木兰溪流域防洪工程运管问题与处理措施

时间:2017-06-18

1、工程概况

　　1.1、木兰溪流域

　　木兰溪是福建省“五江一溪”重要河流之一，发源于福建德化戴云山脉余支的笔架山，主河道自西向东横贯莆田中部，最后由三江口注入兴化湾。

　　木兰溪干流全长 168km，流域面积 1830km2，其中在莆田境内长 105km，流域面积 1732km2，濑溪桥以上63km 为上游，濑溪桥以下 42km 为下游。木兰陂位于木兰溪下游的木兰山下，是北宋时期建成的古老大型水利工程，为福建省唯一的世界灌溉工程遗产。木兰陂是由陂首枢纽工程、渠系工程和堤防工程三部分组成的，具有拦河蓄水﹑引水灌溉，排水挡潮等水利综合功能，受其拦截，陂的上游河道成为河道型水库，淡水经木兰陂南北节制闸引进南北洋河道，形成纵横交错的河网。木兰陂至三江口长25.8km 为感潮河段，是木兰溪下游主要整治改造的河段，横贯兴化平原中部，把兴化平原分成南、北两部，俗称南北洋。

　　1.2、木兰溪防洪工程

　　木兰溪防洪工程总投资 19.36 亿元，列入国家“三位一体”规划，规划 6 个堤段，整治河道53.48km，新建堤防 104.6km、水闸等穿堤建筑物109 座。木兰溪防洪工程前期进展顺利，是省内“五江一溪”中第一家可行性研究报告通过国家水利部审查，也是按照国家发改委意见分解堤段后第一家完成可行性研究报告批复和初步设计报告审查的防洪工程，同时建设进度位于“五江一溪”前列。

　　(1)堤基地质及堤身结构。木兰溪下游地势平坦，地形总体西高东低，除南北洋平原周边有风化残丘及中低山丘陵地带出露有侏罗系南园组火山岩，动力变质岩和燕山期侵入的花岗岩类外，平原上广泛分布着第四纪地层。南北洋平原为第四系海陆交互相地层及滨海相沉积层覆盖。更新统海陆交互相沉积可分上下两部分，上部由淤泥质粘土层、砂质粘土层、粉砂层、泥质细砂层夹砂质粘土；下部由（淤泥质）粘土层与含砾砂层、砂砾层相间组成。全新统海陆交互相沉积分布广泛，多为淤泥、淤泥质粘土夹细砂层、含砾粗层和泥质粉细层、粉砂质粘土层等；木兰溪下游已建成堤防均为土堤、迎水坡干砌石护砌、背水坡草皮护坡型式，堤顶宽度为 6m，两岸堤距按 235m 控制，设计河道主槽底宽 55m，对地基条件较差的堤段采用地基打设塑料排水带、表层铺中粗砂垫层和加筋土工布加强堤基地基处理以提高地基固结，增强堤身的整体性等一系列综合措施。

　　(2)工程建设概况。对治理木兰溪下游的水害，我省自 50 年代以来，先后进行了多次规划，通过对拦蓄、分洪、建堤三种防洪措施的比较分析，确定了下游河道截弯取直、两岸建堤防洪的工程方案。防洪工程范围为莆田境内的河段，并分期分段进行建设，其中已建成木兰溪下游一期防洪工程（黄厝至港利段）原河道长约 8.7km，截弯取直后河道长约 3.6km，缩短约 5.1km；木兰溪下游二期防洪工程（郑坂段，霞林段）上游起于木兰陂上游倒虹吸管，下游止于一期工程进口，其中郑坂段原河道长 5.1km，改河后河长约 2.94km，缩短约2.16km；霞林段整治旧河道 2.1km，新建堤防 4.4km；木兰溪下游三期荔涵段工程整治河道 6.7km，新建堤防 10.53km，新建水闸 4 座，拆除并重建水闸 2座，其中 9.5km 已基本完成主体工程建设。目前一、二期工程(包括木兰陂南、北两个水利景观公园)已建成投入使用，三期荔涵段已基本建成，其它堤防工程建设正加紧进行，争取尽快建成投入使用。

