防汛抗洪培训教材(word版)
防 汛 抗 洪 培 训 教 材 中国水利学会组编
目 录 第一讲 防汛抗洪的历史经验 ………………………………………赵春明(1)第二讲 防洪与抗洪抢险 ……………………………………………刘玉忠(7)第三讲 山洪与泥石流灾害的防御………………………………聂芳容等(39)第一章 山洪………………………………………………………………(40)第二章 山洪灾害…………………………………………………………(50)第三章 山洪发生时的人员安全转移和避灾……………………………(60)第四章 滑坡、崩塌防治…………………………………………………(71)第五章 泥石流防治………………………………………………………(91)第六章 水库漫溢防治……………………………………………………(112)第七章 山洪灾害综合治理规划…………………………………………(115)第八章 防御山洪灾害的社会保障措施…………………………………(119)第四讲 堤坝抢险实例 ……………………………………聂芳容 周乐新(123)第一章 渗水处理 ………………………………………………………(123)第二章 翻沙鼓水处理 …………………………………………………(125)第三章 管涌抢险 ………………………………………………………(127)第四章 裂缝处理 ………………………………………………………(129)第五章 滑坡处理 ………………………………………………………(131)第六章 漏洞处理 ………………………………………………………(133)第七章 跌窝处理 ………………………………………………………(135)第八章 漫溢处理 ………………………………………………………(136)第九章 临水崩塌处理 …………………………………………………(137)第十章 挡风浪 …………………………………………………………(139)
第十一章 堵口复堤新技术 ……………………………………………(141)附件 抗洪抢险新技术新产品简介 …………………………………………(145)第一讲 防汛抗洪的历史经验 国家防办 赵春明 自 20 世纪 90 年代以来,我国进入了洪涝灾害多发期,经历了多次大规模的抗洪斗争。特别是 1998 年的长江、嫩江、松花江的抗洪,是人类历史上抗御自然灾害的规模最大的、最为壮烈的一次抗洪斗争。中国抗洪斗争规模之大、经验之丰富,是世界各国所没有的。
一、我国取得历次抗洪斗争胜利的主要原因 回顾 20 世纪中国的防洪史,就可以明显地看出,在 1949 年新中国成立以前的 20世纪上半叶,洪水给我国人民造成了极为严重的灾害,而新中国建立以后的50多年,虽然发生了多次大洪水,但对人民群众造成的危害却大大减轻。1915 年珠江大水,广州市被淹;1931 年江淮大水,死亡 40 多万人,沿长江主要城市都受淹;1932 年松花江大水,哈尔滨市被淹,死亡 3 万多人;1935 年长江支流澧水发生大洪水,死亡 3.5 万人;1938年黄河决口,淹死 89 万人;1939 年海河大水,天津市区被淹。而建国以后的 1951 年淮河大水,1954 年长江大水、1956 年辽河大水、1957 年松花江大水、1958 年黄河大水、1963 年海河大水、1991 年淮河太湖大水、1994 年珠江大水、1998 年长江嫩江松花江大水、1999 年长江大水、2003 年淮河大水,从洪水量级上看,有的超过了建国前的大洪水,但是保住了天津、武汉、广州等大城市,死亡人数大大减少。
新中国成立以来取得历次抗洪斗争胜利的主要原因是: 第一,党和人民政府极为重视水利建设,领导广大人民群众进行了世界历史上最大规模的水利工程建设,抵抗灾害的能力大大提高。这是战胜历次大洪水的最根本的物质基础。
第二,各级政府把防汛抗洪作为执政的大事来抓,实行行政首长防汛负责制,特别是把减少人员伤亡作为首要任务。
第三,各级设立防汛指挥部,统一调动各部门、各方面的力量,集中统一指挥。
第四,军民团结抗洪,充分发挥人的主观能动性,形成了“万众一心、众志成城,不怕困难、顽强拼搏,坚忍不拔、敢于胜利”的伟大抗洪精神,特别是人民解放军、武警部队发挥了抗洪的中流砥柱的作用。
第五,专业抗洪队伍与群众性队伍相结合,打抗洪的人民战争。
第六,依法防洪。制定颁布了《防洪法》、《防汛条例》、《水库大坝安全管理条例》、《蓄滞洪区运用补偿办法》等法律法规。
第七,依靠现代科学技术抗洪。加强非工程防汛措施,搞好气象水文预报,制定防汛调度预案,提高抗洪抢险的技术水平。
第八,不断研究调整治水方略。从大禹治水开始,我们的祖先就不断的探索治水方略。近些年来,逐步重视规范人的自身的活动,在洪水多发区调整工农业生产结构,给洪水留出必要的空间。既改造自然,又适度的适应洪水灾害,并充分利用洪水资源,在减少洪涝灾害的同时,尽量多拦蓄洪水。
以上简单概括了我国防汛抗洪的主要经验。可以说,这些经验是建设中国特色社会主义在防洪减灾方面的具体体现。
二、防汛抗洪工作面临的形势 21 世纪是中华民族实现伟大复兴的时代,国民经济和社会的发展对防汛抗洪工作提出了更高的要求。经过多年的水利建设,特别是 1998 年大水以后,中央加大了水利投入的力度,大江大河干流堤防加固已取得了明显的进展,小浪底水利枢纽、三峡工程的建设,标志着水利骨干工程建设将基本完成,防洪压力得到明显缓解,常遇洪水基本
