漳河秋汛险情种类、研判及处置措施分析

2024-06-10 21:02范士盼
海河水利 2024年4期
关键词:海委大名县馆陶县

陈 伟,范士盼,王 滨

(海河水利委员会防汛机动抢险队,天津 300170)

1 漳河及行洪概述

1.1 漳河概况

漳河干流是指岳城水库以下、徐万仓以上的漳河河段。

漳河上游支流众多,水系呈扇形分布,主要支流有清漳河与浊漳河2支。清漳河分东西2源,均发源于太行山区。浊漳河分北、西、南3 源,均发源于太岳山区,3源上游分别建有关河、后湾、漳泽3座大型水库。

漳河干流河道长约119 km,其中岳城水库—京广铁路桥河段,无堤防;京广铁路桥—南尚村46.2 km河段,为游荡性河道;南尚村—徐万仓段57.1 km 河段,为游荡性向蜿蜒性发展的河道。

漳河干流下游河道滩地宽阔,左堤与右堤之间最大宽度约为7~8 km。行洪河道内现有村庄40多个,主要以滩地作为耕地。

1.2 漳河洪涝灾害

历史上,漳卫河流域洪灾频繁。史料记载,1607—1997年的390 a间,漳河发生大洪水近60次,平均6 a 1 次。新中国成立后,1953—1956、1963、1982、1996年先后发生大洪水。

漳河洪水具有暴涨暴落的特点,河道也具有善淤善徙的表现,左岸决口可直逼黑龙港流域,威胁邯郸、邢台、衡水、沧州及天津市安全;右岸决口泛滥于徒骇马颊河流域,威胁安阳、濮阳、聊城等城市及京广、京沪铁路安全。

以1963 年大水为例。8 月上旬,海河南系漳卫河、大清河、子牙河3个水系发生了一场有水文记录以来的特大暴雨,最大暴雨中心位于河北省内丘县,最大7 d 雨量达2 050 mm。3 个水系的上游各支流产生的洪水几乎同时从山区冲越京广铁路、泄入平原。多数河段相继漫堤决口,洪水泛滥于冀中、冀南平原,一片汪洋;天津市被洪水围困2个多月。

1.3 漳河防洪工程体系简介

漳卫河系防洪标准为防御1963 年型洪水,相当于50 a一遇。目前,已初步形成由上游水库蓄洪、中游洼淀蓄滞洪、下游河道泄洪入海的上蓄、中疏、下排、适当地滞的单独入海防洪体系。

漳河上游水库包括关河、后湾、漳泽、岳城4 座大型水库以及若干座中小型水库。其中,岳城水库位于漳河出山口,控制流域面积18 100 km2,占漳河流域山区面积的99%,总库容13 亿m3,对控制漳河洪水、保证下游河道堤防防洪安全起着关键性作用。

漳河干流蓄滞洪区包括大名泛区、恩县洼。大名泛区位于漳河下游右侧、漳河和卫河汇流的三角地带,左倚漳河右堤,右靠卫河左堤,上以自然高地为界,涉及大名、魏县2个县22个乡(镇),人口27.56万人,耕地2.67万hm2(2018年6月数据)。恩县洼是卫运河下游右岸的一个碟式自然洼地,主要调蓄卫运河的水位。

一般来说,漳河河道包括观台以上307 km、观台—岳城水库15 km 和岳城水库—徐万仓119 km。漳河在邯郸市馆陶县徐万仓与卫河汇合,下称卫运河。

漳河由于河道游荡性特点的影响,仍然出现小水小险、大水大险的状况,远未达到一劳永逸的程度。

1.4 漳河洪水调度方案

漳河洪水调度执行2014年7月国家防汛抗旱总指挥部批复的《漳卫河洪水调度方案》(国汛〔2014〕13 号)。《方案》明确了漳河岳城水库及河道和蓄滞洪区的洪水调度原则,在主汛期、过渡期及后汛期岳城水库的控制下泄流量、蓄滞洪区运用的下泄流量数值。

1.5 漳河防汛抢险组织

沿漳各地县政府贯彻《中华人民共和国防洪法》第三十八条规定:“防汛抗洪工作实行各级人民政府行政首长负责制,统一指挥、分级分部门负责”,负责组织漳河堤防在本县区域内的防汛抢险工作。

1.6 2021年漳卫河流域的夏秋连汛

2021 年入汛以来至8 月上旬,海河流域面平均降雨量达343 mm,较2020 年偏多8 成,较多年平均值偏多4成,滦河、漳卫河先后发生编号洪水。特别是7月17—22日,流域太行山前普降大到暴雨、局部特大暴雨,部分河道出现有实测记录以来最高水位,卫河发生1963年以来最强降雨和最大洪水。

