鄱阳湖是我国最大的淡水湖泊,处于江西省北部,长江中下游南岸,汇集赣江、抚江、信江、饶河、修水五大河流之水,经调蓄后由湖口注入长江。同时,鄱阳湖还承纳长江干流倒灌洪水,对长江洪水进行调蓄,是长江最大的通江湖泊。
1998年洪水之后,江西省加大水利投资,初步建成了以水库调蓄洪水、重点堤防抵御洪水、平垸分洪、蓄滞洪区蓄洪为一体的综合防洪工程体系,在应对2020年超历史大洪水中发挥了重要作用。
一
洪水之眼
在江湖堤防的内侧
每当大洪水退去
经常可以发现各种各样的砂袋土圈
▼摄影:胡国平
▼摄影:蒋勇
有的远在堤坝内侧的稻田里
▼摄影:蒋勇
▼摄影:魏思奇
有的散落在池塘中
▼摄影:魏思奇
▼摄影:张洪杰
有的在房前屋后
像一个个怪圈
▼摄影:蒋勇
▼摄影:魏思奇
有的紧靠堤脚
▼摄影:蒋勇
▼摄影:蒋勇
有的三五成群
散若北斗七星
▼摄影:陈九灵
有的体型庞大
土圈围上可站几十人
▼摄影:蒋勇
▼摄影:蒋勇
有的被插上三角旗以示警
▼摄影:陈九灵
▼摄影:陈九灵
有的气泡翻滚
甚至一点就着
被戏称为“火泡泉”
▼摄影:张华明
▼摄影:张华明
走近观察
外围堆筑了一圈编织土袋
土圈中的水或清澈
如一泓清泉
或浑浊
如一池泥浆
▼摄影:蒋勇
里面堆满了砂卵石
▼摄影:胡国平
有人称之为“大地溃疡”
▼摄影:蒋勇
也有人称之为“洪水之眼”
▼摄影:魏思奇
更有人称之为“堤坝杀手”
▼供图:詹耀煌
在洞庭湖边
它被称为“沙眼”
在鄱阳湖畔
它有一个更响亮、形象的名字——“泡泉”
每到汛期
泡泉在鄱阳湖区频频出镜
谈之色变
为了找出泡泉
需要多人排成一排
拉网式不间断巡查
▼图源:人民视觉
为鼓励全民参战
有些地方甚至论个悬赏
老水利人讲
一个泡泉就是一个惊心动魄的故事
▼摄影:李建春
新水利人说
每个泡泉围井
都是一个值得学习的成功案例
▼江西省水利科学研究院防汛专家实地讲解泡泉抢险案例 摄影:蒋勇
▼摄影:张勇奋
翻开地方水利志和有关文献
江湖圩区百姓简直是一部与泡泉的斗争史
以江西省为例
历史上很多重要堤防的决口
均由泡泉造成:
1995年 保护6万余人
耕地20万亩的新建县二十四联圩
因泡泉决口
1998年 保护4万余人
耕地近8万亩的九江县江心洲大堤因泡泉决口
1998年8月6日
长江九江城防堤因泡泉决堤
牵动了全国的心
2010年
临川区唱凯堤因管涌决口
造成4个乡镇10万余人受淹
二
何为泡泉
泡泉,学名管涌
是一种土质堤坝最常见的险情
圩堤都修筑在河流中下游
或三角洲的河漫滩上
▼摄影:蒋勇
洪水期河流断面扩大
河漫滩洪水流速减小
挟带的细粒泥沙
沉积并覆盖在河床上
形成下部为粗砂和砾石组成的河床沉积物
上部为细砂或黏土组成的河漫滩沉积物
这种下粗上细的沉积结构
称为“二元结构”
圩堤修筑时就地取材
堤身由细砂或黏性土组成
简称“均质土堤”
▼摄影:蒋勇
当河湖的水位升高时
圩堤开始临水
水体慢慢洇渗进入堤身
在压力的作用下
整个渗入过程从高到低
一直持续到背水面的堤脚
这个时候把堤坝垂直坝轴线
横向切开
可以分成上干下湿两部分
干湿交替的分界线
称为“浸润线”
浸润线以下
土体被完全浸透
持水量已达到饱和
力学性质变差
浸泡软化、抗剪力下降
称为“完全饱和土体”
浸润线以上
为较干部分
含水量尚未达到饱和状态
称为“非饱和土体”
浸润线的起点
是外河水位和圩堤的接触点
终点为背水面的堤脚附近
称为“出逸点”
或出逸高程
水从堤脚出逸点以下
开始慢慢渗出
这种现象俗称“堤出汗”
学名“散浸”
▼摄影:万怡国
河湖水位越高、出逸点越高
渗水量越大
土的力学性质越差
甚至造成淤泥“软脚”现象
对堤坝越危险
散浸是非常普遍的堤防险情
最好的处理措施
是第一时间开挖排水沟
让渗水尽快排出去
不会产生“软脚”现象
这种险情处理方法称为开“导渗沟”
▼摄影:万怡国
由于堤防都修筑在二元结构上面
上层是细砂或黏土
下层是更粗的砂砾石层
当河湖水位继续上涨
堤内上下水位压力差继续加大
堤身或者堤基础内部的细颗粒砂土
在水压的推动作用下
会顺着水流方向被移动、带走
形成管状通道
从堤脚甚至更远的薄弱地段
如堤身、池塘、稻田
人工水井、腐植土层、房前屋后
持续将含有泥砂的浑水
涌出地面
出水时涌口上下翻滚
并形成明显的砂环
这种现象就是管涌
当其出口处于黏性土时
表象为土体局部表面隆起
浮动或大块土体移动流失
此时也称为流土
三
上堵下排
管涌的危害非常大
由于挟砂带土
管涌通道会越来越大
如果处置不及时
管涌发展非常迅速
当堤身或堤基大量砂土被带走后
形成空洞
堤坝会突然塌陷
甚至溃决
▼管涌决堤实验
1998年
震惊全国的长江九江城防堤管涌
从发现到决口不到1小时!!!