可以控制。但我们也应看到,随着国民经济的发展,工业和城市的发展要占用更多的土地,人与洪水争地的矛盾将更加尖锐,调蓄洪水的空间在减少;同时,今后还可能发生像长江 1860 年、1870 年那样的特大洪水,特大洪水的出路问题并没有完全解决,在汛期,防洪安全仍是第一位的,发生堤防和水库决口的危险依然存在。
近几年来江河堤防加固取得了很大的进展,防洪能力进一步提高,但我们不应因此而放松警惕。应当看到,工程状况和基础渗流状况是在变化的,不可能一劳永逸。特别是堤防和水库大坝的基础在常年水压力作用下,渗流状况是可能发生变化的,比如有的管涌破坏险情是在水位低于历史上最高水位的情况下发生的,就证明了这一点。在今后相当长的时期内,还可能出现抗洪紧张的局面,防汛抗洪工作的任务依然是很艰巨的。
三、防汛抗洪需要重点注意的几个问题 在今后的防汛抗洪工作中,需要着重注意以下几个问题: 1、抗洪如同打仗一样,必须实行集中统一指挥。
在关键时刻只能有一个指挥中心,必要时主要决策者和主要参谋人员应及时到现场指挥,不能分在两处。决策者应全面掌握情况,听取各方面的意见,权衡各种决策建议的利与弊,要勇于承担责任,不失时机地做出决策。
2、避免和减少人员伤亡是防汛抗洪的首要目标,汛前准备和汛期抗洪都要有完善的保证人员安全的措施。
要围绕避免和减少人员伤亡的要求,采取各方面的预防措施。最可靠的措施是群众自保措施。分蓄洪区、圩垸和其他受洪水灾害严重威胁的地区,要落实群众自保措施,比如每户可以准备简易的救生木排,常年备用。一旦堤防决口,要有实施快速反应的救人措施。
山洪、山体滑坡、泥石流和台风袭击是历年汛期造成人员伤亡的主要原因,占伤亡人员的一半以上。因此,每年汛前检查不但要检查堤防、水库等主要水利工程,还应组织检查面上的乡村、城镇、企业防汛安全准备工作情况,落实群众自保措施。
3、汛期江河堤防最主要的危险是发生基础管涌险情,堤防防守的最重要的工作环
节是抓好巡堤查险。
多年来的实际情况表明,江河堤防决口多数是由于发生管涌险情而抢险不及时造成的。堤防基础发生管涌往往险情发展很快,而且有时不容易发现,因而危险很大。但只要及时发现,迅速采取正确的抢险措施,管涌险情是可以得到有效控制的。关键是及时发现险情。所以,汛期最要紧的是抓好巡堤查险。重要堤段要昼夜巡查,巡查的范围要包括背水面堤脚以外的一定范围,特别是有水塘的地方更要注意。要有交接班制度,明确责任,要填写巡查记录。
近年来,大江大河干流对基础防渗进行了加固处理,但这不可能一劳永逸。因为堤防的基础渗流不可能切断,堤内堤外的水流必然是连通的。随着时间的延长,基础渗流状况是会发展变化的。1998 年汉口管涌险情就是在低于历史最高水位时发生的。所以,今后必须警惕基础发生管涌的险情。
4、堤防的薄弱堤段是企事业单位负责防守的堤段,今后应由水利专业部门负责所有江河堤防的防守。
1998 年长江大水发生的几起决口,多数是企事业单位负责防守的。造成决口的原因是多方面的,但防守单位缺乏经验,抢险不及时、抢险方法不当是重要原因之一。因此,建议今后江河堤防的防守都应由水利专业部门负责,一时难以改变的要加强巡迴检查指导。实践证明,汛期派出专家组,在大堤上巡迴检查指导,是保证防汛安全的重要措施。
5、堤防和水库决口是最严重的灾害,要有应急处置的预案。
要绘制堤防和水库决口的淹没范围图(即洪水风险图),明确淹没范围和淹没水深,以此为依据制定淹没区的预警转移等应急预案。要有工程抢险的预案。堤防一旦决口以后,是否实施堵口要看具体条件,如决口的流量和水头过大,则不能急于堵口,可先根据实际条件按预案实施抢筑第二道防线等应急措施。
要高度重视水库大坝的安全,特别是中小型水库的防洪标准较低,更容易出问题。水库大坝一旦决口,溃坝流量与水头的二分之三次方成正比,因此垮坝流量比堤防决口的流量和水头更大,冲击破坏力极大。中小型水库星罗棋布,处于边远山区,管理水
平不高,更应加强安全管理。
6、通信是防汛的生命线,一定要确保堤防和水库的通信畅通。
汛期堤防、水库出现险情能否及时上报,能否及时向受威胁地区发出警报,通信是关键条件。如果没有通信手段,险情不能及时报告,就可能酿成大祸,造成不应有的损失。所以,我们常说,“通信是防汛的生命线”。但是目前一些工程管理单位缺少必要的通信设施,甚至有的小型水库没有任何通信手段,这是十分危险的。除正常通信手段以外,还要有正常通信破坏后的备用通信手段。
7、进一步加强对防汛基本知识的宣传,使广大群众及时报告所发现的工程险情。
多年以来,一些防洪工程出现险情是当地群众首先发现的,有的群众知道管涌等险情的危害,因而能及时报告,从而使管理部门及时采取措施防止了事故的发生。而有的群众不了解这些险情有什么危害而没有及时报告。由于有的险情随时都可能发生,因此只靠工程管理单位监测检查是不够的。所以,要加强防汛基本常识的宣传,使广大群众增强责任心,都来关注水利工程的安全,一旦发现险情及时报告,这对保证防洪安全至关重要。为便于群众方便的拨打报警电话,可以规定报警电话为 110,公安部门接到报警电话后再及时通知防汛部门。
