連城縣水利工程水毀修復(fù)措施的探討

張達(dá)斌

(福建省連城縣水利局，福建 連城 366200)

1 概 況

連城縣地處福建省西部山區(qū)，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(qū)。境內(nèi)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(zāi)害有洪、澇、旱、雹、臺風(fēng)、暴雨及山體滑坡泥石流和巖崩，而以洪澇災(zāi)害最為頻繁，災(zāi)情最重。僅2005 年就連續(xù)遭受到6 月22 ～23 日暴雨洪水，第5 號、第9 號、第13 號臺風(fēng)，第10 號熱帶風(fēng)暴引發(fā)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(shù)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(shè)施12 處，造成直接經(jīng)濟(jì)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(zāi)害的能力，使災(zāi)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(fā)生壩體滲水、滲漏、管涌、滑坡、塌陷、漫溢決口、溢流設(shè)施沖毀、蓄水池墻毀壞等。

(2)渠首工程。包括徑流引水?dāng)r河壩、無壩引水進(jìn)口建筑物、攔河閘、引水閘等。常發(fā)生壩體、水閘基礎(chǔ)淘刷、傾斜、開裂、位移、閘門扭曲、啟閉機(jī)失靈，甚至塌陷、決口、攔河壩垮壩或護(hù)坦、護(hù)岸、壩身沖毀等。

(3)灌溉渠道。常發(fā)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(fā)生基礎(chǔ)淘刷、位移、傾斜、沉陷、開裂，甚至沖毀。

(5)提水工程。常發(fā)生泵房進(jìn)水被淹，機(jī)電設(shè)備浸水損壞，電氣設(shè)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(nóng)村安全飲水工程。常發(fā)生水池、輸水和配水管道、支墩、鎮(zhèn)墩等設(shè)施沖毀等。

3 水毀原因

3.1 自然因素

暴雨、臺風(fēng)和熱帶風(fēng)暴引發(fā)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(xù)強降雨等誘發(fā)的山體滑坡和泥石流災(zāi)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(qū)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(dǎo)致工程水毀。

3.2 社會因素

流域內(nèi)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(fā)的洪水災(zāi)害及山地災(zāi)害的隱患增加。

3.3 工程自身因素

(1)工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低。如地處連城縣城郊盆地的李彭村，現(xiàn)狀排水溝的排洪標(biāo)準(zhǔn)不到2 年一遇，每年汛期因排水不暢容易發(fā)生內(nèi)澇災(zāi)害。

(2)工程設(shè)計有缺陷。如大石巖水庫灌區(qū)盤山干渠全長25.4km，原設(shè)計為了考慮多灌些農(nóng)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(xiàn)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(yán)重。

(3)工程施工質(zhì)量差。如揭樂鄉(xiāng)丘坑水庫溢洪道設(shè)計的側(cè)墻砌石砂漿不飽滿，2006 年6 月1 日溢洪道泄洪時，由于側(cè)墻滲水造成溢洪道側(cè)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(xiāng)的一座山塘因為壩肩與山坡結(jié)合部處理不好，溢洪道又設(shè)在左端壩身上，因溢洪道泄洪時產(chǎn)生滲流破壞而導(dǎo)致決口而水毀。

(4)工程設(shè)施不配套。曲溪、賴源、莒溪等鄉(xiāng)鎮(zhèn)地處丘陵山區(qū)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(zāi)能力下降。多數(shù)工程修建于20 世紀(jì)五六十年代，個別工程修建于清朝，由于建設(shè)年代早，缺乏維護(hù)經(jīng)費，維修管養(yǎng)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(jīng)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(zé)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(guān)閉進(jìn)水閘，渠道上未及時拉開排水閘，導(dǎo)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(fù)和重建的措施

發(fā)生水毀后，修復(fù)水毀水利工程領(lǐng)導(dǎo)小組要迅速展開工作，研究制定修復(fù)方案和籌資辦法，按照興利除害結(jié)合、開源節(jié)流并重、防洪抗旱并舉及先生活后生產(chǎn)、先重點后一般的原則，對嚴(yán)重危及人民生命財產(chǎn)安全、影響群眾飲水安全、嚴(yán)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(fù)要充分考慮工程質(zhì)量安全。水庫、山塘的擋水、溢流和輸水設(shè)施的修復(fù)方案，一要防止壩體滑坡、塌陷、漫溢決口;二要滿足溢流設(shè)施防洪標(biāo)準(zhǔn)和防沖、消能的要求;三要防止輸水涵洞等輸水設(shè)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(fù)要完善抗沖、防淤等設(shè)施。對徑流引水?dāng)r河壩、無壩引水進(jìn)口建筑物、攔河閘、引水閘等修復(fù)方案要充分考慮防止基礎(chǔ)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(shè)施，增設(shè)進(jìn)口攔污、排沙設(shè)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(fù)重建要充分考慮防洪設(shè)施的完善和配套。山區(qū)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(shè)施，極容易發(fā)生水毀。其修復(fù)、重建對策如下:

1)盤山渠道除制定修復(fù)方案外，要根據(jù)現(xiàn)場檢查情況，分析研究是否要增設(shè)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(dāng)位置增設(shè)排洪排沙閘，也可在地質(zhì)條件好的地方增建渠堤上的溢流堰，以減少水毀事故發(fā)生。

