水利工程水毀修復措施的探討

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1概況

連城縣地處福建省西部山區，位于閩江、汀江、九龍江三江分水岒地帶，海撥在300～1800m之間，是暴雨頻度高、降雨時空分布不均勻的地區。境內年平均降雨量1600～2200mm，年平均氣溫13.8～19.5℃，最高氣溫34～37℃，最低氣溫－2.0～－5.0℃。連城縣的主要自然災害有洪、澇、旱、雹、臺風、暴雨及山體滑坡泥石流和巖崩，而以洪澇災害最為頻繁，災情最重。僅2005年就連續遭受到6月22～23日暴雨洪水，第5號、第9號、第13號臺風，第10號熱帶風暴引發的洪水襲擊;2006年遭受“5•31”、“6•1”和“6•18”洪水侵襲。全縣累計就有1420處水利工程水毀，占工程總數的31.3%。其中，渠道802處、小山塘146座、攔河壩226處、防洪堤153處、水閘31處、人畜飲水工程50處、水庫附屬設施12處，造成直接經濟損失1.1億元。因此，從水毀工程的類型中尋找原因，提出針對性的處理措施和對策，以提高工程抵御自然災害的能力，使災害損失減少到最低限度，是十分必要的。

2水毀工程類型

(1)水源工程。包括水庫、山塘、山地水利蓄水池等。常發生壩體滲水、滲漏、管涌、滑坡、塌陷、漫溢決口、溢流設施沖毀、蓄水池墻毀壞等。(2)渠首工程。包括徑流引水攔河壩、無壩引水進口建筑物、攔河閘、引水閘等。常發生壩體、水閘基礎淘刷、傾斜、開裂、位移、閘門扭曲、啟閉機失靈，甚至塌陷、決口、攔河壩垮壩或護坦、護岸、壩身沖毀等。(3)灌溉渠道。常發生山體滑坡堵塞渠道或沖毀渠道，渠道滑坡、塌陷、決口、沖毀，淤積等。(4)渠系建筑物。渡槽、倒虹吸管、涵洞涵管、跌水、陡坡、排水閘、排沙閘等渠系建筑物常發生基礎淘刷、位移、傾斜、沉陷、開裂，甚至沖毀。(5)提水工程。常發生泵房進水被淹，機電設備浸水損壞，電氣設備被淹、絕緣下降，無法使用;泵房位移、傾斜、垮塌;上水池的池體或山體邊坡塌陷、底板沖毀、管涌、出水管道損壞等。(6)農村安全飲水工程。常發生水池、輸水和配水管道、支墩、鎮墩等設施沖毀等。

3水毀原因

3.1自然因素

暴雨、臺風和熱帶風暴引發的“歷時短、強度大、暴漲暴落、沖擊破壞力強”的洪水，以及久旱不雨之后的暴雨、汛中連續強降雨等誘發的山體滑坡和泥石流災害，是水利工程遭受水毀的主要自然因素。另外，位于海撥800m以上的山區水利工程，冬季遭遇霜雪天氣，凍融破壞的隱患不及時消除，次年夏汛極易導致工程水毀。

3.2社會因素

流域內森林植被遭人為破壞，造成水土流失，植被保水、保土能力下降，以致暴雨引發的洪水災害及山地災害的隱患增加。

3.3工程自身因素

(1)工程設計標準偏低。如地處連城縣城郊盆地的李彭村，現狀排水溝的排洪標準不到2年一遇，每年汛期因排水不暢容易發生內澇災害。(2)工程設計有缺陷。如大石巖水庫灌區盤山干渠全長25.4km，原設計為了考慮多灌些農田，渠底坡降放得較緩，僅1/2000～1/4000，且全是土渠，造成運行過程中出現輸水流速偏慢(約0.30m/s)，小于不淤流速，致使渠道淤積十分嚴重。(3)工程施工質量差。如揭樂鄉丘坑水庫溢洪道設計的側墻砌石砂漿不飽滿，2006年6月1日溢洪道泄洪時，由于側墻滲水造成溢洪道側墻及其末端溢洪道底部山體滑坡塌陷，消力池也被沖毀。又如林坊鄉的一座山塘因為壩肩與山坡結合部處理不好，溢洪道又設在左端壩身上，因溢洪道泄洪時產生滲流破壞而導致決口而水毀。(4)工程設施不配套。曲溪、賴源、莒溪等鄉鎮地處丘陵山區的盤山渠道缺少防洪、避洪措施極易被山洪泥漿淤積或沖毀。(5)工程自身老化，抗災能力下降。多數工程修建于20世紀五六十年代，個別工程修建于清朝，由于建設年代早，缺乏維護經費，維修管養跟不上，工程自然老化加劇，以致帶病運行，功能和效益下降，經不起大洪水的考驗而致毀。