8、加强水利工程的日常管理是保证汛期防洪安全的基础,要提高工程管理单位的专业化管理水平。
多年来的实践证明,在平时搞好堤防和水库工程的检查观测、维修养护,就能及时掌握工程运行状况,及时发现安全隐患,及时消除这些隐患,汛期出问题的可能性就会大大减少。因此,工程管理单位一定要全面掌握工程的设计、施工的情况,掌握工程建成以后的运行情况。要提高工程检查、观测和维修养护、调度运用的专业水平。水库的工程观测和工程检查对保证大坝安全至关重要。通过对观测资料的分析,可以验证工程设计的合理性和施工的质量,掌握工程运行状况,为工程维修和调度运用提供依据。因此,要有得力的工程技术人员做好技术管理工作。
以上这些方面的工作都值得重视。要做好这些业务工作,最根本的一条是要有责任心,也就是温家宝总理讲的“献身、负责、求实”,有了这种精神才能切实做好各项
工作,取得防汛抗洪的胜利。
第二讲 防 汛 与 抗 洪 抢 险 国家防办 刘玉忠 我国幅员辽阔,江河纵横,南北方、东西部自然地理条件差异很大,降雨的时空分布极不均匀。我国受洪水严重威胁的地区主要在七大江河中下游,这些地区高程大多处于江河洪水位之下,含有全国约二分之一的人口、三分之一的耕地和四分之一的工农业总产值。特殊的地理、气候条件决定了我国是一个水旱灾害严重的国家,防汛抗洪工作十分重要。
一、我国洪涝灾害概况 公元前 206 年至 1949 年的 2155 年间,全国发生较大洪涝灾害 1092 次,平均每两年发生一次较大水灾。1931 年江淮大水,洪灾遍及河南、山东、江苏、湖北、湖南、江西、安徽、浙江等 8 省,淹没农田 1.46 亿亩,死亡 40 万人。1950 年到 2004 年,年平均受灾面积 1.43 亿亩、成灾 0.81 亿亩、死亡 4894 人。20 世纪 90 年代,我国年均洪涝灾害损失 1101 亿元,占同期国民生产总值的 2.38%(美国洪涝灾害损失约占其国民生产总值的 0.03%;日本为 0.22%)。
二、防汛组织和工作制度 1 1、防汛的组织机构(1)国家防汛抗旱总指挥部 国家防总由国务院分管副总理任总指挥,水利部部长及国务院分管副秘书长任
副总指挥,水利部副部长任秘书长,解放军总参谋部作战部部长任副秘书长,中宣部、发展改革委、公安部、民政部、财政部、国土资源部、建设部、交通部、铁道部、信息产业部、水利部、农业部、商务部、卫生部、民航总局、广电总局、安全监管总局、气象局等 18 个部委局负责人和武警部队的首长为指挥部成员。防总办公室设在水利部。
国家防总的前身是 1950 年经中央人民政府政务院批准成立的中央防汛总指挥部,1971 年改为中央防汛抗旱总指挥部,1992 年更名为国家防汛抗早总指挥部。国家防总第一任总指挥(主任)是董必武同志。其后,邓子恢、谭震林、李先念等老一辈无产阶级革命家和李鹏、田纪云、陈俊生、姜春云、温家宝等领导同志先后担任过总指挥。
(2)流域防汛指挥机构 长江、黄河、松花江、淮河等流域设立流域防汛总指挥部,负责指挥所管辖范围内的防汛抗旱工作。流域防汛总指挥部由有关省、自治区、直辖市人民政府和该江河流域管理机构的负责人等组成,其办事机构设在流域管理机构。
(3)地方各级人民政府防汛指挥机构 有防汛抗旱任务的县级以上地方人民政府设立防汛抗旱指挥部,在上级防汛抗旱指挥机构和本级人民政府的领导下,组织和指挥本地区的防汛抗旱工作。防汛抗旱指挥部由本级政府和有关部门、当地驻军、人民武装部负责人等组成,其办事机构设在同级水行政主管部门。
(4)其他防汛抗旱指挥机构 水利部门所属的各流域管理机构、水利工程管理单位、施工单位以及水文部门等,汛期成立相应的专业防汛抗灾组织,负责本流域、本单位的防汛抗灾工作;有防洪任务的重大水利水电工程、有防洪任务的大中型企业根据需要成立防汛指挥部。针对重大突发事件,可以组建临时指挥机构,具体负责应急处理工作。
2 2、防汛机构的职责(1)贯彻执行国家有关防汛工作的方针、政策、法规、法令。
(2)组织制定和实施各种防御洪水方案: 包括:重要江河的防御特大洪水方案,蓄滞洪区运用的预案,水库汛期调度计划,在建工程的度汛计划,防台风、防凌、防山洪、泥石流等对策方案。
(3)掌握汛期雨情、水情和气象形势,及时了解降雨地区的暴雨强度、洪水流量、水位以及防洪工程的运行情况等。
(4)提出实时洪水调度方案和抗洪抢险对策。
(5)组织检查防汛准备工作。
(6)负责有关防汛物资的储备、管理和防汛资金的计划使用。
(7)掌握洪涝灾害情况。
(8)组织防汛抢险队伍,调配抢险劳力和技术力量。
(9)督促蓄滞洪区安全建设和应急撤离转移准备工作。
(10)组织防汛通信和预警系统的建设管理。
(11)开展防汛宣传和组织培训,推广先进的防汛抢险技术。
3 3、防汛责任制(1)行政首长负责制(2)分级负责制(3)部门责任制(4)岗位责任制(5)技术责任制 三、防汛基本情况((一))降水 我国降水期主要集中在夏季,年内分布不均,年际间变化也较大。
1 1、降水量的地区分布 我国年平均降水量自东南向西北变化显著,离海岸线越远年降水量越小,华北平原和淮河下游地区一般为500-700毫米。淮河流域和秦岭山区、昆明至贵阳一线至四川的广大地区,一般年降水量 800-1000 毫米;长江中下游两岸地区年降水量 1000-1200 毫米;东北鸭绿江流域约 1200 毫米。云南西部、西藏东南