　　(3)防洪工程效益。木兰溪下游一期、二期防洪工程建成投入使用的堤防长计约 17.5km，沿堤新建涵闸 12 座 26 孔（包括木兰陂南节制闸 2 孔，北节制闸 1 孔），设计流量共计 728.5m3/s，其中南洋6 座 13 孔，设计流量计 280 m3/s，北洋 6 座 13 孔，设计流量计 448.5m3/s。堤防防洪标准提高到 50 年一遇，木兰陂下游堤防由原来的 87.48km 缩短至62.622km，河道急弯消失，泄洪顺畅，下泄的洪水被约束在两岸防洪堤内，防洪效果凸显,结束莆田市主城区河段不设防的历史，工程初步发挥了重要防灾减灾效益和社会经济效益。待木兰溪下游防洪工程全部完工投入使用后，将大大地提高了堤防工程防灾减灾能力，有力地保障了人民群众的生命财产安全和工农业生产有序进行，造福于莆田人民。

　　2、运行管理常遇问题及原因分析

　　木兰溪木兰陂下游为半日型感潮河段，遇上台风暴雨造成的洪水及天文大潮，堤防受到河流冲刷、高潮位浸泡、风浪冲击、暴雨、泄洪、水位骤降等因素影响可能出现渗漏、沉陷、裂缝、滑坡、河床冲刷崩滩、护坡砌石起鼓等险工隐患，在巡查中要注意容易产生隐患的位置，做到尽早发现尽快维护。

　　2.1、日常巡查

　　（1）堤顶和背水坡情况：注意观察堤顶路面是否沉陷、塌窝、开裂；观察背水坡是否存在兽穴、蚁穴、排水沟被堵塞﹑放牧和人为占用破坏等现象；观察堤防背水坡在外江大潮、洪水等高水位期间是否出现散浸、管涌、流土、漏洞等现象。（2）迎水坡面、岸滩及防浪墙情况：观察护坡和岸滩是否存在石块松动﹑翻动﹑架空﹑缺失、垫层流失、滑坡、塌陷等现象；河床软体排是否存在破损、掀排；排水系统是否通畅；防浪墙有没裂缝﹑变形和倾斜等情况。 (3)水闸﹑涵闸情况: 观察建筑物有没变形﹑开裂，伸缩缝随气温变化情况，止水填充物是否完好，水闸地基和两端与堤防连接处有没渗漏等现象；上下游翼墙排水有没顺畅；闸板有无裂缝﹑脱焊，铆钉和螺栓有没松动、锈蚀，油漆有没脱落，止水橡皮有没老化，滑块是否脱落，滑轮能否正常转动；钢丝绳有没断裂；开闸泄水时要观察水流流态，现有护坦、海漫、防冲槽等是否出现淤积、冲刷破坏，闸门升降是否运行顺畅。（4）启闭机情况：认真检查传动设备、电源设备的可靠性，密切观察是否存在异响、螺母与螺杆严重磨损、连接螺杆弯曲锈蚀、三角带以及地脚螺栓松动等安全隐患，并保证人工手摇工具不得缺失。(5)备用电源情况：检查发动机的燃油﹑冷却液﹑润滑油是否正常；每月至少试车 1 次，检查发动机﹑起动设备、发电机和电源连接线路工作是否正常。（6）信息管理：每天按时观测水﹑雨﹑潮情，做好记录；巡堤查险及处理情况﹑水闸启闭时间等都要记录在册。记录要准确、详实，做到水文数据有据可查，工作情况一目了然。

　　2.2、非常巡查

　　在台风暴雨、大潮高水位、大风浪、水位骤降期间，应加强巡查力度，增加巡查次数，特别要对背水坡、堤身和建筑物接合处、反滤堤脚、外护坡等容易发生险情的部位重点巡查，做到不留死角、不留隐患、不留险情。

