极端天气对东鱼河堤防工程的影响及对策

韩 光

（济宁市水利事业发展中心，山东济宁 272100）

东鱼河是20 世纪60 年代后期，为解决南四湖湖西地区洪涝灾害而开挖的一条大型防洪排涝河道。干流起源于菏泽市东明县刘楼村，向东流经菏泽市牡丹区、曹县、定陶区、成武县、单县，济宁市金乡县、鱼台县等8 个县（区），于济宁市鱼台县西姚村北入昭阳湖，全长174 km，流域面积5 923 km2。东鱼河支流较多，流域面积100 km2以上的河道有23 条。

1 流域概况

东鱼河流域属暖温带半湿润气候区，具有冬、夏季风气候特点，四季分明，冷热季和干湿季区别较为明显。流域内多年平均降雨量700 mm，丰水年（1964 年）降雨量达1 055 mm，枯水年（1988 年）降雨量仅为279 mm。受季风的影响，降雨量年内变化较大，汛期（6~9 月）占全年的70%以上，从而形成春旱夏涝晚秋又旱的特点。流域内年平均蒸发量为600~700 mm。

东鱼河堤防工程经工程治理，按50 年一遇设计标准进行加高培厚，采用50 年一遇防洪流量2 261~2 491 m3/s，按2 级堤防加超高2.0 m 确定堤顶高程。经与施工前堤防比较，本次治理两岸复堤(含缺口堵复、堤防加高培厚) 总长度为25.00 km ，其中：左岸14.40 km，右岸0.60 km。干流堤顶高程38.29~43.47 m，内堤距为340~450 m。对支流东沟回水段按干流堤防标准进行复堤，复堤总长4.1 km。东鱼河堤防迎水坡边坡为1∶3，结合堤防边坡稳定计算结果，因迁占困难，堤防背水坡边坡为1∶2。堤顶排水采用散排，未增设集中排水设施。

2 极端天气影响分析

东鱼河济宁段治理工程完成后，连续遭遇台风和强降雨天气。2021 年汛期，济宁市出现明显降水过程20 次，其中全市较大范围暴雨过程11次，东鱼河工程沿线呈现降雨强度大、持续时间长的气候特征；同时，由于第6 号台风“烟花”给济宁全市带来147.1 mm 平均降雨量，且其影响区域与此前强降雨区域重合度较大，致使土壤饱和，产流汇流较快，对堤防工程带来严重危害。2022 年6 月26 日以来，东鱼河驻地所在的鱼台县先后遭遇大暴雨、特大暴雨。截止9 月底，鱼台县累计降雨量659.4 mm，比去年同期降雨量434.5 mm 偏多51.8%，比历年同期平均降雨量341.7 mm 偏多93.0%。强降雨加重工程沿线洪涝灾害的同时，也严重毁坏东鱼河堤防工程。据统计，历次强降雨共造成东鱼河堤顶防汛路路面沉降及积水严重段7 处、堤防内外坡塌陷坑12 处、雨淋沟30 处、穿堤管洞5 处。雨淋沟、塌陷坑、穿堤管洞维修工程量共需土方3.7 万m3。

3 堤防水毁工程成因分析

3.1 堤防施工存在隐患

1967—1969 年东鱼河治理工程为冬季人工施工，冻土筑堤，且土质多为砂性土。2000 年、2020 年东鱼河治理时，只对堤防标准堤部分采取机械分层碾压施工，其余堤防未进行碾压、夯实，堤身密实度较差、透水性较高，抗蚀性、抗剪性较差，易产生堤表径流，发生沟蚀。

3.2 堤防工程设计存在缺陷

东鱼河堤防工程设计无排水设施，采用散排方式排水。暴雨是造成雨淋沟的主要气候因子，在土质强度较小的地段，雨水集中汇流后，对边坡形成冲刷，小的沟纹遭遇连续冲刷，不断扩大，从而形成雨淋沟。