部因受西南季风影响年降水量超过 1400 毫米;东南沿海地区年降水量超过 1600 毫米。
2 2、降水的季节性 中国大陆受夏季风的影响,降水季节变化大。淮河、长江上游干流以北、华北、东北等广大地区,多年平均连续 4 个月的最大降水量均发生在 6-9月份。江西大部、湖南东部、福建西部发生在 3-6 月。长江中游、四川、广东、以及广西大部为 5-8 月。黄河中游渭河和泾河一带以及海南岛东部为 7-10 月。北方地区 4 个月的最大降雨量占多年平均年降水量的 80%,降水程度较集中的地区在 7-8月两个月的降水可占全年的 50-60%。
3 3、台风与风暴潮 我国是多台风的国家(平均每年约有6-9个台风在我国登陆),每年 5 月至次年 2 月份都有台风登陆。在我国东、南部沿海至辽宁海岸都有台风登陆或受影响,其中以广东、海南、福建和台湾登陆次数最多,约占台风登陆次数 85%。一般 7 至 9 月份登陆的次数最多,约占总数的 77%。
((二))洪水类型 按照河流洪水成因条件可分为暴雨洪水、融雪洪水和冰凌洪水。
1 1、暴雨洪水 我国绝大多数河流的洪水是暴雨产生的。暴雨洪水的特点决定于暴雨也受流域下垫面条件的影响。同一流域不同的暴雨要素、暴雨笼罩面积、过程历时、降水总量以及暴雨中心位置移动的路径等可以形成大小和峰型不同的洪水。
2 2、融雪洪水 融雪洪水是由冰融水和积雪融水形成的。融雪洪水主要分布在我国东北和西北部高纬度山区,冬季积雪到翌年春夏气温升高,积雪融化,形成融雪洪水。如果气温急剧升高,大面积积雪迅速融化会形成较大融雪性洪水。融雪洪水一般发生在 4~5 月份,洪水历时长,涨落缓慢。我国永久性积雪区(现代冰川)面积约 5800多平方公里,主要分布在西藏和新疆境内占全国冰川面积的 90%以上,其余分布在青海省和甘肃省等地区。
3 3、冰凌洪水 冰凌洪水是由大量冰凌阻塞河道,在河道内形成冰塞或冰坝,使上游水位明显壅高,当冰塞溶解,冰坝突然破坏时河道槽蓄的水量集中下泄,形成冰凌洪水。(1969 年 2 月黄河下游泺口以上形成 20 余公里的冰坝造成水位壅高,造成大堤发生严重险情。1967 年黄河上游中宁河段曾出现 50 天的冰塞现象,造成了较严重的冰凌
洪水灾害。
((三))河流与湖泊 1 1、河流 流域面积在 100平方公里以上的河流 5 万多条。其中流域面积在 1000平方公里以上的河流有 1500 多条。流域面积在 10000平方公里以上的有 79 条。绝大多数河流分布在我国东部和南部。
2 2、湖泊 水面大于 1平方公里的湖泊有 2305 个。其中面积在 1000平方公里以上的有 12 个,湖泊总水面面积约为 71000平方公里,约为全国总水面面积的 0.8%。总蓄水容量约 7088 亿立方米。我国内陆较大的湖有鄱阳湖、洞庭湖、太湖、洪泽湖等。较大的咸水湖有青海湖、呼伦湖等。
((四))洪涝灾害 据统计,自公元前 206 年至 1949 年的 2155 年中,我国共发生较大洪涝灾害 1029次,约平均每两年发生一次水灾。1950~1990 年 41 年间,全国平均每年受灾面积 1.17亿亩,因水灾直接死亡人口5500人。1991~1999年,全国平均每年受灾面积2.48亿亩,因洪涝灾害死亡 3944 人。
((五))防洪体系 1 1、工程体系: :水库、堤防、闸涵、蓄滞洪区等(1)水库:大中小型 86000 多座,总库容达到 4500 多亿立方米。
(2)堤防:堤防长度由建国初期的 4.2 万公里增加到了 26 万多公里。
(3)水闸:31600 多座。
(4)蓄滞洪区:主要江河行蓄洪区 100 多处。其中在长江、黄河、淮河、海河四大流域内设置行蓄洪区 98 处,总滞洪面积 34500 多平方公里,总蓄洪量为 970 亿立方米。
2 2、防洪非工程措施(含防台风、山地灾害)(1)雨、水情监测(2)洪水预警预报(3)洪水调度决策
(4)超标准洪水预案(5)蓄滞洪区管理(6)分蓄洪水预案(7)抢险救灾组织(8)洪水风险图(9)防洪保险(10)防洪减灾的法规和政策((六))防洪的量化指标 1、洪水的量化(1)流量:单位时间内通过某一断面的水体体积。
(2)洪量:一定时段内通过河流某断面的洪水量。
(3)洪峰:洪水从涨到落过程。
(4)含沙量:单位体积河水中所含泥沙量。
(5)输沙量:一定时段内通过河流某断面的泥沙量。
2、特征水位(1)警戒水位: 堤防临水到一定深度,有可能出现险情时规定的水位。无堤防河道根据历史洪水位高度确定。
(2)保证水位:根据防护对象防洪标准设计的堤防设计洪水位或江河现有防 洪标准情况下必须确保的上限水位。
(3)汛限水位:指水库在汛期允许蓄水的上限水位。
(4)设计洪水位:设计标准洪水时,水库的最高洪水位。
(5)校核防洪水位:校核洪水时,水库的最高洪水位。
(6)分洪水位:分洪工程的运用水位。
3 3、洪水等级划分(1)重现期小于等于 10 年的洪水,为一般洪水。
(2)重现期 10 年~20 年(含 20 年)的洪水,为较大洪水。
(3)重现期 20 年~50 年(含 50 年)的洪水,为大洪水。
