阳太沟坝建设与管理措施分析

2023-03-05马涛，乔元

海河水利 2023年8期

马涛，乔元

（1.子洲县水利局渠道库坝管护中心，陕西榆林 718400；2.子洲县水利队，陕西榆林 718400）

由于历史条件等多种原因，黄土高原淤地坝存在诸多问题，重建轻管现象严重，现以阳太沟中型坝为例，对黄土高原淤地坝建设与管理方案进行探析。

1 概况

阳太沟中型淤地坝位于子洲县县城西北部电市镇王庄村阳太沟沟道，库容为9.97 万m3，属大理河三级支流。该流域属黄土丘陵沟壑区，地势为西北高、东南低，为向南东缓倾的河谷盆地[1]，区内海拔高程800～1200 m，相对高差约300～400 m。区内沟谷发育，地形破碎，水土流失严重。工程自1974年建成以来，按照行政隶属和受益情形，由王庄村委会负责维修管护，村里落实了2名管护人员，负责该坝的巡查看护等事务。

2 主要病险问题

阳太沟中型淤地坝的兴建，对减少入黄泥沙、保持水土、抬高沟道侵蚀基准点、促进退耕还林还草和生态自我修复、调整产业结构、改善生态环境有着重要意义。受历史条件所限，加之多年运行，阳太沟淤地坝存在以下问题。

2.1 工程病险问题

经现场调查和查勘，该坝没有放水和泄洪建筑物，受降雨洪水影响，坝体已经冲毁，没有了坝梁。目前，该淤地坝已经淤满，失去了防洪泄水功能，无法正常使用。

2.2 防洪安全隐患

经过多年运行，阳太沟淤地坝已淤满，没有调蓄洪水能力，需要新建放水工程。根据实际调查，现状淤泥面至坝顶高为0，根据库容曲线计算得现有防洪库容为0。由此可知，现状防洪库容，不满足防洪要求，虽然坝下无单位学校和人员居住，但防洪形势仍然严峻。

2.3 运行管理问题

该坝自建成以来，由村委会统一管护，在暴雨前后，各村委会集体投劳对其进行维修加固。对水毁严重、群众难以投资维修加固的工程，由村委会申请县有关部门投资解决。运行管理工作中存在的主要问题如下：①由于中型淤地坝控制面积大，淤积时间长，一般在10～15 a后才能受益，群众对大坝管护的积极性普遍不高；②大坝由国家投资建设，建成后的大坝交付给了当地的村委会管护，村委会限于资金缺乏等因素，在管护方面很难做到尽职尽责；③淤地坝管护责任不明确，村委会在坝地的分配上地界不清、权属不明，造成管护混乱；④水利部门在工程完工交付村委会后没有专门的管护资金，后期无人问津，因此中型淤地坝疏于管理，毁坏严重，效益不高。

分析总结阳太沟中型淤地坝存在的问题，除了历史条件所限，还与设计建设和后续运维管理有巨大的关系，这种“重建轻管”在水利行业中具有普遍性。因此，在后期除险加固工作中，除加高坝体、新建放水设施之外，还应加强运维管理工作，以期实现工程的长效运营。

3 除险加固与运营管理建议

淤地坝功效作用显著，其运行安全及效益发挥与当地经济发展及群众生产生活密切相关。针对阳太沟淤地坝面临的问题，在淤地坝除险加固与后续管理上，必须认真贯彻执行《陕西省淤地坝建设办法》，使其建设与管理工作走向科学化、规范化、法治化，需在以下2个方面采取相关措施。

3.1 除险加固措施

阳太沟淤地坝已经淤满，根据《陕西省淤地坝建设办法》，对淤积面已达到或超过设计淤积高程并投入正常生产运行的淤地坝，不得安排加高工程建设。所以，此次除险加固设计主要是保障淤地坝安全运行，对淤地坝增设坡面排水系统，新建放水卧管、输水涵管及输水明渠，强化淤地坝的泄水能力和抗洪能力；加固大坝，修复水毁坝体，改建坝顶道路，确保大坝安全。

3.1.1 加固大坝

阳太沟淤地坝为均质土坝，针对坝体坝梁冲毁情况进行改造加固。经过改造加固处理，大坝坝顶高程918.70 m，坝顶宽度4.0 m，最大坝高24.5 m，坝顶总长161 m，最大坝底宽93.4 m，上游坝坡1 级、坡比1∶2.5，下游坝坡3 级、坡比均为1∶2.0，在高程910和902 m 各设宽2.0 m 的马道，排水棱体顶高程897.8 m，顶宽2.0 m，内侧坡比为1∶1.5。大坝所需土料主要来源于左坝肩上部斜坡地带，储量丰富，土料场运距短，开采运输方便，各项技术质量指标均符合《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL251-2000）对土坝碾压土料的技术要求，渗透系数小于1×10-4cm/s，坝体填筑土的最大干密度为1.64 g/cm3，坝体的压实度为96%。根据大坝坝顶高程计算结果，坝顶加高至918.70 m高程。坝顶兴建道路，设计标准为4 级，路面采用20 cm 厚的泥结石路面，下部铺设20 cm厚的碎石垫层路基，上、下游侧设M7.5浆砌石路沿，以便于大坝两岸通行。

3.1.2 增设坡面排水系统

原大坝下游坡坡面破损不整、未砌护，且无排水系统。依据相关规范，对背水坡采用植物护坡，下游坝坡及两侧岸坡设置纵向排水沟，马道平台设置横向排水沟，与岸坡排水沟相接将水直接导入下游河床。坝坡、岸坡、马道排水沟均采用浆砌石结构。坝顶、下游坝坡以及下游马道设置0.3 m×0.3m 浆砌石梯形排水沟，左右两岸坡设置0.5 m×0.5 m 浆砌石梯形排水沟。下游坝坡脚设置排水棱体，排水棱体顶高程897.8 m，顶宽2.0 m，内侧坡比1∶1.5，外侧坡比1∶2.0。

