吉全喜
(甘肅省武山縣水土保持站,甘肅 武山 741300)
武山縣屬黃土丘陵溝壑區第三副區,黃土高原和西秦嶺山地的復合地帶,多年平均降雨量470 mm,降雨集中在6—9月,水土流失嚴重,年平均土壤侵蝕模數為5 600 t/km2。由于溝道缺乏有效的控制攔蓄措施,歷史上發生過多起溝道暴洪泥石流災害,這些災害對下游人民群眾的生命和財產、道路、農田、廠礦等基礎設施造成了巨大的危害和損失。淤地壩作為溝道攔擋工程,起著控制溝道水土流失和山洪泥石流災害的最后一道防線作用。
武山縣淤地壩建設經歷了4個階段:一是20世紀70—80年代進行了哈蟆口淤地壩工程、大水溝淤地壩工程建設,由于施工技術落后,財力、物力緊張,工程沒有完工就被沖毀;二是20世紀90年代有些鄉(鎮)投資修建了一些不符合標準的淤地壩,這些壩數量少,且已過多年,被淤平或沖毀,已失去淤地壩基本功能;三是2001—2009年張家溝小流域壩系建設;四是張家溝淤地壩除險加固工程,從2012年到現在,對張家溝淤地壩分期分批進行溢洪道增設、壩體加固、上壩道路建設、放水建筑物的維修等工程。
武山縣現有淤地壩16座,其中:7座骨干壩,7座中型壩,2座小型壩。隨著管理和修建工藝水平、投資的提高,工程質量高,效益顯著,特別在滯洪排清、控制泥土出溝、保證下游安全方面起到巨大作用。據調查,現有淤地壩攔泥量47.84萬m3,淤地面積為5.87 hm2。同時,因地制宜的以壩帶路,改善了交通條件。
一是淤地壩建設前成立了縣級領導機構,組織、溝通、協調地方配套資金、土地占用、水電通暢等問題,為工程建設做好前期準備工作。二是工程按照管理要求和建設程序,進行了嚴格的招標投標制、合同制、監理制、法人負責制、公示制、項目報賬制,保證了工程質量標準和進度。
淤地壩工程建設前,建設單位組織建設和施工單位的技術與管理人員到外地施工現場觀摩,聽取兄弟單位建設和管理的經驗與心得,學習和掌握淤地壩的分類、施工工藝,吸取先進的管理經驗,同時聘請專家對建設和施工單位的管理人員與施工技術人員集中培訓,提高了建設和施工單位人員的業務能力和技術水平,為淤地壩的施工和建設管理做好了基礎準備工作。
淤地壩在新建和除險加固過程中,監理、設計、建設、施工等參建人員針對施工中出現壩基滲水、土體碾壓標準、混凝土輸送等問題,在現場探討與研究,參照規范,采用了壩基滲水處理、土壩碾壓新技術,混凝土輸送新工藝,提高了工程質量和建設效率。
2.3.1 采用滲水處理技術,保障壩基穩固 張家溝流域淤地壩壩基基礎有地下水出露,兩岸坡有滲水層(沙礫石層與黏土層相間)現象,這些現象會使壩的土體含水量增加,施工現場不整齊,機械作業不能展開,同時影響壩的基礎和壩體的穩固,結合“疏排為主,堵塞為輔”的辦法,采用樹枝狀沙槽+反濾體、沙槽接滲水砂層、水泥灰埋壓等技術,將基礎和岸坡滲水引導到消力池或反濾體,降低了土體含水量,使碾壓土方的干容重達到標準,場地水流得到有效處理,方便了施工,提高了施工效率,保證了壩體的穩固。