2021 年入秋以来,海河流域面平均降水量为231 mm,较多年平均值偏多近1 倍。尤其是9 月下旬以来,海河流域出现了3次主要降雨过程,具有累计雨量大、持续时间长、降雨落区高度重叠等特点,特别是漳卫河上游山区降雨范围大、雨量强。10 月7 日11 时,岳城水库入库流量为2 010 m3/s,达到了洪水编号标准(2 000 m3/s),确定为“漳卫河2021 年第2 号洪水”。岳城、关河、后湾、漳泽4 座大型水库最高水位创历史新高。

2 漳河秋汛各类险情种类、研判及处置措施

2.1 险情概述

在岳城等4 座大型水库最高水位创历史新高、充分调控的同时,海委依据《漳卫河洪水调度方案》,不断优化调整岳城水库下泄流量。但由于岳城水库下游河道两岸堤防均为砂土质堤防,经过夏秋连汛长时间的浸泡,发生了一定程度的险情。

最先报告漳河险情的地点为漳河左堤桩号99+000 处,为海委漳卫南局馆陶河务局人员巡堤查险时发现外坡脚外淹没耕地水面有“冒泡”现象。10月3 日22 时40 分,漳卫南局向海委报告管涌险情。此地位于馆陶县王庄乡徐万仓村以南,属于徐万仓险工范围。

10月5—7 日,在馆陶县境内的漳河左堤先后发生7 处险情。经研判,对有“冒泡”现象的险情界定为管涌,对无“冒泡”仅有坡脚处水面上升现象的险情界定为渗水。

10月8—10 日,大名县境内漳河右堤发生险情,先是大堤顶部及部分堤身发现裂缝,后是大名县营镇乡周庄段渗水及外堤脚坍塌。

10月8日16 时许,临漳县陈村险工段3~4#丁坝间滩地树木出现倒伏随波逐流现象。现场查看后,经分析认为,护堤地冲刷严重、坍塌的滩地导致了树木的折损、随水流漂浮,即发生了滩地坍塌、危及堤防的险情。

2.2 堤防管涌及渗水险情研判及处置措施

2.2.1 管涌及渗水的划分

10 月4 日傍晚,海委工作组到达馆陶后直奔现场查看漳河左堤桩号99+000处管涌险情,发现连日的降雨使外坡脚以外的耕地被淹没、水面处于混沌状态,水面上不时泛起混沌状气泡但未形成水柱状水流。经连夜与漳卫南局工作组及邯郸市水利局工作组召开联系会议分析,研判此处险情为轻微管涌,以渗水为主。

馆陶县徐万仓段1963 年曾发生决口,经过各种物料的堵口使抢险成功,但以后未对堤基做彻底清理。因此,不排除堤基的透水也是发生此次险情的内在成因之一,必须立即组织抢护。如果抢护不及时,其严重后果就是溃堤决口。

对于馆陶县境内的漳河左堤、大名县境内的漳河右堤外坡脚以外水面上升情况,经会商研判,结果如下:对有“冒泡”现象的险情界定为管涌,对无“冒泡”仅有坡脚处水面上升现象的险情界定为渗水。

2.2.2 管涌及渗水的处置措施

(1)险情发生地点。漳河左堤(馆陶县)徐万仓段桩号98+450—99+600 段,先后发生7 处险情。漳河右堤(大名县)周庄段桩号100+410—100+890 段发生渗水险情,险段全长580 m,其中1#险情位于桩号100+410—100+460 段,长约50 m,外坡脚已出现坍塌,长约2 m,高约1.5 m;2#险情位于桩号100+460—100+690 段,长约250 m;3#险情位于桩号100+690—100+890段,长约200 m。

(2)险情特点。①徐万仓段未形成明显的“水柱状”管涌现象。外坡脚处及约百米范围内一片汪洋,水深约0.5 m,水面上不时泛起“水泡”,难以判断管涌点的具体位置。②徐万仓段渗水、管涌与雨水叠加现象。连日的降雨使堤外耕地的雨水也向较低的坡脚处汇集,难以判断坡脚处的水有多少是雨水、有多少是大堤的渗水及管涌水量。③徐万仓段大堤浸润线渗水与堤基渗水难以区分。④大堤渗水表现为堤防浸润线的逸出点渗水。在漳河右堤(大名县)周庄段1#险情(右堤桩号100+410—100+460)段,外坡脚已出现坍塌,肉眼可见有渗水在坡脚以上逸出点逸出,表现明显。

