四川省廣元市山坪塘整治措施探討

李 靜，袁 瓊，祝海霞

（中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610072）

0 前 言

水是萬(wàn)物之本，是維系人類(lèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本要素。水利是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的命脈，四川農(nóng)村水利的發(fā)展造就了四川農(nóng)業(yè)大省的稱(chēng)號(hào)。山坪塘在西南丘陵地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展中有著至關(guān)重要的作用，但是，由于大多數(shù)的山坪塘都修建于二十世紀(jì)六七十年代，受條件所限，工程質(zhì)量不高，且運(yùn)行至今，存在或多或少的質(zhì)量問(wèn)題，工程安全隱患比較大，維修也比較困難。

1 廣元市水利工程情況

廣元市位于四川北部山區(qū)、嘉陵江上游，北與甘肅省、陜西省交界，南與南充市為鄰，西與綿陽(yáng)市相連，東與巴中市接壤，是山地向盆地過(guò)渡地帶，屬于亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候。全市總面積16 319 km2，下轄3區(qū)、4縣；2020年年末廣元市常住人口267.5萬(wàn)人［1］。廣元市境內(nèi)河流屬長(zhǎng)江水系，境內(nèi)河流以嘉陵江為主干，有白龍江、清水河、東河、木門(mén)河等75條河流。截至2019年，全市共建有各類(lèi)水利工程42 039處，蓄水總量為50.46億m3，其中大型水庫(kù)水電站2座，蓄水總量46.54億m3；中型水庫(kù)水電站17座，蓄水總量2.20億m3；小（Ⅰ）型水庫(kù)63座，蓄水總量0.73億m3；小（Ⅱ）型水庫(kù)676座，蓄水總量0.75億m3［2］；山坪塘4.4萬(wàn)余口，農(nóng)村供水工程8.36萬(wàn)處。

2 山坪塘在廣元農(nóng)業(yè)發(fā)展中的作用

我國(guó)西南地區(qū)水資源豐富，汛期降雨量充沛，但是枯水期降雨量相對(duì)較少，時(shí)間分布不均勻。廣元市處于米倉(cāng)山、龍門(mén)山和盆北低山三大地貌交匯地帶，屬于典型的丘陵地貌。對(duì)于丘陵山區(qū)來(lái)說(shuō)，由于其獨(dú)特的自然地理?xiàng)l件，多崗地和小山丘，地形破碎，河流分支較多，農(nóng)業(yè)用地或者耕作區(qū)也往往被分割，且分布分散，出現(xiàn)農(nóng)田距離水源較遠(yuǎn)的情況，甚者存在水低田高的現(xiàn)象。因此，不管是水資源的儲(chǔ)存、補(bǔ)給還是輸送，小型蓄水工程都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。山坪塘是丘陵區(qū)常見(jiàn)的小型集雨工程，是該類(lèi)區(qū)域農(nóng)業(yè)灌溉用水的主要來(lái)源之一，是農(nóng)民生產(chǎn)、生活用水的重要保障。

對(duì)于丘陵地區(qū)來(lái)說(shuō)，山坪塘的主要作用有［3-4］：

（1）相較于大型集雨工程，山坪塘具有投資少、見(jiàn)效快、形式靈活、取水方便等特點(diǎn)，有效彌補(bǔ)了年內(nèi)降雨分布不均引起的水資源短缺，在小流域水文循環(huán)中發(fā)揮著水資源“調(diào)節(jié)器”的作用。

（2）山坪塘由于蓄水較少，塘內(nèi)水位低，水溫較高，用來(lái)灌溉農(nóng)作物更有利于其生長(zhǎng)。

（3）山坪塘能夠充分適應(yīng)丘陵區(qū)的地形起伏、崗沖交錯(cuò)的自然地形條件，能夠就近就地蓄水，縮短輸水、灌溉的時(shí)間，取水也比較方便，能夠及時(shí)供水，減少了水蒸發(fā)及不必要的滲漏，提高灌溉效率。

（4）就近取水灌溉可以減少輸水工程的修建規(guī)模，節(jié)省工程量和投資，降低灌溉成本，減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)，降低政府的財(cái)政支出。

（5）解決人畜生活用水，發(fā)展塘口經(jīng)濟(jì)，帶活農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，加上對(duì)山坪塘合理的綜合開(kāi)發(fā)利用，可以在一定程度上促進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)林牧漁和服務(wù)業(yè)發(fā)展，提高農(nóng)村人口就業(yè)率，增加農(nóng)民收入，改變農(nóng)村經(jīng)濟(jì)面貌。

