秦鸿儒,孙 浩,刘正杰
(黄河水利委员会 水土保持局,河南 郑州 450003)
为了解典型暴雨过程中淤地坝运行(受损)情况和存在问题,分析总结经验教训,进一步做好黄土高原淤地坝建设和安全运行监督管理工作,我们调查了山西省运城市盐湖区、临汾市大宁和隰县等3县(区)的邵村沟、菏叶沟、坊底3条坝系和陕西省延安市志丹、安塞、延川、宝塔等4县(区)的孙岔、马家沟、丰柏胜、高家沟、高庄、麻庄等6条坝系的淤地坝在2013年暴雨过程中的运行状况。现结合调查所掌握的资料,分析总结淤地坝受损的原因,并提出相应的建议。
2013年7—8月,陕西、山西等省的局部地区出现了强度大、范围广、持续时间长的连续强降水。陕西省延安市7月3—26日出现了9次暴雨,且降水量全部超过了历年同期极值,如宝塔、延川等6县(区)出现了次降雨超过100 mm的大暴雨,延川县的降水量达到607.7 mm,超过多年同期降水量的8倍;志丹县7月11日24 h降水量103.4 mm。山西省临汾市隰县7月8—16日降水量达347.2 mm,为隰县气象站自1957年建站以来观测到的最大值;大宁县7月18—28日连续降水10 d,5次暴雨,降水量达444.7 mm;运城市盐湖区7月9日夜2 h降水达141.9 mm。详见表1。
9条坝系共建成淤地坝407座,其中骨干坝89座、中型坝150座、小型坝168座。暴雨造成了31座淤地坝冲缺,其中骨干坝2座、中型坝2座、小型坝27座;8座受损比较严重,其中骨干坝5座、中型坝2座、小型淤地坝1座。详见表2。
表1 2013年汛期七县(区)暴雨情况
表2 9条小流域坝系淤地坝受损情况 座
延安、临汾市2013年7月不仅暴雨次数多,且持续时间长、降水量大。长时间持续强降水使土层达到饱和,滑坡、坍塌、流泥等地质灾害频发,导致部分淤地坝放水工程卧管、明渠、坝坡排水渠和溢洪道被堵塞、压埋或基础受损;受坝体和两侧道路、山坡产生的大量径流冲蚀,放水工程、溢洪道和坝体受损;一些地方的暴雨洪水超过了中小型淤地坝30~50年一遇的防洪标准,直接导致部分中小型淤地坝严重受损。
有的淤地坝坝址基础条件较差,如两岸沟坡较陡等。有的无设计或设计有缺陷,如20世纪80年代以前修建的“三无”工程,即无规划、无设计、无放水设施,特别是中小型淤地坝,许多只有坝体“一件”。有的淤地坝虽有放水工程,但最低放水孔偏高,造成新建坝初期坝内长时间大量蓄水排不出;绝大多数淤地坝没有溢洪道,或者虽有溢洪道但溢洪道高程偏高,坝内高位蓄水难以排出。有的淤地坝没有护坡措施,坝顶两侧无挡水坎,坝体两边没有排水渠等,特别是坝路结合的淤地坝两边路面来水对坝体冲蚀比较严重,这些问题均需要在以后淤地坝建设的前期选址、工程设计和监督管理中加以重视、进一步改进和规范。
有的坝体干容重达不到规范要求,往往导致淤地坝后期受损严重。有的淤地坝上坝土料含水率不符合要求、铺土层过厚、碾压不实,特别是在施工中若对坝体和涵管(洞)结合部位技术处理不到位,则当坝内洪水较多时,可能出现渗漏和管涌。有的对坝体、涵卧管、溢洪道的基础技术处理不到位,浆砌石、混凝土、回填土施工质量达不到要求,出现放水工程、溢洪道裂缝、断裂或被埋,坝体不均匀沉降、裂缝等影响坝体安全的现象。有的淤地坝工程坝肩及坝坡排水、坝体护坡质量不高,取土场整治不好等均会影响到坝的安全运行。
淤地坝管护不到位,管理不规范,是部分淤地坝特别是一些中小型坝在本次强降水过程中受损严重的重要原因之一。有的淤地坝工程特别是一些偏远地方的淤地坝,建成移交当地乡、村组织或群众管理后,虽然落实了管护人,也签订了管护责任书,但由于没有经济收益,也没有管护经费,所以实际管护并不到位。管护不到位就会出现放水工程、溢洪道被滑塌体掩埋或放水孔堵塞无人清理的情况,无法放水、排洪而出现险情。有的淤地坝工程放水操作不当,引起涵洞、涵管出现有压流而受损,甚至威胁坝体安全。
调查发现,同一个地区、同一条坝系、同样的设计防洪标准,在同样的降水条件下,有的淤地坝安然无恙,有的却受损严重,主要原因就是淤地坝的建设质量问题,而保证工程质量是淤地坝安全运用的重要前提。