　　2.3、发现险情分析原因，及时上报

　　对堤防等水工建筑物的现场巡查，就是用眼看、耳听、手摸等直观方法进行检查和观测，以便及时发现不正常现象，从中联系分析，初步叛断水工建筑物即将或已经发生险情的原因，从而采取相应的维修养护措施。一般险情及时处理，定期汇报；重大险情随时报告，并根据现场情况提出处理意见。做到有险情早发现﹑早报告﹑早处理，确保堤防工程的安全。

　　3、处理措施

　　堤防工程及其相联的建筑物的养护与维修需要根据巡查观测的情况，及时消除隐患而进行加固处理，以保证堤防工程及其相联的建筑物处于良好的工作状态，并要对工程定期地进行维护，延长工程寿命，使其保持完整和正常运行。除此之外，要推进水管体制改革，加快现代化建设。

　　3.1、采用工程措施，及时维护

　　（1）裂缝处理：较浅裂缝一般采用开挖回填夯实的处理办法，对于深度超过 5m 的裂缝采用灌浆或上部开挖回填下部灌浆的方法处理，开挖的土料禁止堆放在坑边，以免影响边坡稳定。（2）散浸处理：发现散浸险情后应查明原因，堤身稳定且险情较轻并无发展的，可以密切监视，如果险情较为严重的，用外坡防渗﹑内坡导渗的方法处理，不能在内坡做压浸台。（3）管涌、流土处理：在出逸处设反滤压盖、反滤围井、减压围井、透水压渗台等。（4）漏洞处理：漏洞一般在堤防迎水坡有洞口，孔洞贯穿堤身，出水口在背水坡下部或坡脚附近，常用迎水坡堵洞，背水坡导渗的处理方法，但绝不能在出水口打桩或填土封压。（5）滑坡处理：迎水坡滑坡应尽量增加抗滑力，尽快减小下滑力，具体是“上部削坡，下部固坡”，先在迎水坡做土石戗台压重固脚，后削坡，同时背水坡培厚补强；背水坡主要是由渗流作用引起的滑坡，要采取迎水坡截渗背水坡导渗的措施，并在滑坡体下部压重增加抗滑力、滑坡体上部削坡减载。（6）崩岸处理：岸滩因水流冲涮或水位骤降引起坡面或坡脚崩塌，可采取护脚抗冲、缓流挑流、减载加帮等处理办法。（7）堤防的日常维护：迎水坡、岸滩出现块石松动、缺失的，应及时夯实、填补；防浪墙块石缺失的，应及时补上并用水泥沙浆砌紧，墙体开裂应用等同原标号的水泥沙浆填满抹平；堤顶柏油路面开裂的，应用柏油在裂缝处填满补平；背水坡出现塌陷、洞穴、冲沟的，要求及时填平补齐，缺少的草皮要在适宜季节补植更新，对于放牧、种植等违章现象应及时制止纠正；保持堤防的排水畅通，发现排水设施淤塞的要及时清理。（8）水闸、涵闸日常维护：应定期进行放水冲淤或人工清淤，防止泥砂淤积堵塞闸门，确保排水畅通；钢闸板应定期除锈防腐处理；认真检查紧固铆钉和螺栓，及时更换老化破损的止水橡皮，保证闸门安全运行；认真清理闸底、闸槽的堵塞物，保持闸门清洁，避免启闭时卡坏闸板，造成漏水和螺杆弯曲。启闭机应注重保养，坚持定期清洗、上油润滑，保证启闭灵活；及时更换磨损严重的零配件、断裂的钢丝绳，防止闸门滑落启闭失灵；注意启闭机供电线路的维修，及时更换损坏开关和电线，防止短路或触电事故；水闸上下游防护设施翼墙、护底、海漫、防冲槽等被冲刷破坏时，要及时修复加固。