(4)重现期超过 50 年的洪水,为特大洪水。
(5)超标准洪水 4 4、降雨的等级 小 雨:指 24 小时内降雨量小于 10 毫米; 中 雨:指 24 小时内降雨量 10.1~25.0 毫米; 大 雨:指 24 小时内降雨量 25.1~50.0 毫米; 暴 雨:指 24 小时内降雨量 50.1~100.0 毫米; 大 暴 雨:指 24 小时内降雨量 100.1~200.0 毫米; 特大暴雨:指 24 小时内降雨量大于 200.0 毫米。
5、台风与热带气旋 登陆我国的热带气旋(或台风)生成于西太平洋热带洋面,是一个直径为 100~200km 的暖性涡旋。世界气象组织规定:涡旋中心附近最大风力<8 级时称热带低压,风力达 8~9 级时称热带风暴,10~11 级时称强热带风暴,当风力≥12 级时称台风。
四、防汛抗洪决策((一))情报预报 1、水文信息(1)雨、水情。
全国共有 20000 多个降雨量观测站,通过邮电部门的通讯线路向中央、省(市、自治区)、流域机构和各地防汛部门报汛,报汛段次是根据暴雨监视和洪水预报的需要规定的,分别报日雨量、6 小时、3 小时和 1 小时雨量值。
(2)气象雷达和测雨雷达。
在深山老林、荒漠地区,利用测雨雷达,根据雷达降水回波的分析,探测云雨、降水的发生、发展分布和变化。
(3)气象卫星云图。
气象卫星通过遥感、遥测的方式取得地球大气的观测资料,将卫星上的云图资料
发送回地面。从连续的静止卫星云图上可发现暴雨云团的形成过程,卫星云图在暴雨监视和预报中发挥重要作用。
近年来,中央和省、市级防汛指挥部门通过计算机广域网和局域网方式,将各个站点的信息资源充分共享。
2、水情信息的处理: 目前我国有 8600 个水情报汛站,通过水情报汛站网把实时水情信息,包括降雨、水位、流量等,迅速传递给发布预报的机构,预报机构根据已制定的预报方案计算求得预报值,根据预报内容按有关授权单位规定分别通过广播、电视、电话和电报及时传向有关部门。为了保证洪水预报的精度,常采用多种方法,进行综合分析、科学会商。
((二))洪水管理 洪水管理包括对水库、河道、蓄滞洪区、涵闸等防洪工程的调度,并对社会实施有效防洪社会管理。
1、防御洪水方案和洪水调度方案 2、洪水调度(1)在确保安全的前提下利用水库充分拦蓄洪水(2)充分利用河道排泄洪水(3)利用分洪道分泄洪水(4)仍不能控制洪水时,利用蓄滞洪区分滞洪水 3、社会管理(1)加强防洪区的社会化管理,规范人类活动,增强风险意识。
(2)按照《防洪法》、《水法》的规定,实施防洪保留区和洪水影响评价制度。
(3)发生洪水时,紧急转移安置受灾群众。
(4)必要时实施紧急防汛期,动员全社会抗洪救灾。
((三))查险抢护 1、抢险队伍 建立群专结合的防汛抢险队伍。全国已建立 100 支重点防汛机动抢险队、44 支省
级抢险队、260 多支市县机动抢险队,解放军在七大流域设立了 19 支抗洪抢险应急部队。
2、抢险预案 针对各类工程可能出现的各类险情,制定抢险预案。包括抢险指挥组织、抢险技术方案、抢险队伍组成、抢险物资储备等。
3、物资储备 国家防总在全国建立了 15 个中央防汛物资定点仓库,储备 1 亿元的防汛抢险救生物资,流域和省级仓库储备物资达 20 多亿元。
((四))抢险的组织 1、行政首长要掌握防汛抢险的基本知识,承担指挥决策责任。
2、健全组织,砺练队伍,制定预案,备足物料 3、建立社会联动机制,加强部门配合 4、发挥技术人员的参谋作用 5、关键时刻发挥军队快速反应战斗力强的攻坚作用 健全机制, , 落实责任 全面部署, , 做好预案 点面结合, , 重点防守 指挥决策 正确果断 巡堤查险 群专结合 军民联防 协调作战 五、主要险情介绍 1 1、堤防险情(1)管涌 又称“翻沙鼓水”。堤防、闸坝的地基为透水性的沙土、沙卵石层,或表面为粘性土,下部有沙层,当渗透坡降增大,连续带走沙粒形成管涌。
(2)散浸 堤坝前的水向堤坝内渗透,背水坡有水渗出的现象,称为渗水(散浸)。
(3)漏洞 在汛期高水位下,大堤背水坡或堤脚附近发生横贯堤身或基础的漏水孔洞。分清水和浑水,如出浑水,表明漏洞在扩大,堤坝可能发生塌陷甚至溃决的危险(武汉的丹水池险情、九江城防堤溃决都是漏洞险情)。
(4)跌窝 在持续高水位作用下,堤顶、边坡或坡脚附近发生局部下陷。
(5)滑坡 堤坝由于边坡失稳发生的局部滑动。
(6)崩岸 由于河势变化或水位的快速下降,临江(河)滩岸的坍塌现象。分为条崩和窝崩两种。
(7)堤坝漫决 水位超过堤坝顶,抢护不及时,造成水流漫溢,堤坝决口。
(8)堤坝溃决 水位未达到设计水位,或虽超过设计水位但未漫溢,因隐患或各种险情处理不当或不及时而发生的决口。
1998 年,长江中下游 3600 公里的干堤(不算支流、内河、湖区等 20000 多公里堤防)发生各类险情 6000 多处,其中较大险情(溃口性险情,有的管涌直径达到 1 米多)4000 多处。
2 2、水库险情 溃坝 漫溢 漏洞 裂缝
3 3、水闸险情 地基破坏 基础淘刷 启闭失灵 沉陷断裂 闸门破坏 六、几种典型险情的判别和抢护 1 1、漏洞险情 判别特征(1)漏洞开始因漏水量小,堤土很少被冲动,所以漏水较清,叫做清水漏洞。此情况的产生一般伴有渗水的发生,初期易被忽视。但只要查险仔细,就会发现漏洞周围“渗水”的水量较其他地方大,应引起特别重视。