2.3.2 采用新工藝,提高工程質量和施工效益從2001年新建大坡溝中型淤地壩開始,壩體碾壓方式由推土機碾壓過渡到裝載機+推土機碾壓,使土體干容重增高,土層更均勻,施工進度加快。2019年開始的除險加固工程,混凝土輸送方式由架子車+人工、泄槽和裝載機輸送過渡到地泵輸送方式。由于是小方量混凝土施工,受到道路、地形及人工條件的限制,從加快施工進度、提高效率、降低成本和安全出發,大型泵車及商砼不能直接到達現場,而小型泵送混凝土方式不但解決了混凝土輸送過程中地形條件的限制,降低了施工危險,而且提高了施工效益。
坡面治理及時跟進,與淤地壩建設相協調,降低壩系防洪危險。張家溝流域壩系工程完成后,整合全縣梯田與造林項目,從2001年到2009年,流域實施了國土、水保的坡改梯工程和林業退耕還林還草、經濟林建設等項目,在改善坡面生態、生產環境的同時,提高了坡面治理程度,減少了坡面來沙來水量,減輕了淤地壩滯洪的壓力,增加了淤地壩使用年限。
武山縣淤地壩建成后,依據壩系運行和管理規范進行了嚴格的管理,保證了壩系的運行安全。
由鄉村負責淤地壩的日常管護工作,及時快捷有效的處理淤地壩存在的問題,水保站做好淤地壩管護運行過程中的技術支撐。每年在年末歲初、大雨過后進行大檢查,對存在的問題作好記錄,及時上報和處理,同時對下游做好預警和防范工作。
及時編制防汛預案,依據預案,每年組織防汛演練,通過對相關行政、技術、巡查、管護和周圍群眾進行培訓、學校學生的宣傳和“四不兩直”的督查警示,在淤地壩區顯眼位置設立警示牌,利用網絡、廣播、散發傳單等方式,到流域內的學校、村莊進行廣泛宣傳,提高了人民群眾的防水安全意識以及相關管理人員的責任意識和管理水平。
大坡溝中型淤地壩建成后,實施了坡改梯工程,嘗試“梯田+果園+淤地壩庫區蓄水+管護”的模式,發展了果園經濟,果業公司利用了壩庫蓄水,由果業公司負責該壩的安全運行和管理。另外,充分利用現有條件,通過以壩帶路,改善了當地的交通生產條件,方便了當地群眾的生產和生活,利用現有的蓄水條件,發展了養殖、種植、果園等產業,并取得了良好的效益。
武山縣中型淤地壩安全運行過程中滯洪泄洪問題凸顯,隨著運行年限增加,滯洪庫容已普遍不足,遇超強度降雨時,隨時會產生漫壩垮壩的危險。
建壩時由于資金的限制,沒有考慮工程安全運行時的上壩管護道路、警示牌、防護欄、防汛預警系統、以壩帶路的排水設施配套,對運行安全影響嚴重,如由于經過壩頂的硬化道路沒有排水渠、消力池設施,加之壩體不均勻沉降,導致壩頂被沖毀,造成道路中斷,對以后淤地壩的安全運行帶來了巨大的資金、組織搶險、管護、技術處理等多方面的壓力,信息獲取的遲滯性也使險情處理的效率低下。
淤地壩工程離村莊遠,有些壩淤面積還處在第一放水孔高度以下,壩庫或多或少有蓄水,觀光旅游、釣魚戲水人次增多,加之管護人員報酬低,不能多時間巡查到位,致使大人、小孩、車輛和牲畜出現危險的概率增大。
進一步深化、細化淤地壩安全運行與管護的規范,在設計階段充分考慮并加大配套相關設施(上壩道路、壩體排水、壩體道路、圍欄、警示牌和預警系統)的體系建設、投資及部分運行費用和電子信息自動管理系統,保證淤地壩運行安全的同時,對群眾的生產生活發揮更多的作用。
盡快對中型壩增設溢洪道,降低超設計洪水引起的漫壩垮壩的危險。同時,根據淤地壩攔泥、滯洪、排清功能的產生、消弱或消失,對淤地壩及時進行降等和銷號,定位淤地壩濕地生態或壩地生產功能。