四川省广元市山坪塘整治措施探讨

李 静，袁 琼，祝海霞

（中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都 610072）

0 前 言

水是万物之本，是维系人类农业生产的基本要素。水利是农业生产的命脉，四川农村水利的发展造就了四川农业大省的称号。山坪塘在西南丘陵地区的农业发展中有着至关重要的作用，但是，由于大多数的山坪塘都修建于二十世纪六七十年代，受条件所限，工程质量不高，且运行至今，存在或多或少的质量问题，工程安全隐患比较大，维修也比较困难。

1 广元市水利工程情况

广元市位于四川北部山区、嘉陵江上游，北与甘肃省、陕西省交界，南与南充市为邻，西与绵阳市相连，东与巴中市接壤，是山地向盆地过渡地带，属于亚热带湿润季风气候。全市总面积16 319 km2，下辖3区、4县；2020年年末广元市常住人口267.5万人［1］。广元市境内河流属长江水系，境内河流以嘉陵江为主干，有白龙江、清水河、东河、木门河等75条河流。截至2019年，全市共建有各类水利工程42 039处，蓄水总量为50.46亿m3，其中大型水库水电站2座，蓄水总量46.54亿m3；中型水库水电站17座，蓄水总量2.20亿m3；小（Ⅰ）型水库63座，蓄水总量0.73亿m3；小（Ⅱ）型水库676座，蓄水总量0.75亿m3［2］；山坪塘4.4万余口，农村供水工程8.36万处。

2 山坪塘在广元农业发展中的作用

我国西南地区水资源丰富，汛期降雨量充沛，但是枯水期降雨量相对较少，时间分布不均匀。广元市处于米仓山、龙门山和盆北低山三大地貌交汇地带，属于典型的丘陵地貌。对于丘陵山区来说，由于其独特的自然地理条件，多岗地和小山丘，地形破碎，河流分支较多，农业用地或者耕作区也往往被分割，且分布分散，出现农田距离水源较远的情况，甚者存在水低田高的现象。因此，不管是水资源的储存、补给还是输送，小型蓄水工程都发挥着至关重要的作用。山坪塘是丘陵区常见的小型集雨工程，是该类区域农业灌溉用水的主要来源之一，是农民生产、生活用水的重要保障。

对于丘陵地区来说，山坪塘的主要作用有［3-4］：

（1）相较于大型集雨工程，山坪塘具有投资少、见效快、形式灵活、取水方便等特点，有效弥补了年内降雨分布不均引起的水资源短缺，在小流域水文循环中发挥着水资源“调节器”的作用。

（2）山坪塘由于蓄水较少，塘内水位低，水温较高，用来灌溉农作物更有利于其生长。

（3）山坪塘能够充分适应丘陵区的地形起伏、岗冲交错的自然地形条件，能够就近就地蓄水，缩短输水、灌溉的时间，取水也比较方便，能够及时供水，减少了水蒸发及不必要的渗漏，提高灌溉效率。

（4）就近取水灌溉可以减少输水工程的修建规模，节省工程量和投资，降低灌溉成本，减轻农民负担，降低政府的财政支出。

（5）解决人畜生活用水，发展塘口经济，带活农村经济，加上对山坪塘合理的综合开发利用，可以在一定程度上促进当地农林牧渔和服务业发展，提高农村人口就业率，增加农民收入，改变农村经济面貌。

3 广元山坪塘存在的安全隐患

2020年入汛以来，四川省经历多轮强降雨过程，部分江河甚至发生超历史或接近历史记录的特大洪水，造成部分地方水利设施损失极其严重，极大降低了工程防洪能力。根据四川省水利厅的工作安排，中国电建集团成都院派出专家组对广元市的地方水利设施防汛安全隐患处置工作进行技术指导，协助地方识别重点水库、堤防、护岸、塘坝、灌溉设施、山洪灾害等隐患具体情况，帮助和指导地方对发现的重大隐患制定应急处置方案、拟定修复或重建建议方案。现场隐患排查结果显示，除了淤积严重导致有效库容减小外，主要还存在以下三个方面的安全隐患。