(2)漏洞一旦形成后,出水量明显增加,且渗出的水多为浑水,因而湖北等地形象地称之为“浑水洞”。漏洞形成后,洞内形成一股集中水流,漏洞扩大迅速。由于洞内土的崩解、冲刷,出水水流时清时浑,时大时小。
(3)漏洞险情的另一个表现特征是水深较浅时,漏洞进水口的水面上往往会形成漩涡,所以在背水侧查险发现渗水点时,应立即到临水侧查看是否有漩涡产生。
抢护方法(1)塞堵法 塞堵漏洞进口是最有效最常用的方法,尤其是在地形起伏复杂,洞口周围有灌木杂物时更适用。一般可用软性材料塞堵,如针刺无纺布、棉被、棉絮、草包、编织袋包、网包、棉衣及草把等,也可用预先准备的一些软楔、草捆塞堵。在有效控制漏洞险情的发展后,还需用粘性土封堵闭气,或用大块土工膜、蓬布盖堵,然后再压土袋或土枕,直到完全断流为止。1998 年汛期,汉口丹水池防洪墙背水侧发现冒水洞,出水量大,在出口处塞堵无效,险情十分危急,后在临水面探测到漏洞进口,立即用棉被等塞堵,并抛填闭气,使险情得以控制与消除。
在抢堵漏洞进口时,切忌乱抛砖石等块状料物,以免架空,致使漏洞继续发展扩大。
(2)盖堵法 ①复合土工膜排体或蓬布盖堵。当洞口较多且较为集中,附近无树木杂物,逐个堵塞费时且易扩展成大洞时,可采用大面积复合土工膜排体或蓬布盖堵,可沿临水坡肩部位从上往下,顺坡铺盖洞口,或从船上铺放,盖堵离堤肩较远处的漏洞进口,然后抛压土袋或土枕,并抛填粘土,形成前戗截渗。
②就地取材盖堵。当洞口附近流速较小、土质松软或洞口周围已有许多裂缝时,可就地取材用草帘、苇箔等重叠数层作为软帘,也可临时用柳枝、秸料、芦苇等编扎软帘。软帘的。大小也应根据洞口具体情况和需要盖堵的范围决定。在盖堵前,先将软帘卷起,置放在洞口的上部。软帘的上边可根据受力大小用绳索或铅丝系牢于堤顶的木桩上,下边附以重物,利于软帘下沉时紧贴边坡,然后用长杆顶推,顺堤坡下滚,把洞口盖堵严密,再盖压土袋,抛填粘土,达到封堵闭气。
采用盖堵法抢护漏洞进口,需防止盖堵初始时,由于洞内断流,外部水压力增大,洞口覆盖物的四周进水。因此洞口覆盖后必须立即封严四周,同时迅速用充足的粘土料封堵闭气。否则一旦堵漏失败,洞口扩大,将增加再堵的困难。
(3)戗堤法: : 当堤坝临水坡漏洞口多而小,且范围又较大时,在粘土料备料充足的情况下,可采用抛粘土填筑前戗或临水筑月堤的办法进行抢堵。
①抛填粘土前戗。在洞口附近区域连续集中抛填粘土,一般形成厚 3~5m、高出水面约lm的粘土前戗,封堵整个漏洞区域,在遇到填土易从洞口冲出的情况下,可先在洞口两侧抛填粘土,同时准备一些土袋,集中抛填于洞口,初步堵住洞口后,再抛填粘土,闭气截流,达到堵漏目的。
②临水筑月堤。如果临水水深较浅,流速较小,则可在洞口范围内用土袋迅速连续抛填,快速修成月形围堰,同时在围堰内快速抛填粘土,封堵洞口。
漏洞抢堵闭气后,还应有专人看守观察,以防再次出险。
2 2、管涌险情 判别特 征(1)管涌一般发生在背水堤脚附近地面或较远的坑塘洼地。距堤脚越近,其危害性就越大。一般以距堤脚 15 倍水位差范围内的管涌最危险,在此范围以外的次之。
(2)有的管涌点距堤脚虽远一点,但是,管涌不断发展,即管涌口径不断扩大,管涌流量不断增大,带出的沙越来越粗,数量不断增大,这也属于重大险情,需要及时抢护。
(3)有的管涌发生在农田或洼地中,多是管涌群,管涌口内有沙粒跳动,似“煮稀饭”,涌出的水多为清水,险情稳定,可加强观测,暂不处理。
(4)管涌发生在坑塘中,水面会出现翻花鼓泡,水中带沙、色浑,有的由于水较深,水面只看到冒泡,可潜水探摸,是否有凉水涌出或在洞口是否形成沙环。
需要特别指出的是,由于管涌险情多数发生在坑塘中,管涌初期难以发现。因此在荆江大堤加固设计中曾采用填平堤背水侧200m范围内水塘的办法,有效地控制了管涌险情的发生。
(5)堤背水侧地面隆起(牛皮包、软包)、膨胀、浮动和断裂等现象也是产生管涌的前兆,只是目前水的压力不足以顶穿上覆土层。随着江水位的上涨,有可能顶穿,因而对这种险情要高度重视并及时进行处理。
抢护方法((1 1))反滤围井 在管涌口处用编织袋或麻袋装土抢筑围井,井内同步铺填反滤料,从而制止涌水带沙,以防险情进一步扩大,当管涌口很小时,也可用无底水桶或汽油桶做围井。这种方法适用于发生在地面的单个管涌或管涌数目虽多但比较集中的情况。对水下管涌,当水深较浅时也可以采用。
围井面积应根据地面情况、险情程度、料物储备等来确定。围井高度应以能够控制涌水带沙为原则,但也不能过高,一般不超过 1.5m,以免围井附近产生新的管涌。对管涌群,可以根据管涌口的间距选择单个或多个围井进行抢护。围井与地面应紧密接触,以防造成漏水,使围井水位无法抬高。
围井内必须用透水料铺填,切忌用不透水材料。反滤围井可分为以下几种形式:沙石反滤围井、土工织物反滤围井、梢料反滤围井。
((2 2))反滤层压盖 在堤内出现大面积管涌或管涌群时,如果料源充足,可采用反滤层压盖的方法,以降低涌水流速,制止地基泥沙流失,稳定险情。反滤层压盖必须用透水性好的材料,切忌使用不透水材料。根据所用反滤材料不同,可分为以下几种:沙石反滤压盖、梢料反滤压盖。