3.3 动物洞穴易形成堤身塌坑

随着经济发展和美丽乡村建设的推进，野生动物的生存、活动余地被极大挤压，堤防成了它们活动的场所，东鱼河地理位置偏僻，堤防上出现了多种动物挖洞造穴隐居的情况，洞穴受雨水浸泡后极易形成堤身塌陷坑。

3.4 植被护坡不完整

植被护坡是利用植物发达的根系固土护坡的一种常见形式。东鱼河治理工程绿化设计就是在内外边坡均撒草籽护坡，新长出的草皮，根系不发达，加上，东鱼河鱼台段当地政府正在准备做东鱼河景观提升工程，对鱼台段的堤防进行了刷坡处理，植被完全被清除；金乡段虽然有植被，但是不全面，无法达到防冲刷的效果。

4 对策措施

4.1 及时修复“雨淋沟”等水毁工程

根据雨淋沟对边坡破坏范围，较大的采用1 m3反铲配合人工进行开挖，较小的部分采用人工进行开挖，开挖原则为清除雨淋沟松散土至原状土基面，并开挖成台阶状，自台阶底边线沿渠道方向1∶2、垂直水流方向1∶1 削坡至下一台阶底部，台阶宽度控制在56~60 cm。就近在临时料场采用1 m3反铲挖装20 t 自卸车运送土料，人工分层摊铺，人工利用振动冲击夯进行夯实，逐层填筑。

4.2 采用多孔质预制件结合草皮护坡

对部分堤身进行分层夯实，铺设多孔质预制件，其优点主要表现在施工简单快捷，有利于植物生长和小生物繁殖，耐冲刷，防止泥土流失的功能较强。草种选择“狗牙根”“高羊毛”等固土护坡作用强的草种，以“狗牙根”为主，配少量比例的“高羊毛”，种草密度可设为20 g/m2。施工前对边坡进行全面检查，并进行平整清理，尽可能清除不利于草籽生长的石块和垃圾等杂物；按事先确定的配种方案和一次施工面积，根据草种习性和施工需要分别采用冷水浸种、层积催芽、升温催芽、化学药浸泡等措施处理，促使种子提早发芽，提高发芽率；草种播种后做好养护措施，确保效果。

4.3 及时清除害堤动物，处理动物洞穴

首先，堤坡上杂物，整理备防土料、备防石料垛，消除便于獾、狐生存、活动的环境条件。因地制宜，采用人工捕杀、器械捕捉、药物诱捕、熏蒸驱逐、化学绝育等方法清除害堤动物。再对堤身内的洞穴及时采取开挖回填或充填灌浆等方法处理。具体措施：堤防迎水侧有獾洞的情况，可采用洞口开挖土方约2~3 m3，下面铺设防渗土工膜，再回填土；堤防背水侧有獾洞时，要沿堤轴线方向挖沟槽，沟槽深要超过洞底0.2 m，沟底宽约1.0 m，沟长要超出堤身獾洞分布上下边缘线2 m，然后再回填黏土分层夯实，以形成截渗墙；然后进行獾洞封堵，封堵前，应将洞口周围的浮土清除干净，再向洞内夯筑黏土回填至原坡状；堤身的獾洞在开挖回填的基础上可采用堤身灌浆。可用10%的水泥黏土浆（浓度1.2~1.3 g/cm3）对堤身进行密实灌浆。灌浆时采用“先上游、后下游、再中间；先稀后稠，少灌多复”的工艺分序分次灌浆。

4.4 设置集水井排水

在堤防地势低洼处设置集水井，顺堤坡、滩地铺设D800 暗管，将雨水排到河槽内，以防堤顶径流冲刷堤身，该做法施工简单快捷、工程造价低。具体做法：采用人工配合机械开挖沟槽，及时进行整平；由集水井的一端开始下管，下管时注意要保证相邻管内错口不大于3 mm，然后安装管道，遇到集水井处安管与管长不符时，应适当调整井位，避免截断管材；再进行集水井砌筑，砌筑时要注意管径、方向、高程，管与井壁衔接紧密；最后分层进行土方回填、夯实。