3 廣元山坪塘存在的安全隱患

2020年入汛以來(lái)，四川省經(jīng)歷多輪強(qiáng)降雨過(guò)程，部分江河甚至發(fā)生超歷史或接近歷史記錄的特大洪水，造成部分地方水利設(shè)施損失極其嚴(yán)重，極大降低了工程防洪能力。根據(jù)四川省水利廳的工作安排，中國(guó)電建集團(tuán)成都院派出專(zhuān)家組對(duì)廣元市的地方水利設(shè)施防汛安全隱患處置工作進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，協(xié)助地方識(shí)別重點(diǎn)水庫(kù)、堤防、護(hù)岸、塘壩、灌溉設(shè)施、山洪災(zāi)害等隱患具體情況，幫助和指導(dǎo)地方對(duì)發(fā)現(xiàn)的重大隱患制定應(yīng)急處置方案、擬定修復(fù)或重建建議方案?，F(xiàn)場(chǎng)隱患排查結(jié)果顯示，除了淤積嚴(yán)重導(dǎo)致有效庫(kù)容減小外，主要還存在以下三個(gè)方面的安全隱患。

（1）壩體穩(wěn)定性較差。山坪塘作為小型農(nóng)村水利設(shè)施，一方面建設(shè)資金有限，另一方面建設(shè)時(shí)間較早，受資源、技術(shù)條件的限制，大部分山坪塘的修建僅僅是依靠當(dāng)時(shí)的經(jīng)驗(yàn)，缺乏相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)、經(jīng)濟(jì)支持，再加上施工不規(guī)范，填筑質(zhì)量不能滿足規(guī)范要求，壩體壓實(shí)度不夠［5］，導(dǎo)致山坪塘存在上游壩坡比較陡，甚至有些未做護(hù)坡處理或原有護(hù)坡易遭損壞，壩坡穩(wěn)定性較差，存在潰壩的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）山坪塘滲漏問(wèn)題。山坪塘一般都采用黏土均質(zhì)壩形式，盡可能就地取材，降低工程成本。對(duì)巡視檢查的山坪塘，以下幾方面容易引起滲漏：①山坪塘的修建主要是依靠人工，壩體壓實(shí)度不夠，護(hù)坡破壞后，壩體滲漏嚴(yán)重；②部分山坪塘塘底未進(jìn)行防滲處理，水體從裂隙滲漏，導(dǎo)致塘內(nèi)不能蓄滿水量；③壩體年久，植被茂密，樹(shù)木根系發(fā)達(dá)，塘壩被根系破壞后滲漏問(wèn)題突出；④部分壩體白蟻筑窩繁殖，破壞了壩體的防滲性。

（3）防洪能力不足。一些山坪塘修建的時(shí)候并沒(méi)有明確的洪水標(biāo)準(zhǔn)參照，導(dǎo)致其無(wú)法滿足防洪要求；部分修建較早的山坪塘，均沒(méi)有設(shè)置分洪設(shè)施，有的放水設(shè)施也僅為一個(gè)小孔洞通過(guò)木樁堵孔存水；遇到汛期暴雨，如果沒(méi)有提前預(yù)判，采取一些分洪、防洪處理措施，雨水在極短時(shí)間匯集，塘內(nèi)水位迅速上升，容易導(dǎo)致塘水漫壩，引發(fā)塘壩潰決事故。

4 山坪塘整治工程措施

山坪塘的項(xiàng)目多、范圍廣，一方面當(dāng)?shù)卣訌?qiáng)對(duì)山坪塘管理和維修資金的籌措；另一方面，要根據(jù)山坪塘存在的病害類(lèi)型，結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件，因地制宜地采取有針對(duì)性的工程措施進(jìn)行治理，以提高資金利用效率。

4.1 壩體穩(wěn)定處理措施

對(duì)壩體修建年代較早、壩坡設(shè)計(jì)不合理、壩體壓實(shí)質(zhì)量差等原因引起的壩坡穩(wěn)定性不足問(wèn)題，主要處理原則有：山坪塘壩頂寬度小于2.5 m的應(yīng)加寬壩頂，壩面坡度過(guò)陡的應(yīng)加填土石料來(lái)放緩壩坡。

