防洪减灾主要措施及堤坝工程规划 2.ppt

防洪减灾主要措施及堤坝工程规划与设计 概述 在我国 主要河流均位于中部及东部 西部属于干旱少雨地区 更兼地广人稀 因此洪涝灾害主要发生在中部及东部 我国洪水有凌汛 桃汛 北方河流 春汛 伏汛 秋汛等 但防洪的主要对象是每年雨季的雨洪以及台风暴雨洪水 因为雨洪往往峰高量大 汛期长达数月 而台风暴雨洪水则来势迅猛 历时短面雨量集中 更有狂风助浪 二者均易酿成大灾 防洪工程措施 1 建设控制性工程 水库具有调蓄洪水的能力 同时可以利用水库的防洪库容与兴利库容结合 有效库容调节河川径流 发挥水库的综合效益 特别是一些控制性水库 可能更多地承担调控洪水的任务 其防洪的主要任务是针对上中游型和全流域型洪水 将削减下游防洪控制断面洪水 往往对整个流域的防洪起着决定性的作用 2 建设堤防工程与整治江河湖 1 修筑堤防筑堤是平原地区为了扩大洪水河床 加大泄洪能力 并防护两岸免受洪灾而广泛采取的一种行之有效的工程措施 沿河筑堤 束水行洪 可加大河道泄洪能力 缺点 筑堤可能使原来散落洪泛区的泥沙在河道淤积 抬高河床 恶化防洪情势 筑堤还缩窄河槽 造成同流量相应水位的抬高 使沿河地区排涝不畅 如果漫堤或溃决 造成的损害会远大于洪水自然泛滥的情形 而对于我国的堤防基本上是经过几十年的不断修建逐步形成的 根据我国的实际情况 每年汛前维修加固堤防 发现并消除隐患 洪峰来临时监视水情 及时堵漏 护岸 或突击加高培厚堤防 讯后修复险工 堵塞决口等 使其充分发挥堤防的作用 2 疏浚与整治河道疏浚与整治河道是河流综合开发中的一项综合性工程措施 其目的是为了使河床平顺通畅 提高河道宣泄洪水的能力 并稳定河势 护滩保堤 通常的做法包括 拓宽和浚深河槽 裁弯取直 消除阻碍水流的障碍物等 3 蓄滞洪区与洪泛区划定与管理防洪区是指洪水泛滥可能淹及的地区 可划分为洪泛区 蓄滞洪区和防洪保护区 洪泛区 尚无工程设施保护的洪水泛滥所及的地区 蓄滞洪区 分洪口在内的河堤背水面以外临时贮存洪水的低洼地区及湖泊等 防洪保护区 在防洪标准内受防洪工程设施保护的地区 疏浚是用人力 机械和炸药来进行作业 整治则是通过修建整治建筑物来影响或改变水流流态 二者常互相配合使用 分洪 滞洪与蓄洪是中国长期使用的一项防洪措施 这三者的目的都是为了减少某一河段的洪水流量 使其控制在河床安全泄量以下 分洪是在过水能力不足的河段上游适当地点 修建分洪闸 开挖分洪水道 将超过本河段安全泄量的部分洪水引走 以减轻本河段的泄洪负担 滞洪是利用水库 湖泊 洼地等暂时滞留一部分洪水 以削减洪峰流量 洪峰一过 即将滞留的洪水放归原河下泄 以腾空蓄水容积迎接下次洪峰 例如洞庭湖就对长江的洪水有调蓄的作用 蓄洪则是蓄留一部分或全部洪水 待枯水期供兴利部门使用 也同样起到削减洪峰流量的作用 4 治理水土流失水土保持是针对高原及山丘水土流失现象而采取的根本性治山治水措施 对减少洪水灾害很有帮助 水土流失是因大规模破坏植被而引起的自然环境严重破坏现象 不仅导致水库 湖泊 河道中下游严重淤积 降低防洪工程的作用 而且改变自然生态 加剧洪旱灾害发生的频次 主要措施 广泛利用荒山 荒坡 荒滩及 十边地 植树种草 封山育林 甚至退田还林 改进农牧生产技术 合理放牧 修筑梯田 零用免耕或少耕技术 大量修建谷坊 塘坝 小型水库等拦沙蓄水工程等 5 防治山洪灾害全国多个省内均有山洪灾害发生 尤以珠江流域西部的云南 贵州最为严重 山洪灾害具有灾害范围小 发生频率高 突发性强 伤亡严重 破坏作用大的特点 往往造成毁灭性破坏 山洪灾害防治遵循 防治结合 以防为主 的原则 以非工程措施为主 非工程与工程措施相结合 非工程措施主要是对山体滑坡 崩塌和泥石流隐患进行全面调查 划定重点防治区 采取防治措施 工程措施有山洪沟治理 泥石流沟治理 滑坡治理等措施 6 治涝工程形成涝灾的因素 