探讨水利工程水毁修复措施

探讨水利工程水毁修复措施1概况连城县地处福建省西部山区,位于闽江、汀江、九龙江三江分水岒地带,海拨在300~1800m之间,是暴雨频度高、降雨时空分布不均匀的地区。

境内年平均降雨量1600~2200mm,年平均气温13.8~19.5℃,最高气温34~37℃,最低气温-2.0~-5.0℃。

连城县的主要自然灾害有洪、涝、旱、雹、台风、暴雨及山体滑坡泥石流和岩崩,而以洪涝灾害最为频繁,灾情最重。

仅2005年就连续遭受到6月22~23日暴雨洪水,第5号、第9号、第13号台风,第10号热带风暴引发的洪水袭击;2006年遭受“5?31”、“6?1”和“6?18”洪水侵袭。

全县累计就有1420处水利工程水毁,占工程总数的31.3%。

其中,渠道802处、小山塘146座、拦河坝226处、防洪堤153处、水闸31处、人畜饮水工程50处、水库附属设施12处,造成直接经济损失1.1亿元。

因此,从水毁工程的类型中寻找原因,提出针对性的处理措施和对策,以提高工程抵御自然灾害的能力,使灾害损失减少到最低限度,是十分必要的。

2水毁工程类型(1)水源工程。

包括水库、山塘、山地水利蓄水池等。

常发生坝体渗水、渗漏、管涌、滑坡、塌陷、漫溢决口、溢流设施冲毁、蓄水池墙毁坏等。

(2)渠首工程。

包括径流引水拦河坝、无坝引水进口建筑物、拦河闸、引水闸等。

常发生坝体、水闸基础淘刷、倾斜、开裂、位移、闸门扭曲、启闭机失灵,甚至塌陷、决口、拦河坝垮坝或护坦、护岸、坝身冲毁等。

(3)灌溉渠道。

常发生山体滑坡堵塞渠道或冲毁渠道,渠道滑坡、塌陷、决口、冲毁,淤积等。

(4)渠系建筑物。

渡槽、倒虹吸管、涵洞涵管、跌水、陡坡、排水闸、排沙闸等渠系建筑物常发生基础淘刷、位移、倾斜、沉陷、开裂,甚至冲毁。

(5)提水工程。

常发生泵房进水被淹,机电设备浸水损坏,电气设备被淹、绝缘下降,无法使用;泵房位移、倾斜、垮塌;上水池的池体或山体边坡塌陷、底板冲毁、管涌、出水管道损坏等。

(6)农村安全饮水工程。

常发生水池、输水和配水管道、支墩、镇墩等设施冲毁等。

3水毁原因3.1自然因素暴雨、台风和热带风暴引发的“历时短、强度大、暴涨暴落、冲击破坏力强”的洪水,以及久旱不雨之后的暴雨、汛中连续强降雨等诱发的山体滑坡和泥石流灾害,是水利工程遭受水毁的主要自然因素。

另外,位于海拨800m以上的山区水利工程,冬季遭遇霜雪天气,冻融破坏的隐患不及时消除,次年夏汛极易导致工程水毁。

3.2社会因素流域内森林植被遭人为破坏,造成水土流失,植被保水、保土能力下降,以致暴雨引发的洪水灾害及山地灾害的隐患增加。

3.3工程自身因素(1)工程设计标准偏低。

如地处连城县城郊盆地的李彭村,现状排水沟的排洪标准不到2年一遇,每年汛期因排水不畅容易发生内涝灾害。

(2)工程设计有缺陷。

如大石岩水库灌区盘山干渠全长25.4km,原设计为了考虑多灌些农田,渠底坡降放得较缓,仅1/2000~1/4000,且全是土渠,造成运行过程中出现输水流速偏慢(约0.30m/s),小于不淤流速,致使渠道淤积十分严重。