(3)险情处置措施。其基本方法为反滤盖压法,基本原理是“滤混排清”;如继续发生“水柱状”管涌现象,要进一步“消杀水头”[1]。具体处置措施如下:①“养水盆”,用于对徐万仓段的渗水与管涌抢护。具体做法是使用透水性较好的土工布覆盖底层,压盖30 cm 厚的石屑(或粗砂);使用“三布两膜”的不透水土工布构筑围堰阻挡耕地内雨水汇集,高度要高出水面0.5 m 左右。对于馆陶县漳河左堤的5#险情(桩号99+150—99+300 段),由于水深达1 m 左右,土工布直接铺设时呈漂浮状态,因此,必须先搭设围堰、抽水后再铺设土工布及压盖反滤料。②水平铺盖排水,用于徐万仓段的5处渗水、大名县崔庄段的3 处渗水。与第一类的不同在于没有构筑围堰,因为堤脚外耕地雨水较少、仅铺1层袋装土压住铺盖的边沿即可。铺盖材料选用6 m 幅宽透水土工布,两幅叠加铺设;叠加处用袋装土压实。③构筑“排水棱体”,用于漳河右堤(大名县)1#险情(桩号100+410—100+460 段)外坡脚的坍塌部分,防止外坡脚继续坍塌、稳定坡脚,长约50 m。具体做法是使用透水的土工袋装粗砂(或碎石屑)补齐坡脚,并适当延长0.5~1.0 m;中间部位及上部设置导流通道。

2.3 护堤地冲刷坍塌险情研判及处置措施

2.3.1 险情发生地点

险情发生地点位于漳河右堤临漳县陈村段3~4#丁坝间,主要原因是漳河在此处为较大弯道,泄洪水流直冲对岸弯道造成护堤地冲刷。

2.3.2 险情研判

10 月8 日16 时许,临漳县陈村险工3~4#丁坝间出现树木倒伏被水冲走现象,护堤的滩地在泄洪水流作用下不断坍塌,滩地上树木不断倒伏折断、随水流向下游漂浮。

水利部工作组及海委工作组、河北省工作组接报后即刻奔赴现场,查看后认为:必须抛石固滩、避免继续冲刷,否则此处弯道有直接冲刷漳河大堤的危险。

2.3.3 险情处置措施

(1)抛石方法。大堤堤脚外滩地水深约30~50 cm,经研究决定填筑施工道路进占至滩地坍塌处进行抛石。施工道路用料以掺土砂石为主,以满足设备运载石料荷载要求。施工机械以装载机为主、推土机辅助,由临漳县防汛办调配。

(2)钢筋笼装石。由于临漳县防汛物资库存中无铅丝笼,海委工作组现场提出连夜焊接钢筋笼,尺寸为1.0~1.5 m3,临漳县防汛办予以采纳。

(3)险情抢护过程。10月9日上午准备完毕,14时许临漳县孙陶镇抢险机动大队开始对险情实施抢护。经过努力,抢修抛石施工道路长约30 m、宽约6 m,铅丝笼抛石石料1 000 m3。至10 日17 时,临漳县陈村险工段3~4#丁坝间护堤地冲刷坍塌险情得到控制,未再进一步发展。

2.4 堤顶道路裂缝险情研判及处置措施

2.4.1 堤顶道路纵向裂缝

(1)险情发生地点。漳河左堤(馆陶县)徐万仓段在发生管涌及渗水险情的桩号98+450—99+600段共计长1 150 m的范围内,现场查看时发现堤顶道路有多条纵向裂缝,长度在1~2 m不等,宽度在10 mm左右。漳河右堤(大名县)周庄段在发生渗水险情的桩号100+410—100+890段共计长580 m和大名县营镇回族乡张金庄段范围内,现场查看时发现堤顶道路有多条纵向裂缝,长度、宽度基本与馆陶县相似。

(2)险情研判。发现堤顶道路表面的纵向裂缝时,要继续查看有纵向裂缝堤段的堤坡是否有脱坡及塌陷现象、堤脚是否有滑动的痕迹,据此研判大堤是否存在发生滑坡的可能。

(3)险情处置措施。在发现有纵向裂缝的几天内仍然有降雨,为此先采取“保守疗法”,即用塑料布进行覆盖,防止降雨通过裂缝进入大堤内部。待天气转晴、裂缝表面干燥后,再用沥青进行灌缝[2]。若发生堤坡塌陷、堤脚滑动现象,则必须填筑土石方进行压脚,增加稳定性,填方量大小以形成稳定为原则。在堤坡脱坡及塌陷严重处,必须削坡后重新填筑,情况紧急时可以用碎石子拌合土料马上处理,待汛期过后再进行水毁修复项目的恢复施工[3]。