3)填方渠道下方的排水涵洞，修復(fù)方案要充分考慮匯流面積和洪水標(biāo)準(zhǔn)，保證沖溝、山澗排水通暢，防止涵洞過洪能力不足，導(dǎo)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(fù)重建方案要滿足強度、剛度和穩(wěn)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(nóng)橋，在確定方案的結(jié)構(gòu)型式時，其跨下泄洪斷面應(yīng)滿足過洪要求;在渡槽進(jìn)口前端除考慮攔污、沉沙和排淤外，還要在合適的地方增設(shè)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(jìn)出口要設(shè)置適當(dāng)型式和足夠長度的漸變段，渡槽還要考慮進(jìn)口抬高值和出口降低值，以保證水流平順、通暢;消能建筑物型應(yīng)選擇適合當(dāng)?shù)厮飨軛l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(jīng)運行觀察雖然有避洪設(shè)施，但仍然多次發(fā)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(fù)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(shè)施及措施。電灌站、泵站的泵房地處溪河旁，設(shè)計時除了考慮泵房內(nèi)水泵、電機(jī)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(jī)井泵房周邊要設(shè)排洪溝或擋洪墻，防止洪水侵害。

(6)農(nóng)村安全飲水工程的防止水毀措施。農(nóng)村安全飲水工程的水池、輸水和配水管道、支墩、鎮(zhèn)墩等設(shè)施水毀修復(fù)，應(yīng)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(zhèn)墩應(yīng)考慮基礎(chǔ)地質(zhì)要求，鎮(zhèn)墩設(shè)在管道轉(zhuǎn)彎處，支墩間隔合理布置。水池基礎(chǔ)應(yīng)考慮是否落在堅實而承載力滿足要求的基礎(chǔ)上，水池結(jié)構(gòu)計算安全度也要充分考慮。

(7)山區(qū)水利工程要防止凍融破壞。位于山區(qū)寒冷地帶的灌溉排水建筑物要防止冬季發(fā)生凍融破壞，其建筑物的基礎(chǔ)務(wù)必滿足兩個條件:一是基礎(chǔ)底面落在當(dāng)?shù)仄骄鶅鐾翆右韵?.0 ～1.5m;二是基礎(chǔ)和地基的承載力要在允許范圍內(nèi)。工程一旦發(fā)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(jìn)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(zāi)后各級領(lǐng)導(dǎo)要高度重視，首先要迅速組織工程技術(shù)人員深入現(xiàn)場勘察，分析研究造成水利工程設(shè)施水毀的根本原因。再在此基礎(chǔ)上，有針對性地提出修復(fù)或重建的總體實施方案。

(2)連城水災(zāi)類型多、災(zāi)情重、水毀工程數(shù)量大，要根據(jù)水毀程度和影響的效益以及修復(fù)難易程度等情況，采取輕重緩急統(tǒng)籌安排、分期分步驟實施的辦法，將與恢復(fù)生產(chǎn)關(guān)系密切的工程放在首位。有些損毀嚴(yán)重、投資大、修復(fù)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(nóng)田水利基本建設(shè)的有利時機(jī)，再采取切實可行的永久性工程措施修復(fù)，以提高工程抵御洪水災(zāi)害的能力。

(3)水利工程修復(fù)重建方案要服從流域、區(qū)域水資源開發(fā)利用及防洪規(guī)劃的統(tǒng)一要求。長期達(dá)不到設(shè)計規(guī)模的水利工程，要重新進(jìn)行水資源量的供需平衡分析，合理調(diào)整設(shè)計規(guī)模，或采取節(jié)水灌溉工程措施，以謀求水量供需平衡，實現(xiàn)工程設(shè)計效益。

(4)在蓮峰、隔川、北團(tuán)、揭樂、文亨、林坊、廟前、姑田鎮(zhèn)等鄉(xiāng)(鎮(zhèn))缺水地區(qū)的灌溉工程修復(fù)重建，要按照節(jié)水灌溉的要求重新確定設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)模，逐步建成標(biāo)準(zhǔn)高、抗災(zāi)能力強的節(jié)水型灌區(qū)。

(5)數(shù)量較多的田間農(nóng)渠、毛渠，及田間小型建筑物，應(yīng)盡量積極推廣和采用先進(jìn)實用新技術(shù)、新材料、新工藝，采用定型設(shè)計和裝配式結(jié)構(gòu)，提高水利工程的施工工藝等技術(shù)水平，如在田間可推廣鋪設(shè)預(yù)制的混凝土U 形或D 形槽;渠道上設(shè)置的排水、排沙閘的閘門，可統(tǒng)一使用預(yù)制的鋼筋混凝土或鋼、木閘門等。

(6)水利工程水毀修復(fù)，要與灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造相結(jié)合。有條件的地方應(yīng)增設(shè)量水測水設(shè)施，為灌區(qū)科學(xué)灌溉、合理計量管理創(chuàng)造條件。

(7)重點水利工程水毀修復(fù)重建要實行“五制”，即項目業(yè)主負(fù)責(zé)制、招標(biāo)投標(biāo)制、建設(shè)監(jiān)理制、合同管理制、竣工驗收制，以確保工程質(zhì)量。

(8)修復(fù)重建完的水利工程，要建立管護(hù)機(jī)制，如組建灌區(qū)管委會或灌區(qū)水管協(xié)會及用水合作組織和農(nóng)民參與管理等機(jī)構(gòu)，以加強水利工程設(shè)施管護(hù)。同時要貫徹“水利產(chǎn)業(yè)政策”的有關(guān)規(guī)定，加快灌溉排水水費改革，提高水費計收到位率，實現(xiàn)“以水養(yǎng)水”。還可采取“股、賣、包、租”等形式，搞活經(jīng)營管理，實現(xiàn)工程良性循環(huán)運行，發(fā)揮可持續(xù)效益。

5 結(jié) 語

當(dāng)水利工程設(shè)施發(fā)生水毀時，首先要深入現(xiàn)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(yīng)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境且堅固、耐久的修復(fù)重建方案，避免工程重復(fù)受災(zāi);同時要落實工程建后的管護(hù)機(jī)制，強化工程運行管理，確保工程發(fā)揮可持續(xù)效益。