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大湖之南丨一文读懂!洞庭湖堤垸为何容易出险情?,堤防,水系,建设
2024-07-15 00:38:03
大湖之南丨一文读懂!洞庭湖堤垸为何容易出险情?,堤防,水系,建设

7月5日16时许,湖南省岳阳(yang)市华容县团洲垸洞庭湖一线堤防(桩(zhuang)号(hao)19+800)发生管涌险情(qing),引起大堤塌陷,于17时48分许,紧急封堵失败,导致堤坝(ba)决堤。

截至7月7日17时,团洲垸决口已封堵91.5米。预计在7月9日12时前完成封堵。

此次溃(kui)堤的团洲垸属于洞庭湖区24个蓄洪(hong)垸之一,蓄洪(hong)垸的定义是指设置在河(he)流中下游用(yong)于蓄滞(zhi)洪(hong)水的低(di)洼地带(dai)或堤垸,为蓄滞(zhi)洪(hong)区。

洞庭湖水系及周(zhou)边(bian)情(qing)况怎样?堤垸是如(ru)何形(xing)成的?为何容易出现险情(qing)?何为管涌险情(qing)?要如(ru)何进行(xing)应(ying)对处置?

洞庭湖水系复杂,垸区相连

洞庭湖是我国第二大淡水湖,湖面(mian)面(mian)积2625平(ping)方公里,洞庭湖区涉及湖南省38个县(市、区)。洞庭湖水系复杂,北有松滋口、太平(ping)口、藕池(shi)口、调(diao)弦口“四口”承接长江(jiang)荆江(jiang)段来水,南纳湘江(jiang)、资水、沅(yuan)水、澧水“四水”来水,以及汨罗(luo)江(jiang)、新墙河(he)等湖周(zhou)中小河(he)流,全部来水从岳阳(yang)市城陵矶七里山以下3.5公里汇入长江(jiang)。

自1958年(nian)调(diao)弦口封堵之后,洞庭湖水系便形(xing)成了(le)“九九归一”的格局。正是由于水系复杂,与其他大江(jiang)大河(he)保护区不同(tong),洞庭湖区由一个个垸区相连构成,垸区与洞庭湖、垸区与河(he)流、垸区与垸区之间,通过等级不同(tong)的堤防阻隔。

洞庭湖水系范围。图源(yuan):《中国国家地理》

洞庭湖的形(xing)成经历了(le)一个由小变大、由大变小的演变过程,历史上(shang)长江(jiang)大水带(dai)来大量泥沙涌入洞庭湖区后沉降。洞庭湖区堤防基本为土(tu)堤,地基大多直接坐落在软弱的黏土(tu)、粉(fen)质黏土(tu)之上(shang),下部大多还存在淤泥质土(tu)及粉(fen)细砂、砂砾(li)石等不良松软地层(ceng),堤防存在的工程地质问(wen)题和险情(qing)隐患较多。

洞庭湖堤垸的形(xing)成

长江(jiang)四口及湘资沅(yuan)澧四水大量泥沙沉积在洞庭湖,形(xing)成大量洲滩(tan),吸引人们来垦种,刚开始垦种的时候(hou)无堤防,若遇小水年(nian)份则有收成、遇大水年(nian)份则无收成,当时被称(cheng)为“湖田”。

为了(le)使收成年(nian)份增加,人们在洲滩(tan)周(zhou)围开始建(jian)堤防挡水,随着堤防加高加大,就逐(zhu)渐(jian)形(xing)成了(le)现有的堤垸,堤防保护的范围也是我们所说的堤垸。

目前湖南洞庭湖区千亩以上(shang)堤垸有226个,其中重(zhong)点垸11个、蓄洪(hong)垸24个、一般垸191个,一线防洪(hong)堤防总长3471公里,保护着垸区1844万亩、耕地912万亩、人口1049万人。

在堤垸形(xing)成过程中,堤防是在沙洲泥滩(tan)建(jian)设起来的,部分堤段还跨越原有河(he)道水面(mian)建(jian)设。当时建(jian)设堤垸并无现代技术(shu),未进行(xing)清基处理,无法保证堤防的质量。而且当时的堤防也是由老(lao)百姓(xing)自发填筑起来的,如(ru)部分地区将柳树砍下来作为堤防的地基,必然导致堤防存在先天性缺陷。

洞庭湖堤防存在的主要问(wen)题包括哪些?