2.4.2 堤顶道路横向裂缝

(1)险情发生地点。漳河右堤大名县营镇回族乡魏村段范围内,巡查人员发现存在1 条贯通堤顶的横向裂缝,宽度在20 mm 左右。海委工作组马上进行现场查看,发现横向裂缝的下部为大堤内部的魏村引水涵闸。

(2)险情研判。发现堤顶道路表面的横向裂缝后,要继续沿横向裂缝的2 个堤肩查看大堤的迎水坡、背水坡是否存在坡面裂缝情况[4]。清除坡面杂草、铲除坡面覆土后,发现浆砌石的迎水坡面有裂缝,宽度在10 mm 以下,长度已经到达水面;背水坡为土质,也存在裂缝痕迹。经分析,得出以下结论:由于堤防下部有穿堤涵洞,上部覆土在河道长期高水位浸泡下进一步固结、产生收缩,导致了横向裂缝的出现。

(3)险情处置措施。①应急处理措施:由于正值汛期泄洪,只能先进行紧急处理,具体措施如下:为防止河道内洪水进入堤身,必须对迎水坡进行重点处理,首先覆盖不透水土工布(或彩条布),上压袋装土,长度为横缝处上下游各20 m,顶部应高于河道内水位1 m 以上(根据当时的泄洪量分析,预测水位不会再涨),下部应到达内坡堤脚;同时,对背水坡坡脚进行压重,用透水编织袋装碎石屑(或粗砂)进行压盖并形成排水,长度、宽度可略低于迎水坡。②永久处理措施:在汛后进行,先挖开横向裂缝处,再严格按照相关规范要求重新进行土方回填及夯实,迎水坡重新砌筑浆砌块石护坡。

3 经验和思考

漳河罕见秋汛及其岳城水库大流量行洪,对漳河干流堤防造成很大压力、产生了各类险情,但都得到了妥善处置。经分析总结,有以下5点经验和体会。

3.1 早发现险情是抢险成功的基础

从险情发生的程度看,上述险情均为小险情,各类险情均在初期。这主要归功于海委漳卫南局邯郸河务局3 个基层河务局(馆陶河务局、大名河务局、临漳河务局)的早发现。基层河务局人员按照巡堤查验的要求,通过24 h不间断的巡堤,在险情初期及时发现并立即上报,给险情抢护争取了主动。

3.2 精准处置险情是抢险成功的前提

从各处的险情种类看,上述险情均为堤防类常见险情。从各类险情采取的处置措施看,所采用的措施均为常规手段[5,6]。如,“养水盆”用于徐万仓段的3 处管涌,水平铺盖排水用于徐万仓段的5 处渗水、大名县崔庄段的3处渗水,棱体排水用于大名县周庄段1 处渗水导致的坡脚坍塌,抛石护滩用于临漳县陈村段滩地坍塌崩岸。

3.3 因地制宜是抢险成功的根本

(1)土工材料的应用。传统上,对管涌及渗水险情,自下而上一般采用细骨料(中粗砂)、粗骨料(四六分石子)与石块。此次漳河秋汛对管涌及渗水险情,仅铺设1层透水土工布及1层细骨料。土工布对于“留土透水”起到了关键作用。在后期观察中,发现水位没有继续上涨,不再铺设粗骨料及石块。

(2)因地制宜地选用抢险材料。当地没有中粗砂作为反滤料,就选择了碎石屑,只要满足透水的原理要求即可。装填块石没有铅丝笼,就临时焊接钢筋笼,只要能把水流易冲走的小体积石头变为不能被冲走的大体积石头即可。

3.4 水利系统上下通力合作是抢险成功的关键

漳河秋汛发生险情后,先后有水利部工作组、海委工作组、河北省水利厅工作组、海委漳卫南局工作组及各级基层管理局人员、邯郸市水利局工作组及相关县水利局人员到达现场。因此,海委工作组在此次漳河险情处置中提出的防汛抢险技术方案凝结着水利部工作组、漳卫南局工作组及各基层局人员、河北省省市县水利厅、局人员的心血和智慧,各方上下通力合作才取得抢险成功。

3.5 各地县政府的高度重视是抢险成功的保证

馆陶县、临漳县、大名县三地县政府都较好地贯彻了防洪法中“防汛抗洪工作实行各级人民政府行政首长负责制”的规定。县政府不仅调用了大量人力,而且购买了大量材料,确保了漳河险情处置工作的成功。

4 结语

此次漳河秋汛中,海委工作组通过分析、研判、提出的抢险处置技术方案在馆陶县、临漳县、大名县各类险情中得到了实际应用。实践证明,各处险情处置方式得当、效果良好,确保了漳河秋汛险情处置工作的成功。

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