極端天氣對(duì)東魚河堤防工程的影響及對(duì)策

韓 光

（濟(jì)寧市水利事業(yè)發(fā)展中心，山東濟(jì)寧 272100）

東魚河是20 世紀(jì)60 年代后期，為解決南四湖湖西地區(qū)洪澇災(zāi)害而開挖的一條大型防洪排澇河道。干流起源于菏澤市東明縣劉樓村，向東流經(jīng)菏澤市牡丹區(qū)、曹縣、定陶區(qū)、成武縣、單縣，濟(jì)寧市金鄉(xiāng)縣、魚臺(tái)縣等8 個(gè)縣（區(qū)），于濟(jì)寧市魚臺(tái)縣西姚村北入昭陽湖，全長174 km，流域面積5 923 km2。東魚河支流較多，流域面積100 km2以上的河道有23 條。

1 流域概況

東魚河流域?qū)倥瘻貛О霛駶櫄夂騾^(qū)，具有冬、夏季風(fēng)氣候特點(diǎn)，四季分明，冷熱季和干濕季區(qū)別較為明顯。流域內(nèi)多年平均降雨量700 mm，豐水年（1964 年）降雨量達(dá)1 055 mm，枯水年（1988 年）降雨量僅為279 mm。受季風(fēng)的影響，降雨量年內(nèi)變化較大，汛期（6~9 月）占全年的70%以上，從而形成春旱夏澇晚秋又旱的特點(diǎn)。流域內(nèi)年平均蒸發(fā)量為600~700 mm。

東魚河堤防工程經(jīng)工程治理，按50 年一遇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加高培厚，采用50 年一遇防洪流量2 261~2 491 m3/s，按2 級(jí)堤防加超高2.0 m 確定堤頂高程。經(jīng)與施工前堤防比較，本次治理兩岸復(fù)堤(含缺口堵復(fù)、堤防加高培厚) 總長度為25.00 km ，其中：左岸14.40 km，右岸0.60 km。干流堤頂高程38.29~43.47 m，內(nèi)堤距為340~450 m。對(duì)支流東溝回水段按干流堤防標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行復(fù)堤，復(fù)堤總長4.1 km。東魚河堤防迎水坡邊坡為1∶3，結(jié)合堤防邊坡穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果，因遷占困難，堤防背水坡邊坡為1∶2。堤頂排水采用散排，未增設(shè)集中排水設(shè)施。

2 極端天氣影響分析

東魚河濟(jì)寧段治理工程完成后，連續(xù)遭遇臺(tái)風(fēng)和強(qiáng)降雨天氣。2021 年汛期，濟(jì)寧市出現(xiàn)明顯降水過程20 次，其中全市較大范圍暴雨過程11次，東魚河工程沿線呈現(xiàn)降雨強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長的氣候特征；同時(shí)，由于第6 號(hào)臺(tái)風(fēng)“煙花”給濟(jì)寧全市帶來147.1 mm 平均降雨量，且其影響區(qū)域與此前強(qiáng)降雨區(qū)域重合度較大，致使土壤飽和，產(chǎn)流匯流較快，對(duì)堤防工程帶來嚴(yán)重危害。2022 年6 月26 日以來，東魚河駐地所在的魚臺(tái)縣先后遭遇大暴雨、特大暴雨。截止9 月底，魚臺(tái)縣累計(jì)降雨量659.4 mm，比去年同期降雨量434.5 mm 偏多51.8%，比歷年同期平均降雨量341.7 mm 偏多93.0%。強(qiáng)降雨加重工程沿線洪澇災(zāi)害的同時(shí)，也嚴(yán)重毀壞東魚河堤防工程。據(jù)統(tǒng)計(jì)，歷次強(qiáng)降雨共造成東魚河堤頂防汛路路面沉降及積水嚴(yán)重段7 處、堤防內(nèi)外坡塌陷坑12 處、雨淋溝30 處、穿堤管洞5 處。雨淋溝、塌陷坑、穿堤管洞維修工程量共需土方3.7 萬m3。

3 堤防水毀工程成因分析

3.1 堤防施工存在隱患

1967—1969 年東魚河治理工程為冬季人工施工，凍土筑堤，且土質(zhì)多為砂性土。2000 年、2020 年東魚河治理時(shí)，只對(duì)堤防標(biāo)準(zhǔn)堤部分采取機(jī)械分層碾壓施工，其余堤防未進(jìn)行碾壓、夯實(shí)，堤身密實(shí)度較差、透水性較高，抗蝕性、抗剪性較差，易產(chǎn)生堤表徑流，發(fā)生溝蝕。

3.2 堤防工程設(shè)計(jì)存在缺陷

東魚河堤防工程設(shè)計(jì)無排水設(shè)施，采用散排方式排水。暴雨是造成雨淋溝的主要?dú)夂蛞蜃樱谕临|(zhì)強(qiáng)度較小的地段，雨水集中匯流后，對(duì)邊坡形成沖刷，小的溝紋遭遇連續(xù)沖刷，不斷擴(kuò)大，從而形成雨淋溝。

