印度尼西亚Cipancuh大坝的老化管理

Eddy Adyawarman Djajadiredja,Andrijanto Djali Marsukan

印度尼西亚Cipancuh大坝的老化管理

Eddy Adyawarman Djajadiredja,Andrijanto Djali Marsukan

Cipancuh大坝是印度尼西亚最古老的水坝之一，位于印度尼西亚西爪哇省南安由地区的Cipancuh河上。作为一座老坝，大坝（包括土坝和附属建筑物）承受着由于气候条件导致的恶化。另一个需要注意的重要事项是，流域条件的变化引起了水流特性的极端变化。基于沉积率的计算，预测大坝服役年限仍有81年，因此必须对大坝加以维护。大坝下游有一小城镇，人口约20万，若大坝管理不当，下游人民的生命财产安全将受到严重威胁。根据这项研究，Cipancuh大坝被评定为高风险大坝。大坝的维护包括：维修坝体、维修配套建筑物、加大溢洪道泄洪能力、安装新的监测仪器以及使用现有技术加强监测等。总之，有必要改善大坝性能以提高大坝的安全性。

Cipancuh大坝；地质条件；维护；补强加固

Cipancuh dam,one of the oldest dams in Indonesia,is located on the Cipancuh River,in the district of Indramayu,West Java Province,Indonesia.As an old dam,it faces deterioration due to climatic conditions,both of the embankment and the appurtenant structure.Another important thing to note is the extreme changes in flow characteristics due to changes in the condition of the catchment area.Based on the calculation of the rate of sediment,predicted age of the dam is still 81 years from now.So the existence of this dam must be maintained.However,downstream of the dam,there is a small town with a population of around 200 000 people whose safety is threatened if the dam is not managed properly.Based on the study,Cipancuh Dam is classified as a very high hazard dam.The activities undertaken to maintain the ex⁃istence of this dam are:repair the dam body,repair buildings complement,provide additional spillway ca⁃pacity,and installation of a new monitoring instrument,as well as enhanced monitoring by utilizing avail⁃able technology.So,it is necessary to improve the capability of the dam as well improve the safety of dam.

Cipancuh dam;geological condition;maintenance;rehabilitation

1 工程简介

印度尼西亚的大坝建设始于20世纪早期，遵循当时的荷兰殖民政府的伦理政策和政治交换背景。当时施行伦理政策是来自于荷兰政客的压力，他们认为殖民地的人民也应该得到繁荣。伦理政策的实施是通过发展灌溉的基础设施和发展教育以及让居民搬到人口水平较低的地区而得以落实。大坝的修建保证了供水，这些灌溉地区之后都得到了发展。由荷兰殖民政府修建的大坝中，大部分大坝的功能是用于灌溉，以提高水稻产量，这是印尼人民的主食。但荷兰殖民政府也修建用于发电的大坝。至今为止，几乎当时荷兰殖民政府修建的所有的大坝都还在继续发挥作用。

当时荷兰殖民政府修建的大坝通常为均质土石坝。之后对某几座大坝进行的优化改建通常与回填材料的特性有关，比如在坝体上游坡上设置红砖建筑物。但是，这些老坝很多都没有得到良好的维护。而少数几座大坝的大坝安全监测亦不能满足监测规范的要求，威胁着下游人民的生命和财产安全。因为效益大幅减少，其不再能引起社会关注，或因为该区域发生改变，不再需要灌溉水的供给，或缺乏大坝运行和维护的预算，这些原因都可能造成上述情况的发生。其证明就是2009年3月27日Situ Gintung大坝的溃决。该大坝位于印尼首都雅加达附近。Situ Gintung大坝溃决造成了约150人丧生、数百房屋被毁。当时Situ Gintung大坝的蓄水量仅为Cipancuh大坝的1/6。Situ Gintung大

坝为土坝，建于1932～1933年间。Cipancuh大坝建于1927年，于1929年开始运行。Cipancuh大坝为均质土坝，坝高7.6 m，坝长3 300 m，水库库面700 ha，蓄水量为800×104m3。坝顶高程为平均海面以上31.50 m，溢洪道顶高程为29.97 m，最高洪水位为29.40 m。大坝上游坝坡坡比为1∶3，下游坝坡坡比为1∶2.5。反弧型溢洪道的泄流能力为（Q1000）203.03 m3/s。Cipancuh大坝的水源来自Cipancuh河、Cihoe河、Cikeludan河、Ciseupan河和Cibiuk河。Cipancuh河长约19 km，流域面积约66.97 km2。该区域降雨量从700 mm到2 900 mm不等，平均降雨量为1 600 mm。

大坝负责向6 318 ha稻田供水灌溉。水稻的平均产量为6 t/ha，若每年种2季，则每年的水稻总产量可达75 816 t。这个产量意味着可以支持印尼政府关于粮食安全的计划。2011年，印尼政府还进口了300万t大米。

根据2012年的一项调查，公共事业部表示，周边社区仍然需要这座大坝的存在。因为在稻田灌溉上，该大坝发挥着重要作用，所以人们希望政府能修缮大坝及其附属设施，使之能更好地满足农业用水的需求。根据政府2010年关于大坝的第7号规定，如果大坝不能再发挥效益或者会发生威胁公共安全的溃决事故，则大坝应该被拆除。