决口过程:8月7日中午12时45分,该堤4~5号闸之间,内侧堤脚处发现小泡泉,13时出现3个泡泉喷水点并夹有泥块,高度达30厘米。时隔半小时,出水点扩大,因大量堤身土体被带走,堤顶出现直径约2米的塌陷洞,十分钟后大堤决口,最终口门宽度扩大到50米。
经过数万军民五天五夜的英勇奋战
最终堵口成功
创造了世界第三大河流上
在超历史高洪水位情况下
堵口成功的人间奇迹
形成伟大的98抗洪精神
▼来源:见图
管涌必须尽早发现
第一时间处置
把险情控制在萌芽阶段
这也是汛期要求人员拉网式巡堤的原因
▼2020年8月7日,江西省水利科学研究院青年志愿者在九合联圩体验巡堤
为了减少渗水量
堤防迎水面通常采用
透水性差的粘土材料
为使渗水顺利排出
背水面坡脚采用透水性好的反滤材料
保护出口
也就是常说的“上堵下排”
管涌发现以后
用得最多的处置措施是“反滤围井”
根据泡泉的大小
用不透水的粘土装袋
围一井圈,称为“围井”
利用连通器原理
抬高井内水位
减小上下游水位差
这种方式称为“养水盆”
▼摄影:王志超
▼摄影:李建春
同时,在围井内泡泉口
依次铺填粒径由细到粗的
粗砂、砾砂、卵砂
把渗水中的泥沙反向过滤
在铺填的砂石层中
渗水自由流出
渗清水,是泡泉险情处置成功的标志
这种措施称为“反滤”
反滤也被广泛用于堤脚导渗沟出口保护
根据险情的现状,反滤围井或大或小
有时甚至像“锤地鼠游戏”
处理好一个,边上又冒出一个
形成管涌群
这时,需要将围井尽量圈大
▼供图:陈金昌
反滤围井
属于堤防管涌险情的应急抢险措施
为了减小或消除管涌隐患
在修筑堤防时
需要反复碾压土层
提高堤身的密实度
减小细颗粒在水压的作用下被带走
在迎水面铺筑不透水的粘土层
降低浸润线
这种措施称为“粘土斜墙”
沿堤轴线
选择适宜的施工方法
增加一层垂直防渗体
降低浸润线
提高堤身防渗性
统称“垂直防渗”
常用的方法有:
垂直铺膜
喷射注水泥浆
射水成墙
深层搅拌桩等
这种措施施工方便,效果良好
大量用于堤防的除险加固
由于很多堤防都是就地取材
使背水面堤脚不远处
会形成大量因取土产生的沟塘
成为养殖鱼塘、藕塘或长满水草
高水位时极易成为土体的薄弱环节
产生管涌 且巡查难度很大
常用的措施是:
将河道里的砂质土利用机械方式吹填
填平沟塘,形成透水性好的“压浸平台”
保护浸润性出口
以上措施简称为“填塘压浸”
管涌作为一类常见的堤防工程险情
各地圩区人民在实践中
积累了丰富的抢险经验
本文仅对管涌机理
和常见处置原则进行了简单介绍
在险情处置过程中
需要结合实际情况综合确定适合的措施
未来 如巡堤人再遇管涌险情
定能快速判查险情类别
合理选择处置措施
有效控制险情发展
参考文献:
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