)和節(jié)水保灌的雙重效果。5.3灌排工程管理水毀工程修復(fù)后,要因地制宜組建灌區(qū)水管協(xié)會、用水服務(wù)組織、村級水利管理協(xié)會等機(jī)構(gòu),直接