1 因降水集中 地面径流集聚在盆地 平原或沿江沿湖洼地 积水过多或地下水位过高 2 积水区排水系统不健全 或因外河外湖洪水顶托倒灌 使积水不能及时排出 或者地下水位不能及时降低 工程措施 1 修筑围堤 用以防护洼地 以免外水入侵 2 开渠搬洪 即沿山麓开渠 拦截地面径流 引入外河 外湖或水库 不使向圩区汇集 3 整修排水系统 如排水沟渠 排水闸和机电排涝泵站 防洪非工程措施 防洪设施的管理 防洪非工程措施是通过法令 政策 行政管理 经济手段和直接利用蓄泄防洪工程以外的其他技术手段 来减少洪灾损失的措施 其主要内容是 对分蓄洪区或一般洪泛区进行特殊的管理 对洪水经常泛滥地区的生活生产设施建设进行指导 建立洪水预报预警系统 制定超标准洪水的紧急措施方案 设立各类洪水标志 建立应变组织 实施防洪保险 建立救灾基金和救灾组织 以及临时维持社会秩序的群众组织 抗洪抢险与堤防加固 下面介绍几种常见的堤防险情及加固措施 1 裂缝 对于纵向横向裂缝 可用灌注法 开挖回填法 横墙隔断法处理 2 渗水 渗水抢险常用背水坡开挖导渗沟 做透水后戗和临水坡做黏土防渗层的方法 汛后应对这些措施进行复核 3 管涌 是指泡泉 沙沸 土层隆起 浮动 膨胀 断裂等 管涌抢险 多数是采用回填反滤料的方法进行处理 有时也采用稻草 麦秆等作临时反滤排水材料 4 漏洞与陷坑 跌窝 堤身漏洞和跌窝往往由生物洞穴产生 产生的主要原因是堤身质量差 土料含沙量高 有机质多等 解决办法 汛前应首先对漏洞和跌窝隐患进行巡视 探查 对洞穴应采取开挖回填的方法进行除险 对埋藏较深的洞穴可以采用充填和劈裂等灌浆方法进行除险加固 5 滑坡和崩岸 对汛期出现的滑坡与崩岸 在固岸抢险时使用木料 竹笼 等临时代用料加固 汛后应查明崩岸性质 范围和该堤段的工程地质条件 对已采取的抢险措施进行复核 6 漫溢 堤防将要发生漫顶时 需要加高堤防 加高堤防多采用土料子堤 土袋子堤 柳石子堤等手段 这些子堤在汛末退水时即应拆除 7 风浪 如土堤迎水坡没有护坡 堤防防风浪淘刷主要采用草袋防浪 排浮防浪 挂树防浪等 汛后应该按设计要求加设堤坡坡面的防护 8 溃口抢险 封堵决口时用料较复杂 如钢筋笼 钢管 编织袋装土石 大石块等 堤防工程的规划和设计 设计标准和设计依据 1 设计标准堤防工程防洪标准是指堤防工程措施使防护对象达到的防洪能力 堤防工程的级别 2 设计基本资料 1 气象与水文资料进行堤防设计之前 必须清楚地了解收集当地的气象与水文资料 包括气温 风况 蒸发 降水 水位 流量 泥沙等资料 以及与工程有关的水系 水域分布 河势演变和冲淤变化等 2 社会经济资料堤防工程设计必须具备防护区及堤防工程区的社会经济资料 包括 面积 人口 耕地等社会概况 农业 交通 能源等行业的规模 资产等国民经济情况 生态环境情况 历史洪 潮灾害情况 3 工程地形及工程地质资料堤防工程设计的地形测量资料应包括地形图 纵断面图及横断面图 3 堤防工程的设计原则 1 应以所在河流 湖泊 海岸带的综合规划或防洪 防潮专业规划为依据 2 应具备可靠的气象水文 地形地貌 水系水域 地质及社会经济等资料 3 应满足稳定 渗流 变形等方面要求 4 应贯彻因地制宜 就地取材的原则 积极慎重采用新技术 新工艺 新材料 5 位于地震烈度7度及其以上地区的1级堤防工程 经主管部门批准 应进行抗震设计 6 应符合国家现行有关标准和规范的规定 堤防工程规划与总体布置 1 堤防工程总体布置根据地形地质条件选定堤防工程的起点 终点 按照排涝要求及地形条件选定排涝涵闸 排涝泵站位置 确定堤防工程范围内穿堤建筑物 交叉建筑物的联结方式 在进行工程布置时 必须服从城市总体建设规划和城市防洪规划 全面考虑 统筹安排 2 堤线布置 一般说来 堤线布置应遵循下列原则 1 河堤堤线应与河流流向相适应 并与大洪水的主流线大致平行 