(3)工程施工质量差。

如揭乐乡丘坑水库溢洪道设计的侧墙砌石砂浆不饱满,2006年6月1日溢洪道泄洪时,由于侧墙渗水造成溢洪道侧墙及其末端溢洪道底部山体滑坡塌陷,消力池也被冲毁。

又如林坊乡的一座山塘因为坝肩与山坡结合部处理不好,溢洪道又设在左端坝身上,因溢洪道泄洪时产生渗流破坏而导致决口而水毁。

(4)工程设施不配套。

曲溪、赖源、莒溪等乡镇地处丘陵山区的盘山渠道缺少防洪、避洪措施极易被山洪泥浆淤积或冲毁。

(5)工程自身老化,抗灾能力下降。

多数工程修建于20世纪五六十年代,个别工程修建于清朝,由于建设年代早,缺乏维护经费,维修管养跟不上,工程自然老化加剧,以致带病运行,功能和效益下降,经不起大洪水的考验而致毁。

3.4工程管理因素有些工程管理不善,责任不落实,管理人员没有及时掌握雨情、水情和工情,疏忽工程检查。

暴雨洪水来临前,对水利工程未及时采取避洪措施,如暴雨前对渠首工程未及时关闭进水闸,渠道上未及时拉开排水闸,导致过量的洪水涌入渠道,造成渠道大量泥沙淤积、渠道冲毁、渠水漫溢决堤的后果。

4修复和重建的措施发生水毁后,修复水毁水利工程领导小组要迅速展开工作,研究制定修复方案和筹资办法,按照兴利除害结合、开源节流并重、防洪抗旱并举及先生活后生产、先重点后一般的原则,对严重危及人民生命财产安全、影响群众饮水安全、严重影响夏收夏种的水毁工程先行抢修。

措施如下。

4.1工程措施(1)水源工程修复要充分考虑工程质量安全。

水库、山塘的挡水、溢流和输水设施的修复方案,一要防止坝体滑坡、塌陷、漫溢决口;二要满足溢流设施防洪标准和防冲、消能的要求;三要防止输水涵洞等输水设施及拦河挡水坝体漏水,确保建筑物的安全。

(2)渠首工程的修复要完善抗冲、防淤等设施。

对径流引水拦河坝、无坝引水进口建筑物、拦河闸、引水闸等修复方案要充分考虑防止基础淘刷、倾斜、开裂、位移,防止垮坝,提高闸门的刚度和强度,改善或更换启闭设施,增设进口拦污、排沙设施等工程措施,以防渠首受到淤堵,影响渠道引水。

(3)渠道工程的修复重建要充分考虑防洪设施的完善和配套。

山区盘山渠道,沿途山坡地表坡降陡,暴雨汇流时间短,山洪破坏性大,因渠道断面未衬砌牢固,又缺乏避洪设施,极容易发生水毁。

其修复、重建对策如下:1)盘山渠道除制定修复方案外,要根据现场检查情况,分析研究是否要增设避洪措施,如开挖避洪沟(即俗称“天沟”)和新建排洪渡槽或渠下涵等,以防止山体滑坡和洪水直接涌入渠道造成渠堤溃决、滑坡和渠堤水毁。

2)可在渠道适当位置增设排洪排沙闸,也可在地质条件好的地方增建渠堤上的溢流堰,以减少水毁事故发生。

3)填方渠道下方的排水涵洞,修复方案要充分考虑汇流面积和洪水标准,保证冲沟、山涧排水通畅,防止涵洞过洪能力不足,导致洞口上方壅水,造成渠堤渗透破坏、塌方或溃口。

(4)渠系建筑物的修复重建方案要满足强度、刚度和稳定性要求,考虑因素如下:1)渠系建筑物要满足防洪要求。

如横跨溪沟的渡槽和农桥,在确定方案的结构型式时,其跨下泄洪断面应满足过洪要求;在渡槽进口前端除考虑拦污、沉沙和排淤外,还要在合适的地方增设溢流堰,限制渡槽输水水位。

2)渠系建筑物要消除受“冲、淤、堵、塞”等水毁的不利因素。

如涵闸、隧洞、涵洞、渡槽、倒虹吸管等建筑物进出口要设置适当型式和足够长度的渐变段,渡槽还要考虑进口抬高值和出口降低值,以保证水流平顺、通畅;消能建筑物型应选择适合当地水流消能条件的消能形式。

3)渠系建筑物要切实提高抵御水毁的能力。

如,经运行观察虽然有避洪设施,但仍然多次发生滑坡的深挖方渠道,可将深挖方渠道改用浆砌石拱涵的型式,以消除滑坡隐患。

又如,受山洪毁坏的高填方渠道,修复方案可考虑采用渡槽或倒虹吸管代替。

(5)提水工程要有避洪设施及措施。

电灌站、泵站的泵房地处溪河旁,设计时除了考虑泵房内水泵、电机的安装高度要满足要求以外,还要满足防洪要求,如建泵房的防洪墙、筑变压器台,使之避开大洪水的影响;地下水机井泵房周边要设排洪沟或挡洪墙,防止洪水侵害。