3.4工程管理因素

有些工程管理不善，責任不落實，管理人員沒有及時掌握雨情、水情和工情，疏忽工程檢查。暴雨洪水來臨前，對水利工程未及時采取避洪措施，如暴雨前對渠首工程未及時關閉進水閘，渠道上未及時拉開排水閘，導致過量的洪水涌入渠道，造成渠道大量泥沙淤積、渠道沖毀、渠水漫溢決堤的后果。

4修復和重建的措施

發生水毀后，修復水毀水利工程領導小組要迅速展開工作，研究制定修復方案和籌資辦法，按照興利除害結合、開源節流并重、防洪抗旱并舉及先生活后生產、先重點后一般的原則，對嚴重危及人民生命財產安全、影響群眾飲水安全、嚴重影響夏收夏種的水毀工程先行搶修。措施如下。

4.1工程措施

(1)水源工程修復要充分考慮工程質量安全。水庫、山塘的擋水、溢流和輸水設施的修復方案，一要防止壩體滑坡、塌陷、漫溢決口;二要滿足溢流設施防洪標準和防沖、消能的要求;三要防止輸水涵洞等輸水設施及攔河擋水壩體漏水，確保建筑物的安全。(2)渠首工程的修復要完善抗沖、防淤等設施。對徑流引水攔河壩、無壩引水進口建筑物、攔河閘、引水閘等修復方案要充分考慮防止基礎淘刷、傾斜、開裂、位移，防止垮壩，提高閘門的剛度和強度，改善或更換啟閉設施，增設進口攔污、排沙設施等工程措施，以防渠首受到淤堵，影響渠道引水。(3)渠道工程的修復重建要充分考慮防洪設施的完善和配套。山區盤山渠道，沿途山坡地表坡降陡，暴雨匯流時間短，山洪破壞性大，因渠道斷面未襯砌牢固，又缺乏避洪設施，極容易發生水毀。其修復、重建對策如下:1)盤山渠道除制定修復方案外，要根據現場檢查情況，分析研究是否要增設避洪措施，如開挖避洪溝(即俗稱“天溝”)和新建排洪渡槽或渠下涵等，以防止山體滑坡和洪水直接涌入渠道造成渠堤潰決、滑坡和渠堤水毀。2)可在渠道適當位置增設排洪排沙閘，也可在地質條件好的地方增建渠堤上的溢流堰，以減少水毀事故發生。3)填方渠道下方的排水涵洞，修復方案要充分考慮匯流面積和洪水標準，保證沖溝、山澗排水通暢，防止涵洞過洪能力不足，導致洞口上方壅水，造成渠堤滲透破壞、塌方或潰口。(4)渠系建筑物的修復重建方案要滿足強度、剛度和穩定性要求，考慮因素如下:1)渠系建筑物要滿足防洪要求。如橫跨溪溝的渡槽和農橋，在確定方案的結構型式時，其跨下泄洪斷面應滿足過洪要求;在渡槽進口前端除考慮攔污、沉沙和排淤外，還要在合適的地方增設溢流堰，限制渡槽輸水水位。2)渠系建筑物要消除受“沖、淤、堵、塞”等水毀的不利因素。如涵閘、隧洞、涵洞、渡槽、倒虹吸管等建筑物進出口要設置適當型式和足夠長度的漸變段，渡槽還要考慮進口抬高值和出口降低值，以保證水流平順、通暢;消能建筑物型應選擇適合當地水流消能條件的消能形式。3)渠系建筑物要切實提高抵御水毀的能力。如，經運行觀察雖然有避洪設施，但仍然多次發生滑坡的深挖方渠道，可將深挖方渠道改用漿砌石拱涵的型式，以消除滑坡隱患。又如，受山洪毀壞的高填方渠道，修復方案可考慮采用渡槽或倒虹吸管代替。(5)提水工程要有避洪設施及措施。電灌站、泵站的泵房地處溪河旁，設計時除了考慮泵房內水泵、電機的安裝高度要滿足要求以外，還要滿足防洪要求，如建泵房的防洪墻、筑變壓器臺，使之避開大洪水的影響;地下水機井泵房周邊要設排洪溝或擋洪墻，防止洪水侵害。(6)農村安全飲水工程的防止水毀措施。農村安全飲水工程的水池、輸水和配水管道、支墩、鎮墩等設施水毀修復，應考慮管道埋深是否在凍土層以下，防止洪水沖刷處、支墩和鎮墩應考慮基礎地質要求，鎮墩設在管道轉彎處，支墩間隔合理布置。水池基礎應考慮是否落在堅實而承載力滿足要求的基礎上，水池結構計算安全度也要充分考慮。(7)山區水利工程要防止凍融破壞。位于山區寒冷地帶的灌溉排水建筑物要防止冬季發生凍融破壞，其建筑物的基礎務必滿足兩個條件:一是基礎底面落在當地平均凍土層以下1.0～1.5m;二是基礎和地基的承載力要在允許范圍內。工程一旦發生凍融破壞，要及時將凍融破壞部分的土料置換成砂或高含砂量率的土壤并夯實，以及用混凝土或漿砌石回填等辦法進行除險加固，防止存在凍融隱患的建筑物次年夏汛時被暴雨洪水沖毀。