（1）坝体稳定性较差。山坪塘作为小型农村水利设施，一方面建设资金有限，另一方面建设时间较早，受资源、技术条件的限制，大部分山坪塘的修建仅仅是依靠当时的经验，缺乏相应的技术标准和技术、经济支持，再加上施工不规范，填筑质量不能满足规范要求，坝体压实度不够［5］，导致山坪塘存在上游坝坡比较陡，甚至有些未做护坡处理或原有护坡易遭损坏，坝坡稳定性较差，存在溃坝的风险。

（2）山坪塘渗漏问题。山坪塘一般都采用黏土均质坝形式，尽可能就地取材，降低工程成本。对巡视检查的山坪塘，以下几方面容易引起渗漏：①山坪塘的修建主要是依靠人工，坝体压实度不够，护坡破坏后，坝体渗漏严重；②部分山坪塘塘底未进行防渗处理，水体从裂隙渗漏，导致塘内不能蓄满水量；③坝体年久，植被茂密，树木根系发达，塘坝被根系破坏后渗漏问题突出；④部分坝体白蚁筑窝繁殖，破坏了坝体的防渗性。

（3）防洪能力不足。一些山坪塘修建的时候并没有明确的洪水标准参照，导致其无法满足防洪要求；部分修建较早的山坪塘，均没有设置分洪设施，有的放水设施也仅为一个小孔洞通过木桩堵孔存水；遇到汛期暴雨，如果没有提前预判，采取一些分洪、防洪处理措施，雨水在极短时间汇集，塘内水位迅速上升，容易导致塘水漫坝，引发塘坝溃决事故。

4 山坪塘整治工程措施

山坪塘的项目多、范围广，一方面当地政府要加强对山坪塘管理和维修资金的筹措；另一方面，要根据山坪塘存在的病害类型，结合当地条件，因地制宜地采取有针对性的工程措施进行治理，以提高资金利用效率。

4.1 坝体稳定处理措施

对坝体修建年代较早、坝坡设计不合理、坝体压实质量差等原因引起的坝坡稳定性不足问题，主要处理原则有：山坪塘坝顶宽度小于2.5 m的应加宽坝顶，坝面坡度过陡的应加填土石料来放缓坝坡。

（1）因山坪塘采用墙式防护方式作为挡水建筑物，则所采用的挡土墙抗滑稳定性验算、抗倾稳定性验算均应严格满足《水工挡土墙设计规范》（SL397-2007）的要求。

（2）山坪塘的挡水建筑物为均质土坝和黏土斜墙坝，在加固过程中应采用和原坝体相同的材料，同时要考虑加固处理与坝体防渗处理相结合，且坝顶宽度不小于2.5 m，上下游坝坡的坡比（多级坝坡指平均坡比）不小于表1［6］中的要求。

（3）其他型式的山坪塘挡水建筑物的坝坡应通过验算以满足稳定安全要求。

对于新修建的山坪塘或者冲毁重建的山坪塘，在修建时，要在山坪塘坝脚设置具备相应排水能力的排水设施。坝体的排水可以采用棱体排水、贴坡排水等方式。棱体排水的排水体顶部宽度应不小于80 cm，顶高程要超过坝脚最高水位和地面1.0 m；贴坡排水的排水体厚度（含反滤厚度）要大于50 cm，排水体高度高于浸润线出逸点1.0 m或高于0.5倍坝高且高度不小于2.0 m；排水设施的底脚处要设置排水沟。

4.2 防渗处理

针对山坪塘坝体或者塘底渗漏问题，比较适用的工程措施包括修建新的黏土斜墙、坝基截留槽+迎水面铺设土工膜、劈裂灌浆、套管回填、加深基础+混凝土防渗面板、浆砌条石防渗、低压灌浆等处理方式。只要采取方法得当，施工质量就有保障，那么就可以在一定程度上取得较理想的防渗处理效果。以上不同的防渗处理方式各具优缺点，详见表2［7］。

综合来看，山坪塘防渗处理方式的拟定不仅仅要考虑山坪塘所在地气候条件、交通状况、工程材料、工程施工能力等多方面因素，还要综合考虑坝体断面形式、泄洪设施、放水设施等因素，最终选择一个最适宜的防渗处理方式。

根据广元市当地气候条件、交通状况、工程材料、工程施工能力等多方面因素，推荐加深基础+混凝土防渗面板或者浆砌块石防渗。

对山坪塘上游坝坡设置混凝土面板或者浆砌块石，在起到防渗作用的同时可以确保山坪塘土坝的安全。混凝土面板所采用的混凝土强度等级不应低于C20，厚度不低于10 cm；浆砌块石的块石厚度不应低于30 cm，上游坝坡应采用M10水泥砂浆开槽并勾缝，缝宽2 cm。