2 现实情况

目前，Cipancuh大坝的工况并不好。除了正经历严重的库区面积缩小和库内泥沙淤积外，大坝的质体也在逐渐恶化（包括坝体和附属建筑物），比如边坡事故（深层滑动和浅层滑动）、下游渗漏等。库区面积缩小的原因为当地居民清理土地、开垦来作为农业用地，因此将浅层土投入水库中，使巨大的水库逐渐缩小。结果，旱季里，下游地区的数千公顷稻田受到干旱的威胁。检查报告显示，下游边坡许多地方正在滑动和塌落，同时也发现了渗漏。它表明在没有坝趾排水的地方，浸润水浸透了边坡。2009年2月，边坡发生了深层滑动和渗漏，深层滑动在2010年有所好转，但渗漏并未减少。另一个问题是坝顶某些部分的沉降。所有上述问题造成了大坝安全性较低。附属建筑物也发生了损坏。目前，引水建筑物多数处于不良工况。溢洪道边墙和底面都有因渗透和渗漏而造成的损伤。

基于地质研究和发展中心1992年出版的比例尺为1∶100000的地质图，其中帕马努坎片区资料显示，Cipancuh水库周围的地质单元主要包括图凡砂岩、砾岩、凝灰岩、凝灰质的角砾岩和砾岩更新世纪。根据1993年Rimbaman和Herman Mulyana出版的比例尺为1∶50000的印尼第四纪地质图，其中帕马努坎片区资料显示，该地区的更新世纪岩土主要包括冲积土和粉沙地，几乎都可认为很坚硬。凝灰质土坚固而有粘性，上部是红褐色斑点，某些地方为砾质土。结晶海相砂黏土含有石膏和黄钾铁矾块。

Cipancuh流域西边与Cipunegara流域交界，东边与Kali流域的Tamiayang交界，南边与Cikandang流域交界，北边紧接Cipancuh灌溉区。2012年的一项研究评估，进入Cipancuh水库的沉积物为14.6 t/ha/年或8.85 m3/ha/年。这使大坝的服役年限降低为81年。Cipancuh大坝位于6°29'21.00"S、107°56'50.61"E，是爪哇岛高人口密度地区，距离印尼首都雅加达以东约250 km。该地区同时还是水稻中心主产区。作为西爪哇省北部的一部分，该地区经济增长速度非常快，这意味着大坝有其他的潜在效益，包括提供饮用水等。

图1 大坝地理位置示意图Fig.1 Location map

3 大坝存在的问题

原则上，大坝和水库管理的目的是为了：（1）保护好大坝及其水库，使其发挥作用和效益；（2）水资源的高效利用；（3）大坝安全。

图2 流域区域示意图Fig.2 Map of catchment area

大坝和水库的管理实践应平衡生态系统和环境的承载能力，所以管理工作应包括：管理、运行和维护实践、水库中水资源的保护、水库利用、控制透过大坝和水库的渗漏水的破坏力以及消除大坝的某些功能。在这种情况下，发现Cipancuh大坝存在的问题如下：

（1）大坝基础设施（包括坝体和附属建筑物）的质量正在恶化，如果不加以维修，则Cipancuh大坝不能正常运行；

（2）缺乏维护导致损毁发生得更快，且会使大坝功能衰退得更快；

（3）因为损坏，监测仪器数量已显不足；

（4）大坝运行和维护的人力不足，人员数量不足且素质不合格；

（5）生活在大坝上游的居民利用水库表面的浅层区域来开展农业养殖，他们认为这是他们能从大坝中获取的唯一好处；

（6）公众对保护和维护大坝基础设施没有兴趣；

（7）公众需要大坝的存在来满足灌溉需求，该大坝的灌溉面积为6.318 ha。

4 未来的大坝管理

考虑到Cipancuh大坝现有的状况，为使大坝能继续发挥效益并保证大坝的安全，避免因溃坝引发的灾难，应对大坝进行补强加固，比如基础设施改善和维修管理等。

要管理好Cipancuh大坝，有几条重要事项必须实施：

（1）大坝的补强加固，包括：①将土坝在现有高程基础上加高1.5 m，满足在设计洪水重现期1 000年工况下也能有足够的安全超高，降低下游的风险水平；②设置竖直和水平排水沟，深入坝体至透过大坝下游坡的浸润面底部。在新坝体和老坝体边界的土坝边坡上设置竖向排水沟；③为解决坝基的渗漏问题，2011年在上游设置的粘土铺盖应扩大到同时可覆盖部分上次补强加固期间未处理的明渠开挖中的多孔隙层；④降低上游和下游坡比；⑤将溢洪道顶从40 m加宽到60 m，避免在设计洪水重现期1 000年工况下漫顶。

（2）加强大坝管理：①面对自然因素和人为活动对大坝造成的损害或干扰，应大力提高当地社区对大坝和水库保护和维护工作的参与度，对大坝进行良好的维护，使其继续发挥效益；②提高大坝监测人员的能力；③加大大坝安全监测的力度；④提高大坝运行人员的能力；⑤完善大坝管理机构；⑥让社区参与在大坝上游流域开展的维持水库功能持续性发展的各种活动。

5 结语

Cipancuh大坝是印尼修建相对较早的大坝之一，时至今日，仍需要其发挥灌溉效益，对于25 000个家庭农场来说，该大坝至关重要。但大坝日前的工作状况令人担忧，需要进行补强加固来改善其状况。另外，也需要加强大坝运行人员和机构的能力建设来满足大坝运行的需要。 ■

文献来源：International Commission on Large Dams,Proceed⁃ings of 81st Annual Meeting Symposium.2013.

翻译：崔弘毅

校核：许传桂

TV697.1

B

1671-1092（2014）05-0072-03

2013-12-02

Title:Managing an aging infrastructure of Cipancuh dam//by Eddy Adyawarman Djajadiredja and Andri⁃janto Djali Marsukan