（1）因山坪塘采用墻式防護(hù)方式作為擋水建筑物，則所采用的擋土墻抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算、抗傾穩(wěn)定性驗(yàn)算均應(yīng)嚴(yán)格滿足《水工擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL397-2007）的要求。

（2）山坪塘的擋水建筑物為均質(zhì)土壩和黏土斜墻壩，在加固過(guò)程中應(yīng)采用和原壩體相同的材料，同時(shí)要考慮加固處理與壩體防滲處理相結(jié)合，且壩頂寬度不小于2.5 m，上下游壩坡的坡比（多級(jí)壩坡指平均坡比）不小于表1［6］中的要求。

（3）其他型式的山坪塘擋水建筑物的壩坡應(yīng)通過(guò)驗(yàn)算以滿足穩(wěn)定安全要求。

對(duì)于新修建的山坪塘或者沖毀重建的山坪塘，在修建時(shí)，要在山坪塘壩腳設(shè)置具備相應(yīng)排水能力的排水設(shè)施。壩體的排水可以采用棱體排水、貼坡排水等方式。棱體排水的排水體頂部寬度應(yīng)不小于80 cm，頂高程要超過(guò)壩腳最高水位和地面1.0 m；貼坡排水的排水體厚度（含反濾厚度）要大于50 cm，排水體高度高于浸潤(rùn)線出逸點(diǎn)1.0 m或高于0.5倍壩高且高度不小于2.0 m；排水設(shè)施的底腳處要設(shè)置排水溝。

4.2 防滲處理

針對(duì)山坪塘壩體或者塘底滲漏問(wèn)題，比較適用的工程措施包括修建新的黏土斜墻、壩基截留槽+迎水面鋪設(shè)土工膜、劈裂灌漿、套管回填、加深基礎(chǔ)+混凝土防滲面板、漿砌條石防滲、低壓灌漿等處理方式。只要采取方法得當(dāng)，施工質(zhì)量就有保障，那么就可以在一定程度上取得較理想的防滲處理效果。以上不同的防滲處理方式各具優(yōu)缺點(diǎn)，詳見(jiàn)表2［7］。

綜合來(lái)看，山坪塘防滲處理方式的擬定不僅僅要考慮山坪塘所在地氣候條件、交通狀況、工程材料、工程施工能力等多方面因素，還要綜合考慮壩體斷面形式、泄洪設(shè)施、放水設(shè)施等因素，最終選擇一個(gè)最適宜的防滲處理方式。

根據(jù)廣元市當(dāng)?shù)貧夂驐l件、交通狀況、工程材料、工程施工能力等多方面因素，推薦加深基礎(chǔ)+混凝土防滲面板或者漿砌塊石防滲。

對(duì)山坪塘上游壩坡設(shè)置混凝土面板或者漿砌塊石，在起到防滲作用的同時(shí)可以確保山坪塘土壩的安全?；炷撩姘逅捎玫幕炷翉?qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20，厚度不低于10 cm；漿砌塊石的塊石厚度不應(yīng)低于30 cm，上游壩坡應(yīng)采用M10水泥砂漿開(kāi)槽并勾縫，縫寬2 cm。

為了保證施工質(zhì)量和防滲處理效果，在混凝土面板在施工時(shí)，要嚴(yán)格遵循混凝土施工的各類(lèi)注意事項(xiàng)［8］。

（1）在斜坡上澆筑混凝土，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土坍落度。坍落度過(guò)小及和易性不好，會(huì)振搗困難；坍落度過(guò)大，振搗后混凝土下滑，出現(xiàn)水泥漿液流失。有條件時(shí)，可以采用自密實(shí)混凝土。

（2）施工時(shí)，斜坡工作面上立模和振搗較困難，應(yīng)根據(jù)斜坡特點(diǎn)立模安裝到位，并采取相適宜的振搗方式。

（3）山坪塘防滲面板較薄，應(yīng)嚴(yán)格控制面板混凝土振搗時(shí)間。

4.3 防洪能力不足

（1）防洪標(biāo)準(zhǔn)不足的處理措施。通過(guò)對(duì)山坪塘的壩頂高程進(jìn)行復(fù)核，對(duì)于壩頂高程不滿足設(shè)計(jì)要求的山坪塘可以采取在壩頂增設(shè)防浪墻的措施［9］，或者對(duì)山坪塘的擋水壩坡采取加高培厚的處理措施。