3.1.3 新建放水设施

新建放水建筑物由放水卧管、输水涵管及输水明渠组成，位于大坝左岸。放水建筑物卧管位于大坝上游岸坡约40 m 处（岸坡处地面高程908.00 m），纵坡比1∶2，放水口采用阶梯式布置。卧管共设18级，每级高差0.5 m，采用C20 钢筋混凝土结构，各级放水孔进口高程为908.90～917.40 m，其中正常蓄水位910.70 m 以下布设9 级、校核水位至正常蓄水位之间设4 级。各级放水孔孔口均为直径0.3 m 的圆孔。卧管采用预制圆台体封盖。为便于卧管放水孔操作运行，其顶部至右岸坝肩回填1 条宽1.5 m 的运行管理便道。

为了便于泄水，淤地坝卧管底部地面高程为908.40 m，故拟定涵管进口高程为906.90 m，涵管坝后出口处高程为903.00 m。卧管底部接直径1 m 预制钢筋混凝土涵管，涵管按明流设计。涵管上游起点高程为906.90 m，下游坝后出口高程为903.00 m，全长90 m，设计坡比为0.044。涵管沿轴线基础均为土基，为防止基础发生不均匀变形，设置2 层基础，即底部设厚0.3 m的浆砌石、上部现浇鞍式混凝土管座，管座沿线设有适应地基沉降的永久缝，缝间距12 m。为避免涵管上部填方发生过大沉降危及涵管安全，要求沿管线的所有填方（坝体范围内、外）的压实度均需达到98%。为防止沿卧管发生集中渗流，卧管在坝轴线上游部分设置4 道截水环，截水环间距10 m。涵管末端接混凝土消力池，消力池宽3 m、长3 m、高2.5 m，其结构壁厚为0.5 m。消力池后接输水明渠，输水明渠断面为矩形断面，尺寸为0.8 m×0.8 m，渠底浆砌石厚度0.3 m。渠道下游段设退水渠。渠道与用水沟渠衔接。

3.1.4 建设管理

淤地坝除险加固建设中，要严格建设管理。根据相关技术规范，加强工程施工参建各方的管理和技术指导，建设单位必须派驻1 名驻坝技术人员负责大坝施工技术指导与工程质量和安全监督管理，做好工程质量、施工管理以及工程验收的各项准备工作，编报计划执行情况的统计报表和财务报表等[2]。加强施工单位资质审定，淤地坝除险加固应由具有水利水电工程施工总承包或水工大坝工程专业承包三级以上资质的施工单位承包[3]。严格工程建设监理制，监理单位应具有水利工程丙级和水土保持生态建设工程乙级以上监理资质。创新改进坝体排水沟施工质量、型式和结构。根据子洲县淤地坝建设管理经验可知，大部分排水沟为矩形砖砌结构或矩形浆砌片石结构，砌筑质量较差，裂缝、砂浆脱落等随处可见，这些薄弱环节极易造成坝体冲沟、穴坑等，使坝体遭到损坏，因此建议阳太沟淤地坝排水沟改为“U”形混凝土结构。重视淤地坝建设中的取土场整理绿化，要对施工中形成的高陡边坡做削坡处理，严防岸坡滑塌，将放水工程掩埋或破坏。按规范要求严格控制大坝铺土厚度，该处为坝体施工中最薄弱的地方，很容易碾压不实，造成钻洞导致坝体拉开、放水工程损坏，要严格施工质量把关，加强工程检验，从源头把好工程建设质量关。

3.2 运行管理措施

3.2.1 夯实责任，落实好管护责任人

阳太沟淤地坝除险加固竣工验收投入运行后，水利部门作为管理机构要对工程进行专项管理，定期检查督促。县水利局作为工程直管机构和业务技术指导部门，要负责工程的运行管理和监测，检查落实管护责任，制定防汛预案。乡、镇政府及工程受益行政村村委会作为工程的具体管理单位，负责建立管护组织、制订管护公约、落实管护人员和管护职责[5]。同时，要明确管护责任，原则上日常维护由受益乡村承担，大型维修由水利行政主管部门实施，层层建立责任制，确保工程有人用有人管，夯实责任，逐步走向规范管理[4]。当地政府、上级部门要根据实际情况，适当给予养护资金，确保管护职责能够落实和执行。

3.2.2 确定淤地坝工程管理和保护范围，加强巡查工作

工程管护人员要高度重视工程巡查，做到定期巡查和不定期巡查相结合，特别是在汛前、汛后进行重点检查。主要检查阳太沟淤地坝坝身和岸坡有无裂缝、塌坑、滑坡及隆起现象，背水坡有无散浸、集中渗漏和管涌迹象，泄水工程砌石有无沉陷、断裂、堵塞现象。一旦发现问题能处理的给予处理，处理不了的要及时查明情况，上报有关业务主管部门，制定维修方案，确保工程安全正常运行。

3.2.3 制定完善淤地坝防汛抢险应急预案

严格执行阳太沟淤地坝安全运营的规定，加强对淤地坝的“汛前、汛期、汛后”检查，建立工程防汛档案，全面掌握运行情况，同时完善台账管理。

与此同时，县级水利水保部门应加强对管护人员的技术培训，提高阳太沟淤地坝管理组织和管护人员的业务水平。重点加强淤地坝巡查、查险、应急等事项的培训。