3.3 動(dòng)物洞穴易形成堤身塌坑

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的推進(jìn)，野生動(dòng)物的生存、活動(dòng)余地被極大擠壓，堤防成了它們活動(dòng)的場(chǎng)所，東魚河地理位置偏僻，堤防上出現(xiàn)了多種動(dòng)物挖洞造穴隱居的情況，洞穴受雨水浸泡后極易形成堤身塌陷坑。

3.4 植被護(hù)坡不完整

植被護(hù)坡是利用植物發(fā)達(dá)的根系固土護(hù)坡的一種常見形式。東魚河治理工程綠化設(shè)計(jì)就是在內(nèi)外邊坡均撒草籽護(hù)坡，新長出的草皮，根系不發(fā)達(dá)，加上，東魚河魚臺(tái)段當(dāng)?shù)卣跍?zhǔn)備做東魚河景觀提升工程，對(duì)魚臺(tái)段的堤防進(jìn)行了刷坡處理，植被完全被清除；金鄉(xiāng)段雖然有植被，但是不全面，無法達(dá)到防沖刷的效果。

4 對(duì)策措施

4.1 及時(shí)修復(fù)“雨淋溝”等水毀工程

根據(jù)雨淋溝對(duì)邊坡破壞范圍，較大的采用1 m3反鏟配合人工進(jìn)行開挖，較小的部分采用人工進(jìn)行開挖，開挖原則為清除雨淋溝松散土至原狀土基面，并開挖成臺(tái)階狀，自臺(tái)階底邊線沿渠道方向1∶2、垂直水流方向1∶1 削坡至下一臺(tái)階底部，臺(tái)階寬度控制在56~60 cm。就近在臨時(shí)料場(chǎng)采用1 m3反鏟挖裝20 t 自卸車運(yùn)送土料，人工分層攤鋪，人工利用振動(dòng)沖擊夯進(jìn)行夯實(shí)，逐層填筑。

4.2 采用多孔質(zhì)預(yù)制件結(jié)合草皮護(hù)坡

對(duì)部分堤身進(jìn)行分層夯實(shí)，鋪設(shè)多孔質(zhì)預(yù)制件，其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在施工簡單快捷，有利于植物生長和小生物繁殖，耐沖刷，防止泥土流失的功能較強(qiáng)。草種選擇“狗牙根”“高羊毛”等固土護(hù)坡作用強(qiáng)的草種，以“狗牙根”為主，配少量比例的“高羊毛”，種草密度可設(shè)為20 g/m2。施工前對(duì)邊坡進(jìn)行全面檢查，并進(jìn)行平整清理，盡可能清除不利于草籽生長的石塊和垃圾等雜物；按事先確定的配種方案和一次施工面積，根據(jù)草種習(xí)性和施工需要分別采用冷水浸種、層積催芽、升溫催芽、化學(xué)藥浸泡等措施處理，促使種子提早發(fā)芽，提高發(fā)芽率；草種播種后做好養(yǎng)護(hù)措施，確保效果。

4.3 及時(shí)清除害堤動(dòng)物，處理動(dòng)物洞穴

首先，堤坡上雜物，整理備防土料、備防石料垛，消除便于獾、狐生存、活動(dòng)的環(huán)境條件。因地制宜，采用人工捕殺、器械捕捉、藥物誘捕、熏蒸驅(qū)逐、化學(xué)絕育等方法清除害堤動(dòng)物。再對(duì)堤身內(nèi)的洞穴及時(shí)采取開挖回填或充填灌漿等方法處理。具體措施：堤防迎水側(cè)有獾洞的情況，可采用洞口開挖土方約2~3 m3，下面鋪設(shè)防滲土工膜，再回填土；堤防背水側(cè)有獾洞時(shí)，要沿堤軸線方向挖溝槽，溝槽深要超過洞底0.2 m，溝底寬約1.0 m，溝長要超出堤身獾洞分布上下邊緣線2 m，然后再回填黏土分層夯實(shí)，以形成截滲墻；然后進(jìn)行獾洞封堵，封堵前，應(yīng)將洞口周圍的浮土清除干凈，再向洞內(nèi)夯筑黏土回填至原坡狀；堤身的獾洞在開挖回填的基礎(chǔ)上可采用堤身灌漿。可用10%的水泥黏土漿（濃度1.2~1.3 g/cm3）對(duì)堤身進(jìn)行密實(shí)灌漿。灌漿時(shí)采用“先上游、后下游、再中間；先稀后稠，少灌多復(fù)”的工藝分序分次灌漿。

4.4 設(shè)置集水井排水

在堤防地勢(shì)低洼處設(shè)置集水井，順堤坡、灘地鋪設(shè)D800 暗管，將雨水排到河槽內(nèi)，以防堤頂徑流沖刷堤身，該做法施工簡單快捷、工程造價(jià)低。具體做法：采用人工配合機(jī)械開挖溝槽，及時(shí)進(jìn)行整平；由集水井的一端開始下管，下管時(shí)注意要保證相鄰管內(nèi)錯(cuò)口不大于3 mm，然后安裝管道，遇到集水井處安管與管長不符時(shí)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整井位，避免截?cái)喙懿模辉龠M(jìn)行集水井砌筑，砌筑時(shí)要注意管徑、方向、高程，管與井壁銜接緊密；最后分層進(jìn)行土方回填、夯實(shí)。