（2）分洪能力不足的處理措施。對(duì)于沒(méi)有設(shè)置溢洪道的山坪塘，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形地質(zhì)條件，選擇合適的位置增設(shè)溢洪道。溢洪道靠壩的一側(cè)應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)情況采用漿砌石或者混凝土進(jìn)行襯砌。如果采用混凝土襯砌，則襯砌厚度應(yīng)不小于20 cm；如果采用漿砌石襯砌，則襯砌厚度應(yīng)不小于30 cm。對(duì)于原有分洪設(shè)施被沖毀的，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行修補(bǔ)加固處理；對(duì)于原有分洪設(shè)施淤堵的，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清淤處理；對(duì)于原有分洪設(shè)施的分洪能力不足的，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行改擴(kuò)建、重建，或者增加分洪通道。

4.4 其他整治措施

（1）水庫(kù)清淤。部分山坪塘因?yàn)橛俜e嚴(yán)重而喪失大部分有效庫(kù)容，需要在山坪塘放空全部庫(kù)容以后，進(jìn)行清淤以恢復(fù)其興利庫(kù)容。在具備機(jī)械施工條件的地區(qū)可以采取挖掘機(jī)來(lái)進(jìn)行清淤；對(duì)于不具備機(jī)械施工條件的地區(qū)，以及清淤工程量不大或者分布比較分散的山坪塘，可以采取人工清淤處理。對(duì)山坪塘進(jìn)行清淤處理時(shí)，要盡量選取對(duì)農(nóng)業(yè)用水影響較小的時(shí)段。清淤作業(yè)時(shí)，要盡量避免破壞附近的農(nóng)作物及農(nóng)用耕地，不影響山坪塘壩體的整體穩(wěn)定性，并為壩體和防滲體的施工預(yù)留工作面。清淤工作面應(yīng)盡量平順，避免出現(xiàn)陡坡和倒坡。清淤處理后的淤泥等雜物不要隨意堆放，可就近堆放在山坪塘周邊合適的山地、洼地或者荒地上，不具備這些就近堆渣條件的，可以采用自卸汽車(chē)或者人力車(chē)運(yùn)走集中處理，避免污染水源環(huán)境。

（2）放水設(shè)施改造。目前，一些山坪塘依然采用簡(jiǎn)陋的放水設(shè)施，即在塘內(nèi)用木樁堵孔來(lái)存水，放水時(shí)把木樁拔掉。這種放水措施一方面在暴雨匯集后很容易淹沒(méi)木樁，導(dǎo)致無(wú)法放水；另一方面，放水過(guò)程中水流沖刷的淤泥等雜質(zhì)容易堵塞放水孔。對(duì)于這類(lèi)山坪塘，可以對(duì)其放水設(shè)施進(jìn)行改進(jìn)，選擇管道放水。放水設(shè)施改造時(shí)，要保證取水口的正常運(yùn)行，采取攔污措施，防止進(jìn)水口被堵塞。管道與壩體的結(jié)合部位要設(shè)置截水環(huán)，管道外可以設(shè)置二道閘閥，閘閥處設(shè)置閘閥井，管道材料可用經(jīng)防腐處理的鋼管或者混凝土管。

5 結(jié)論與建議

近年來(lái)，丘陵地區(qū)各省市都十分重視山坪塘的建設(shè)，以及山坪塘的防洪安全問(wèn)題。對(duì)此，根據(jù)廣元市山坪塘存在的安全隱患，筆者提出了適宜的工程整治措施，能夠解決廣元市山坪塘壩體穩(wěn)定問(wèn)題，提升山坪塘的防洪標(biāo)準(zhǔn)，擴(kuò)大山坪塘的庫(kù)容，改進(jìn)山坪塘的放水設(shè)施和泄洪設(shè)施，以達(dá)到山坪塘安全運(yùn)行的目的，為建設(shè)綠水青山貢獻(xiàn)一份力量。

在汛期多雨季節(jié)，要保證山坪塘泄洪設(shè)施的正常運(yùn)行，注意觀測(cè)塘內(nèi)水位，及時(shí)采取措施，防止洪水漫過(guò)壩體；對(duì)壩體出現(xiàn)滲漏的位置要及時(shí)處理，排除安全隱患，并在合適的時(shí)機(jī)對(duì)壩體的薄弱部位進(jìn)行加固處理；派專(zhuān)人定期沿壩體周邊巡視，發(fā)現(xiàn)蟻害壩段，可以通過(guò)人工挖巢、藥物防治的方式對(duì)白蟻進(jìn)行治理，以維護(hù)壩體的安全穩(wěn)定［10］。