　　3.2、加快现代化建设

　　（1）培养人才队伍：在堤防管理队伍中，需组织学习政策、科学和文化、管理业务，提高队伍的科学管理水准。（2）加强宣传，依法管理：管理范围内违章现象时有发生，要经常性、针对性地做好相关的水法律、法规宣传工作，使单位和个人认识到堤防工程的重要性，提高自觉保护水利工程设施的意识，做到以防为主，防范在先，对违法行为应坚决阻止。（3）加大投入：水利工程建成后，应克服重建轻管的思想，加大财政投入，合理利用管理资金，通过科学有效的运行管理，才能发挥最佳的综合效益。（4）建设信息化系统：木兰溪河道及堤防工程线长面广，根据现代化管理的实际需求，以现代化信息技术为依托，建立完整的信息数据库、利用互联网等现代化技术，搭建集河道及堤防工程数据的采集、管理、分析、处理、应用等为一体的现代化管理体系，建立基于 GIS 的三维可视化辅助评价决策支持平台，提供河道、堤防动态浏览和二维、三维灵活查询，展现堤防、水闸、河道、险工段、防汛调度等资料信息，实现“管理自动化、信息网络化、服务智能化”，为防汛决策、河道及堤防工程日常维护管理提供全面、及时、准确的信息服务和技术支持，提升现代化运行管理水平。

　　4、综合调度，提高运行效率

　　4.1、熟悉洪水特性及成因，为调度提供依据

　　造成本流域洪水主要为梅雨和台风雨两种类型，梅雨一般从 4 月下旬开始至 6 月下旬结束，台风雨多在 7～9 月出现，一般历时 2～3 天，时间短，雨量集中，常造成严重的洪涝灾害。本流域地处感潮河段，农历八、九月份既是台风活动期又是外江潮汛期，当洪潮相遇时，内河形成的洪水受外江潮水的顶托而无法顺利排泄，更加剧了洪涝灾害程度。

　　4.2、掌握水位调度的影响因素，合理启闭水闸

　　影响河道水位调度的因素有气候、木兰溪上游水位、水库蓄洪泄洪、片区流域面积、各时段工农业及水产养殖用水情况、木兰陂下游感潮段潮水位等。坚持“未涝先排、未旱先蓄、勤开勤关”的原则，合理调度水位。主要做法：（1）密切注意雨﹑水、潮、风情的变化，及时报送信息，做到汛情共享。服从上级防汛总调度，根据预测的降雨量，提前开闸泄水、腾空河道库容，做到未涝先排。若遇到台风、暴雨夹大潮等灾害性天气，应提前开启全部沿堤水闸和木兰陂 28 孔溢流堰闸泄水，并关闭木兰陂南、北进水渠节制闸，使洪水归槽,防止潮水跨过木兰古陂（陂顶高程：黄海 4.96m）倒灌南北洋河道。同时，加强防范因预测不准或有风无雨而提前开闸泄水造成河道缺水的风险。（2）根据莆田西北高东南低的地势和木兰溪自西向东的流向，构成了水位西高东低落差的特点，排涝时要先从上游水闸开闸排水，挡潮时要先从下游水闸闭闸挡水。在启闭水闸的过程中，要观测外江潮位，当外江潮位高于内河水位时，需及时关闭水闸，待潮位退至低于内河水位时，再开闸排水，做到涨潮不让潮水倒灌﹑退潮及时排出内河涝水，尽可能减少自然灾害造成的损失。（3）针对兴化平原易涝易旱的特点，在枯水期雨量偏少时，要及时关紧水闸、涵闸，做好抗旱保蓄水工作；下放闸板关闭木兰陂 28孔溢流堰闸，抬高上游水位，科学调控木兰陂南、北两节制闸对南北洋河道进行水量补充，尽可能满足工农业生产以及生态用水需求。

　　5、结束语

　　堤防、水闸是重要的防洪工程设施，建设是基础，管理是关键，运行是目的。在日常运行管理维护中，要掌握所辖水利工程运行基本情况，积极实施有效的管理和维护，不断积累合理启闭水闸、科学调度河道水位的实践经验，保证工程安全、防洪安全、供水安全、水生态安全。

　　参考文献:
　　[1] 梅孝严.水利工程管理[M].北京：中国水利水电出版社，2005．
　　[2] 沈长松.水工建筑物[M].北京：中国水利水电出版社，2008.
　　[3] 陈胜宏.水工建筑物[M]..北京: 中国水利水电出版社，2004.

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