为提高淤地坝工程质量,一是要把好选址关。应根据不同地区的沟道地质地貌条件,因地制宜选取坝址,宜坝系则坝系,宜单坝则单坝,尽可能避开两岸较陡,容易滑塌造成溢洪道、涵洞、放水明渠、坝坡排水渠堵塞和管护不方便的坝址。下游影响范围内有村庄、学校、重要设施的,坚决不能建淤地坝。二是改进工程细部设计。要根据淤地坝在不同地区的主要功能,研究采取不同的枢纽结构组成及结构尺寸,优化工程设计,如通过改卧管为竖井等解决岸坡塌陷导致卧管被埋、断裂和雨天管护人放水致交通困难等问题;尽量降低卧管(竖井)的最低放水孔高程,减少坝内蓄水;完善坝顶两边挡水及坝体两岸、坝坡排水系统,防止坝体冲蚀等。三要保证施工质量。要强化对施工队伍和施工过程的管理,保证每一座淤地坝的施工质量。四要落实建设监理责任。放水工程及细部施工等重要环节,要真正做到旁站监理,保证建设质量。五是把好工程验收关,特别是要严把隐蔽工程验收关。淤地坝建设质量是由各个环节的工作共同构成的,要明确各个环节的责任人,对相关环节的工程质量终身负责。
加强和规范淤地坝的运行管护,一是要落实管护人员,做到一座坝一名管护人员。二要加强对管护人员的业务培训,通过培训,管护人员要掌握基本的知识和操作技术,做到正确操作、管护规范。三是推广各地的成功做法和经验,推动县级政府尽快出台本县(区)的水土保持淤地坝管护办法,将淤地坝特别是大中型淤地坝管护经费真正纳入县级财政预算,解决淤地坝管护人员的最基本报酬,提高管护人员的积极性和责任感。四是积极争取利用中央财政补助中西部地区、贫困地区公益性水利工程维修养护经费,对淤地坝工程进行维修养护。
落实淤地坝除险加固任务,一是有关省(区)政府及主管部门要按照水利部与各省(区)政府、黄委三方签订的《淤地坝安全运用和除险加固责任书》,积极筹措资金,安排除险加固工作。二是各省(区)在年度水土保持投资计划中,安排部分急需的淤地坝除险加固工程。三是部分位置重要和有用水要求的骨干坝,其运行可参照小型水库进行管理,并按照轻重缓急,逐步纳入国家和省级小型水库除险加固计划。
在落实淤地坝防汛责任方面,水利部和各地政府都有明确要求,关键是抓好落实。一是各地要切实把淤地坝防汛纳入整个防汛责任体系,层层把责任落到实处,明确各级人民政府责任人及主管部门责任人、骨干坝和重要位置中型坝的防汛行政责任人和技术责任人,从组织、人员、资金方面提供保障。二是制定有针对性和可操作性的淤地坝防洪度汛预案,落实防汛队伍、物料、设备、通信、交通工具等,保障各环节的措施落实到位。三是各级淤地坝防汛主管部门要严格执行汛期24 h昼夜值班制度,加强汛期监测、预警预报,及时上传下达淤地坝防汛信息。
淤地坝是黄土高原重要的水土保持工程措施之一,其功能和作用除淤地生产外,更主要的是拦沙滞洪、减少沟道冲刷、防止沟道下切和沟岸滑塌扩张等。目前一些地方的劳动力大量外出务工,群众对坝地生产的依赖和需求减弱,建坝的积极性也随之下降;一些地方政府及主管部门对淤地坝的安全问题过分担心,导致淤地坝建设几乎停滞不前。这种以偏概全、因噎废食的极端认识和做法是片面或错误的。为此,建议国家有关部门组织研究目前淤地坝发展中出现的新问题,引导地方各级政府及主管部门正确处理淤地坝安全与发展的关系,推动淤地坝建设持续、健康发展;进一步修订有关技术标准、规范、办法,完善有关政策和机制,促进淤地坝建设管理和安全运用科学化、规范化,保障淤地坝安全运行和效益的持续发挥。
从调查情况看,9条小流域坝系整体上都经受住了2013年暴雨洪水考验,虽然长时间强降水造成部分淤地坝不同程度受损,但淤地坝总体上是安全的,且在防洪保安、拦蓄泥沙方面发挥了巨大作用。特别是骨干坝在暴雨洪水过程中充分发挥了上拦下保、滞洪拦沙作用,避免或减小了暴雨洪水对下游沟道设施的危害。在暴雨过程中,有淤地坝的沟道,尽管坡面滑坡、坍塌严重,但洪水和泥沙都被拦蓄在坝内,沟道侵蚀较轻;而没有形成坝系或淤地坝少的沟道,沟岸滑塌、沟道侵蚀严重,洪水冲刷、沟头前进明显。因此,只要我们能严把工程质量关、规范运行管护、加大除险加固力度、落实防汛责任、完善有关政策和机制,就能确保淤地坝安全运行,其生态、经济和社会效益就可以持续发挥。