((3 3))蓄水反压((俗称养水盆))即通过抬高管涌区内的水位来减小堤内外的水头差,从而降低渗透压力,减小出逸水力坡降,达到制止管涌破坏和稳定管涌险情的目的。
该方法的适用条件是:①闸后有渠道,堤后有坑塘,利用渠道水位或坑塘水位进行蓄水反压;②覆盖层相对薄弱的老险工段,结合地形,做专门的大围堰(或称月堤)充水反压;③极大的管涌区,其他反滤盖重难以见效或缺少沙石料的地方。蓄水反压的主要形式有以下几种:渠道蓄水反压、塘内蓄水反压、围井反压。
3 3、滑坡险情 判别特征(1)堤顶与堤坡出现纵向裂缝 汛期一旦发现堤顶或堤坡出现了与堤轴线平行而较长的纵向裂缝时,必须引起高度警惕,仔细观察,并做必要的测试,如缝长、缝宽、缝深,缝的走向以及缝隙两侧的高差等,必要时要连续数日进行测试并做详细记录。出现下列情况时,发生滑坡的可能性很大: ①裂缝左右两侧出现明显的高差,其中位于离堤中心远的一侧低,而靠近堤中心的一侧高。
②裂缝开度继续增大。
③裂缝的尾部走向出现了明显的向下弯曲的趋势,如图 8-1 所示。
④从发现第一条裂缝起,在几天之内与该裂缝平行的方向相继出现数道裂缝。
⑤发现裂缝两侧土体明显湿润,甚至发现裂缝中渗水。
(2)堤脚处地面变形异常 滑坡发生之前,滑动体沿着滑动面已经产生移动,在滑动体的出口处,滑动体与非滑动体相对变形突然增大,使出口处地面变形出现异常。一般情况下,滑坡前出口处地面变形异常情况难以发现。因此,在汛期,特别是在洪水异常大的汛期,应在重要堤防,包括软基上的堤防,曾经出现过险情的堤防堤段,应临时布设一些观测点,及时对这些观测点进行观测,以便随时了解堤防坡脚或离坡脚一定距离范围内地面变形情况,当发现堤脚下或堤脚附近出现下列情况,预示着可能发生滑坡。
①堤脚下或堤脚下某一范围隆起。可以在堤脚或离堤脚一定距离处打一排或两排木桩,测这些木桩的高程或水平位移来判断堤脚处隆起和水平位移量。
②堤脚下某一范围内明显潮湿,变软发泡。
(3)临水坡前滩地崩岸逼近堤脚 汛期或退水期,堤防前滩地在河水的冲刷、涨落作用下,常常发生崩岸。当崩岸逼近堤脚时,堤脚的坡度变陡,压重减小。这种情况一旦出现,极易引起滑坡。
(4)临水坡坡面防护设施失效 汛期洪水位较高,风浪大,对临水坡坡面冲击较大。一旦某一坡面处的防护被毁,风浪直接冲刷堤身,使堤身土体流失,发展到一定程度也会引起局部的滑坡。
抢护方法(1)增加抗滑力的方法 ①做土石戗台。在滑坡阻滑体部分做土石戗台,滑坡阻滑体部位一时难以精确划定,最简单的办法是,戗台从堤脚往上做,分二级,第一级厚度 1.5~2.0m,第二级厚度1.0~1.5m。
采用本抢护方案的基本条件是:堤脚前未出现崩岸与坍塌险情,堤脚前滩地是稳定的。
②做石撑。当做土石戗台有困难时,比如滑坡段较长,土石料紧缺时,应做石撑临时稳定滑坡。该法适用于滑坡段较长,水位较高。采用此法的基本条件与①做土石戗
台的基本条件相同。石撑宽度 4~6m,坡比 1:5,撑顶高度不宜高于滑坡体的中点高度,石撑底脚边线应超出滑坡下口 3m 以远。石撑的间隔不宜大于 10m。
③堤脚压重,保证滑动体稳定,制止滑动进一步发展。滑坡是由于堤前滩地崩岸、坍塌而引起的,那么,首先要制止崩岸的继续发展,最简单的办法是堤脚抛石块、石笼、编织袋装土石等抗冲压重材料,在极短的时间内制止崩岸与坍塌进一步发展。
(2)背水坡贴坡补强 当临水面水位较高,风浪大,做土石戗台、石撑等有困难时,应在背水坡及时贴坡补强。贴坡的厚度应视临水面滑坡的严重程度而定,一般应大于滑坡的厚度,贴坡的坡度应比背水坡的设计坡度略缓—些。贴坡材料应选用透水的材料,如沙、沙壤土等。如没有透水材料,必须做好贴坡与原堤坡间的反滤层,以保证堤身在渗透条件不被破坏。背水坡贴坡的长度要超过滑坡两端各 3m 以上。
4 4、裂缝险情 判别特征 要分析判断产生裂缝的原因,是滑坡性裂缝,还是不均匀沉降引起;是施工质量差造成,还是由振动引起。而后要判明裂缝的走向,是横缝还是纵缝。对于纵缝应分析判断是否是滑坡或崩岸性裂缝。如果是横缝要判别探明是否贯穿堤身。如果是局部沉降裂缝,应判别是否伴随有管涌或漏洞。此外还应判断是深层裂缝还是浅层裂缝。必要时还应辅以隐患探测仪进行探测。
险情抢护(1)开挖回填 这种方法适用于经过观察和检查已经稳定,缝宽大于 1cm,深度超过 1m 的非滑坡(或坍塌崩岸)性纵向裂缝。
需要强调的是,已经趋于稳定并不伴随有坍塌崩岸、滑坡等险情的裂缝,才能用上述方法进行处理。当发现伴随有坍塌崩岸、滑坡险情的裂缝,应先抢护坍塌、滑坡险情,待脱险并裂缝趋于稳定后,再按上述方法处理裂缝本身。
(2)横墙隔断
此法适用于横向裂缝,施工方法如下: ①沿裂缝方向,每隔 3~5m 开挖一条与裂缝垂直的沟槽,并重新回填夯实,形成梯形横墙,截断裂缝。墙体底边长度可按 2.5~3.0m 掌握,墙体厚度以便利施工为度,但不应小于 50cm。开挖和回填的其他要求与上述开挖回填法相同。
②如裂缝临水端已与河水相通,或有连通的可能时,开挖沟槽前,应先在堤防临水侧裂缝前筑前战截流。若沿裂缝在堤防背水坡已有水渗出时,还应同时在背水坡修做反滤导渗,以免将堤身土颗粒带出。