从地质分类来看,洞庭湖堤防存在的主要问(wen)题有沙基、软基、堤身土(tu)质差、堤线不科学等。

沙基:地层(ceng)结构上(shang)一层(ceng)为粘性土(tu),一般小于2米,其下为透水性较强的粉(fen)细砂、中细砂、砂砾(li)石层(ceng)。当外河(he)外湖水位过高,水将通过沙基向堤面(mian)内部渗(shen)透,主要有分散性渗(shen)漏和集中渗(shen)漏两种形(xing)式。洪(hong)水期集中渗(shen)漏较普遍,初期以流土(tu)为主,最终形(xing)成管涌,管涌将带(dai)走沿途土(tu)质颗(ke)粒,当空洞到一定程度后,可能造成堤防塌陷,进而发生溃(kui)垸险情(qing)。

软基:湖区较多堤基浅(qian)部存在淤泥质类软土(tu),天然含水量高,孔隙比大,存在强度低(di)、压缩性高、透水性差、固(gu)结排水时间长等特(te)点。部分堤防也是在此地质条件(jian)下建(jian)成,湖区老(lao)百姓(xing)称(cheng)为“橡(xiang)皮(pi)土(tu)”,在高洪(hong)水位期间,大堤容易发生滑坡(po)险情(qing)。如(ru)钱粮湖垸采桑湖一线大堤,经过数(shu)十年(nian)仍然发生沉陷。

堤身土(tu)质:堤防建(jian)设从三国时期就开始,经历过多次的加大加厚,逐(zhu)步形(xing)成目前的局面(mian),受制(zhi)于当时施工工艺(yi)技术(shu)水平(ping),修堤土(tu)均为就近就地取材(cai),无法对土(tu)质作出严格筛选,所建(jian)堤防存在堤身渗(shen)漏、堤身孔洞、滑坡(po)失稳等问(wen)题。

堤线:堤防建(jian)设之初,堤防的堤线未科学分析,一般沿着洲滩(tan)的方向填筑,造成河(he)道弯曲(qu)多,汛期在迎流当冲(chong)或外滩(tan)较窄的河(he)段,在水流的底蚀和侧蚀作用(yong)下,外滩(tan)变窄,有的直接破坏了(le)堤基,导致堤脚掏空失稳。在东、南洞庭及目平(ping)湖地区,湖面(mian)开阔,风的吹程大,雍浪高对一线湖堤产生浪蚀,堤基岸坡(po)淘刷垮塌现象较普遍。

管涌险情(qing)应(ying)该如(ru)何处置?

管涌险情(qing)是洞庭湖区最危(wei)险的险情(qing)。上(shang)世纪(ji)90年(nian)代以来,洞庭湖区发生多处特(te)大管涌险情(qing),如(ru)1996年(nian)长春(chun)垸、钱粮湖垸、共双茶(cha)垸,1998年(nian)南汉垸、安造垸,1999年(nian)民主垸,2014年(nian)善卷垸,2017年(nian)烂泥湖垸特(te)大管涌险情(qing),严重(zhong)威胁堤垸安全,其中安造垸、钱粮湖垸、共双茶(cha)垸、民主垸均因特(te)大管涌险情(qing)溃(kui)堤,造成重(zhong)大经济损(sun)失。

发生管涌险情(qing)处理方法包括反滤导渗(shen)、反滤围井、蓄水反压等。

反滤导渗(shen):在翻砂鼓水险情(qing)较小时,宜适当清理管涌点周(zhou)边(bian)杂物、淤泥后按(an)要求(qiu)分层(ceng)铺设反滤料,按(an)清水流出不带(dai)砂的要求(qiu)控制(zhi)反滤层(ceng)厚度。

沙石反滤层(ceng)压盖法示意图

反滤围井:管涌点涌水量偏大时,适当清除涌水口周(zhou)边(bian)杂物、淤泥,用(yong)土(tu)(砂)袋做成围井,井壁与地面(mian)较好接触,在围井内分层(ceng)铺设滤料,反滤层(ceng)厚度(围井高度)以涌水流出而不挟带(dai)泥沙为准(zhun)。

反滤围井示意图

蓄水反压:如(ru)管涌出水量较大,或涌水口在水塘中,难以铺设反滤料时,应(ying)利用(yong)周(zhou)边(bian)地形(xing)修筑围堤,壅高水位,形(xing)成反压,减少涌水、带(dai)砂量,控制(zhi)险情(qing)。

蓄水反压示意图(上(shang):剖面(mian)图,下:平(ping)面(mian)图)

“发生管涌一定要抢早、抢小。发现管涌时出来的水是清水问(wen)题就不大,如(ru)果带(dai)出细沙也还行(xing),如(ru)果砂石都带(dai)出来了(le)就非常严重(zhong),抢不住的话,砂石不断往外涌,堤下面(mian)就会被掏空,最容易溃(kui)堤。”湖南省水利厅专家说。

总策划:吴齐强

本期统筹:彭(peng)应(ying)兵(bing)

文字作者:匡滢 罗(luo)帅 黄(huang)卓

出品:人民日报客户端湖南频道、人民网湖南频道

投稿邮(you)箱:rmrbkhdhnpd@163.com

发布于:北京市
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