(6)农村安全饮水工程的防止水毁措施。

农村安全饮水工程的水池、输水和配水管道、支墩、镇墩等设施水毁修复,应考虑管道埋深是否在冻土层以下,防止洪水冲刷处、支墩和镇墩应考虑基础地质要求,镇墩设在管道转弯处,支墩间隔合理布置。

水池基础应考虑是否落在坚实而承载力满足要求的基础上,水池结构计算安全度也要充分考虑。

(7)山区水利工程要防止冻融破坏。

位于山区寒冷地带的灌溉排水建筑物要防止冬季发生冻融破坏,其建筑物的基础务必满足两个条件:一是基础底面落在当地平均冻土层以下1.0~1.5m;二是基础和地基的承载力要在允许范围内。

工程一旦发生冻融破坏,要及时将冻融破坏部分的土料置换成砂或高含砂量率的土壤并夯实,以及用混凝土或浆砌石回填等办法进行除险加固,防止存在冻融隐患的建筑物次年夏汛时被暴雨洪水冲毁。

4.2非工程措施(1)灾后各级领导要高度重视,首先要迅速组织工程技术人员深入现场勘察,分析研究造成水利工程设施水毁的根本原因。

再在此基础上,有针对性地提出修复或重建的总体实施方案。

(2)连城水灾类型多、灾情重、水毁工程数量大,要根据水毁程度和影响的效益以及修复难易程度等情况,采取轻重缓急统筹安排、分期分步骤实施的办法,将与恢复生产关系密切的工程放在首位。

有些损毁严重、投资大、修复时间紧、一时来不及修建的工程,可采用临时措施先抢修,使之能在确保度汛安全的前提下维持排水或灌溉的基本功能,待汛末或冬春农田水利基本建设的有利时机,再采取切实可行的永久性工程措施修复,以提高工程抵御洪水灾害的能力。

(3)水利工程修复重建方案要服从流域、区域水资源开发利用及防洪规划的统一要求。

长期达不到设计规模的水利工程,要重新进行水资源量的供需平衡分析,合理调整设计规模,或采取节水灌溉工程措施,以谋求水量供需平衡,实现工程设计效益。

(4)在莲峰、隔川、北团、揭乐、文亨、林坊、庙前、姑田镇等乡(镇)缺水地区的灌溉工程修复重建,要按照节水灌溉的要求重新确定设计标准和规模,逐步建成标准高、抗灾能力强的节水型灌区。

(5)数量较多的田间农渠、毛渠,及田间小型建筑物,应尽量积极推广和采用先进实用新技术、新材料、新工艺,采用定型设计和装配式结构,提高水利工程的施工工艺等技术水平,如在田间可推广铺设预制的混凝土U形或D形槽;渠道上设置的排水、排沙闸的闸门,可统一使用预制的钢筋混凝土或钢、木闸门等。

(6)水利工程水毁修复,要与灌区续建配套与节水改造相结合。

有条件的地方应增设量水测水设施,为灌区科学灌溉、合理计量管理创造条件。

(7)重点水利工程水毁修复重建要实行“五制”,即项目业主负责制、招标投标制、建设监理制、合同管理制、竣工验收制,以确保工程质量。

(8)修复重建完的水利工程,要建立管护机制,如组建灌区管委会或灌区水管协会及用水合作组织和农民参与管理等机构,以加强水利工程设施管护。

同时要贯彻“水利产业政策”的有关规定,加快灌溉排水水费改革,提高水费计收到位率,实现“以水养水”。

还可采取“股、卖、包、租”等形式,搞活经营管理,实现工程良性循环运行,发挥可持续效益。

5结语当水利工程设施发生水毁时,首先要深入现场勘察水毁状况,分析水毁原因,研究制定既能彻底消除隐患又能适应当地自然环境且坚固、耐久的修复重建方案,避免工程重复受灾;同时要落实工程建后的管护机制,强化工程运行管理,确保工程发挥可持续效益。