③当裂缝漏水严重,险情紧急,或者在河水猛涨,来不及全面开挖裂缝时,可先沿裂缝每隔 3~5m 挖竖井,并回填粘土截堵,待险情缓和后,再伺机采取其他处理措施。
④采用横墙隔断是否需要修筑前战、反滤导渗,或者只修筑前戗和反滤导渗而不做隔断横墙,应当根据险情具体情况进行具体分析。
(3)封堵缝口 ①灌堵缝口 裂缝宽度小于1cm,深度小于1m,不甚严重的纵向裂缝及不规则纵横交错的龟纹裂缝,经观察已经稳定时,可用灌堵缝口的方法。末堵或已堵的裂缝,均应注意观察、分析,研究其发展趋势,以便及时采取必要的措施。如灌堵以后,又有裂缝出现,说明裂缝仍在发展中,应仔细判明原因,另选适宜方法进行处理。
②裂缝灌浆 缝宽较大、深度较小的裂缝,可以用自流灌浆法处理。泥浆土料可采用壤土或沙壤土,灌满后封堵沟槽。
如裂缝较深,采用开挖回填困难时,可采用压力灌浆处理。先逐段封堵缝口,然后将灌浆管直接插入缝内灌浆,或封堵全部缝口,由缝侧打眼灌浆,反复灌实。灌浆压力一般控制在 50~120kPa(0.5~1.2kg/cm2),具体取值由灌浆试验确定。
压力灌浆的方法适用于已稳定的纵横裂缝,效果也较好。但是对于滑动性裂缝,将促使裂缝发展,甚至引发更为严重的险情。因此,要认真分析,采用时须慎重。
5 5、决口封堵
堤防决口抢险是指汛期高水位条件下,将通过堤防决口口门的水流以各种方式拦截、封堵,使水流完全回归原河道。这种堵口抢险技术上难度较大,主要牵涉到以下几个方面:一是封堵施工的规划组织,包括封堵时机的选择;二是封堵抢险的实施,包括裹头、沉船和其他各种截流方式,防渗闭气措施等。
封堵决口的施工组织设计((1 1))决口封堵时机的选择 堤防一旦出现决口重大险情,必须采取坚决措施,在口门较窄时,采用大体积料物,如蓬布、石袋、石笼等,及时抢堵,以免口门扩大,险情进一步发展。
在溃口口门已经扩开的情况下,为了控制灾情的发展,同时也要考虑减少封堵施工的困难,要根据各种因素,精心选择封堵时机。恰当的封堵时机选择,将有利于顺利地实现封堵复堤,减少封堵抢险的经费和减少决口灾害的损失。通常,要根据口门附近河道地形及土质情况;洪水流量、水位等水文预报情况;一段时间内的上游来水情况及天气情况;洪水淹没区的社会经济发展情况,特别是居住人口情况、铁路、公路等重要交通干线及重要工矿企业和设施的情况;决口封堵料物的准备情况;施工人员组织情况、施工场地和施工设备的情况等条件,综合考虑,作出封堵时机的决策。
(2)决口 封堵的组织设计 ①水文观测和河势勘查 在进行决口封堵施工前,必须做好水文观测和河势助查工作。要实测口门的宽度,绘制简易的纵横断面图,并实测水深、流速和流量等。在可能情况下,要勘测口门及其附近水下地形,并勘查土质情况,了解其抗冲流速值。
②堵口堤线确定 为了减少封堵施工时对高流速水流拦截的困难,在河道宽阔并具有一定滩地的情况下,或堤防背水侧较为开阔且地势较高的情况下,可选择“月弧”形堤线,以有效增大过流面积,从而降低流速,减少封堵施工的困难。
③堵口辅助工程的选择 为了降低堵口附近的水头差和减少流量、流速,在堵口前可采用开挖引河和修筑
挑水坝等辅助工程措施。要根据水力学原理,精心选择挑水坝和引河的位置,以引导水流偏离决口处,并能顺流下泄,以降低堵口施工的难度。
对于全河夺流的堤防决口,要根据河道地形、地势选好引河、挑水坝的位置,从而使引河、堵口堤线和挑水坝三项工程有机结合,达到顺利堵口的目的。
④抢险施工准备 在实施封堵前,要根据决口处地形、水头差和流量,做好封堵材料的准备工作。要考虑各种材料的来源、数量和可能的调集情况。封堵过程中不允许停工待料,特别是不允许在合龙阶段出现间歇等待的情况。要考虑好施工场地的布置和组织,充分利用机械施工和现代化的运输设备。传统的以人力为主,采用人工打桩、挑土上堤的方法,不仅施工组织困难,耗时长、花费大,而且失败的可能性也较大。因此,要力争采用现代化的施工方式,提高抢险施工的效率。
决口抢险的实施 堤防溃口险情的发生,具有明显的突发性质。各地在抢险的组织准备、材料准备等方面都不可能很充分。因此,要针对这种紧急情况,采用适宜的堵口抢险应急措施。
为了实现溃口的封堵,通常可采取以下步骤。
(1)抢筑裹头 土堤一旦溃决,水流冲刷扩大溃口口门,以致口门发展速度很快,其宽度通常要达200~300m 才能达到稳定状态,如湖北的牌州湾、江西九江的江心洲溃口。
如能及时抢筑裹头,就能防止险情的进一步发展,减少此后封堵的难度。同时,抢筑坚固的裹头,也是堤防决口封堵的必要准备工作。因此,及时抢筑裹头,是堤防决口封堵的关键之一。
通常,在水浅流缓、土质较好的地带,可在堤头周围打桩,桩后填柳或柴料厢护或抛石裹护。在水深流急、土质较差的地带,则要考虑采用抗冲流速较大的石笼等进行裹护。除了传统的打桩施工方法,可采用螺旋锚方法施工。螺旋锚杆其首部带有特殊的锚针,可以迅速下铺入土,并具有较大的垂直承载力和侧向抗冲力。首先在堤防迎水面安装两排一定根数的螺旋锚,抛下沙石袋后,挡住急流对堤防的正面冲刷,减缓堤头的崩塌速度;然后,由堤头处包裹向背水面安装两排螺旋锚,抛下沙石袋,挡住急流对堤头的...
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