为了保证施工质量和防渗处理效果，在混凝土面板在施工时，要严格遵循混凝土施工的各类注意事项［8］。

（1）在斜坡上浇筑混凝土，应严格控制混凝土坍落度。坍落度过小及和易性不好，会振捣困难；坍落度过大，振捣后混凝土下滑，出现水泥浆液流失。有条件时，可以采用自密实混凝土。

（2）施工时，斜坡工作面上立模和振捣较困难，应根据斜坡特点立模安装到位，并采取相适宜的振捣方式。

（3）山坪塘防渗面板较薄，应严格控制面板混凝土振捣时间。

4.3 防洪能力不足

（1）防洪标准不足的处理措施。通过对山坪塘的坝顶高程进行复核，对于坝顶高程不满足设计要求的山坪塘可以采取在坝顶增设防浪墙的措施［9］，或者对山坪塘的挡水坝坡采取加高培厚的处理措施。

（2）分洪能力不足的处理措施。对于没有设置溢洪道的山坪塘，可根据现场地形地质条件，选择合适的位置增设溢洪道。溢洪道靠坝的一侧应根据基础情况采用浆砌石或者混凝土进行衬砌。如果采用混凝土衬砌，则衬砌厚度应不小于20 cm；如果采用浆砌石衬砌，则衬砌厚度应不小于30 cm。对于原有分洪设施被冲毁的，应当进行修补加固处理；对于原有分洪设施淤堵的，应及时进行清淤处理；对于原有分洪设施的分洪能力不足的，应对其进行改扩建、重建，或者增加分洪通道。

4.4 其他整治措施

（1）水库清淤。部分山坪塘因为淤积严重而丧失大部分有效库容，需要在山坪塘放空全部库容以后，进行清淤以恢复其兴利库容。在具备机械施工条件的地区可以采取挖掘机来进行清淤；对于不具备机械施工条件的地区，以及清淤工程量不大或者分布比较分散的山坪塘，可以采取人工清淤处理。对山坪塘进行清淤处理时，要尽量选取对农业用水影响较小的时段。清淤作业时，要尽量避免破坏附近的农作物及农用耕地，不影响山坪塘坝体的整体稳定性，并为坝体和防渗体的施工预留工作面。清淤工作面应尽量平顺，避免出现陡坡和倒坡。清淤处理后的淤泥等杂物不要随意堆放，可就近堆放在山坪塘周边合适的山地、洼地或者荒地上，不具备这些就近堆渣条件的，可以采用自卸汽车或者人力车运走集中处理，避免污染水源环境。

（2）放水设施改造。目前，一些山坪塘依然采用简陋的放水设施，即在塘内用木桩堵孔来存水，放水时把木桩拔掉。这种放水措施一方面在暴雨汇集后很容易淹没木桩，导致无法放水；另一方面，放水过程中水流冲刷的淤泥等杂质容易堵塞放水孔。对于这类山坪塘，可以对其放水设施进行改进，选择管道放水。放水设施改造时，要保证取水口的正常运行，采取拦污措施，防止进水口被堵塞。管道与坝体的结合部位要设置截水环，管道外可以设置二道闸阀，闸阀处设置闸阀井，管道材料可用经防腐处理的钢管或者混凝土管。

5 结论与建议

近年来，丘陵地区各省市都十分重视山坪塘的建设，以及山坪塘的防洪安全问题。对此，根据广元市山坪塘存在的安全隐患，笔者提出了适宜的工程整治措施，能够解决广元市山坪塘坝体稳定问题，提升山坪塘的防洪标准，扩大山坪塘的库容，改进山坪塘的放水设施和泄洪设施，以达到山坪塘安全运行的目的，为建设绿水青山贡献一份力量。

在汛期多雨季节，要保证山坪塘泄洪设施的正常运行，注意观测塘内水位，及时采取措施，防止洪水漫过坝体；对坝体出现渗漏的位置要及时处理，排除安全隐患，并在合适的时机对坝体的薄弱部位进行加固处理；派专人定期沿坝体周边巡视，发现蚁害坝段，可以通过人工挖巢、药物防治的方式对白蚁进行治理，以维护坝体的安全稳定［10］。