4.2非工程措施

(1)災后各級領導要高度重視，首先要迅速組織工程技術人員深入現場勘察，分析研究造成水利工程設施水毀的根本原因。再在此基礎上，有針對性地提出修復或重建的總體實施方案。(2)連城水災類型多、災情重、水毀工程數量大，要根據水毀程度和影響的效益以及修復難易程度等情況，采取輕重緩急統籌安排、分期分步驟實施的辦法，將與恢復生產關系密切的工程放在首位。有些損毀嚴重、投資大、修復時間緊、一時來不及修建的工程，可采用臨時措施先搶修，使之能在確保度汛安全的前提下維持排水或灌溉的基本功能，待汛末或冬春農田水利基本建設的有利時機，再采取切實可行的永久性工程措施修復，以提高工程抵御洪水災害的能力。(3)水利工程修復重建方案要服從流域、區域水資源開發利用及防洪規劃的統一要求。長期達不到設計規模的水利工程，要重新進行水資源量的供需平衡分析，合理調整設計規模，或采取節水灌溉工程措施，以謀求水量供需平衡，實現工程設計效益。(4)在蓮峰、隔川、北團、揭樂、文亨、林坊、廟前、姑田鎮等鄉(鎮)缺水地區的灌溉工程修復重建，要按照節水灌溉的要求重新確定設計標準和規模，逐步建成標準高、抗災能力強的節水型灌區。(5)數量較多的田間農渠、毛渠，及田間小型建筑物，應盡量積極推廣和采用先進實用新技術、新材料、新工藝，采用定型設計和裝配式結構，提高水利工程的施工工藝等技術水平，如在田間可推廣鋪設預制的混凝土U形或D形槽;渠道上設置的排水、排沙閘的閘門，可統一使用預制的鋼筋混凝土或鋼、木閘門等。(6)水利工程水毀修復，要與灌區續建配套與節水改造相結合。有條件的地方應增設量水測水設施，為灌區科學灌溉、合理計量管理創造條件。(7)重點水利工程水毀修復重建要實行“五制”，即項目業主負責制、招標投標制、建設監理制、合同管理制、竣工驗收制，以確保工程質量。(8)修復重建完的水利工程，要建立管護機制，如組建灌區管委會或灌區水管協會及用水合作組織和農民參與管理等機構，以加強水利工程設施管護。同時要貫徹“水利產業政策”的有關規定，加快灌溉排水水費改革，提高水費計收到位率，實現“以水養水”。還可采取“股、賣、包、租”等形式，搞活經營管理，實現工程良性循環運行，發揮可持續效益。

5結語

當水利工程設施發生水毀時，首先要深入現場勘察水毀狀況，分析水毀原因，研究制定既能徹底消除隱患又能適應當地自然環境且堅固、耐久的修復重建方案，避免工程重復受災;同時要落實工程建后的管護機制，強化工程運行管理，確保工程發揮可持續效益。

本文作者:張達斌工作單位:福建省連城縣水利局