2 堤线应力求平顺 各堤段平缓连接 不得采用折线或急弯 4 堤线应布置在占压耕地 拆迁房屋等建筑物少的地带 避开文物遗址 以利于防汛抢险和工程管理 5 湖堤 海堤应尽可能避开强风或暴潮正面袭击 3 堤型选择 3 堤防工程应尽可能利用现有堤防和有利地形 修筑在土质较好 比较稳定的滩岸上 留有适当宽度的滩地 尽可能避开软弱地基 深水地带 古河道 强透水地基 堤型 1 按筑堤材料分为土堤 石堤 混凝土或钢筋混凝土防洪墙 分区填筑的混合材料堤等 2 按堤身的断面形式可分为斜坡式堤 直墙式堤和直斜复合式堤 4 堤顶高程的确定 堤型的选择应按照因地制宜 就地取材的原则 根据堤段所在的地理位置 重要程度 堤线地质条件 筑堤材料 水流及风浪特性 施工条件 运用和管理要求 环境景观 工程造价等因素 经过技术经济比较论证 综合确定堤防的形式 3 按防渗体设计分为均质土堤 斜墙式和心墙式土堤等 堤防结构设计 1 堤身断面设计堤身设计应包括确定断面布置 堤顶高程 堤顶宽度 边坡 护坡 放浪墙 防渗与排水设施 地基等 斜坡式断面 可用于任何地基上 且施工方便 易于设置各种消浪措施 但当堤身较高时 堤身填土材料用量大 导致投资加大 直立式断面 一般用于基础条件较好 水深中等的堤段 底部基础多采用抛石基床 但波浪遇直立墙时几乎全部反射 引起堤防附近波高加大 当堤前水深小于波浪的破碎水深时 波浪将破碎 对堤防产生很大的动水压力 混合式断面 一般用于临水侧滩脚低 淘刷严重的堤段 也是分阶段多次加固形成的堤身断面最普遍的一种形式 它既有较好的消浪性能 又能较好地适应各种地基变形的需要 堤身地基整体稳定性好 2 渗流及渗透稳定计算1 双层地基渗流计算a 无限长等厚双层地基的渗流计算b 有限长等厚双层地基的渗流计算c 不等厚或不均质双层地基的渗流计算d 盖重的计算2 渗透稳定计算 3 抗滑与抗倾稳定计算1 堤边坡抗滑稳定计算2 挡土墙 防浪墙抗滑 抗倾稳定及基底压应力计算4 沉降计算 堤防基础处理 1 堤基加固处理软弱堤基加固技术较多 在堤防工程中 主要采用深层搅拌法加固技术 振冲法加固技术等 在实际工程中如何选择 主要从以下几方面考虑 1 首先应分析采用天然地基的可行性 如有可能应尽量采用天然地基 2 根据建筑物对地基的要求和地基条件 确定需要进行处理的范围和处理要求 3 地基处理方法必须满足堤防对地基的设计要求 主要指天然地基经处理后应能达到的物理力学指标 4 对天然地基的条件 处理要求 工程费用及材料来源等各方面进行综合考虑 以确定合适的地基处理方法 5 地基处理方法原则上一定要技术上可靠 经济上合理 又能满足施工进度要求 6 注意节约能源 注意环境保护 避免因地基处理而对地面水和地下水产生污染或震动噪声等对周围环境产生不良影响 2 透水地基防渗处理地基的防渗有水平防渗和垂直防渗两种 水平防渗是在堤防迎水侧堤脚铺设一定厚度的黏土或土工膜 铺设长度通过计算确定 而比较常用的垂直防渗有灌浆技术 防渗墙技术 高压喷射注浆技术等 堤防建设与生态自然 随着科学发展和环境意识的加强 人么逐渐认识到水利工程对于河流生态系统可能造成不同程度的负面影响 主要表现在一下两个方面 一是自然河流的人工渠道化 包括平面布置上的河流形态直线化 河道横断面几何规则化 河床材料的硬质化 二是自然河流的非连续化 包括筑坝导致顺水流方向的河流非连续化 筑堤引起侧向的水流连通性破坏 近年来 各地在进行防洪工程建设和河流整治工程中 已经采取了一些新技术和新材料加强河流的生态建设 1 堤线布置及堤型选择河流形态的多样化河流形态的规则化 均一化 会在不同程度上对生物多样性造成影响 因此 在进行堤线布置中 应尽可能保留江河湖泊的自然形态 保留或恢复其蜿蜒性或分汊散乱状态 即保留或恢复湿地 河湾 急流和浅滩 2 河流断面设计自然河流的纵 横断面也显示出多样性的变化 浅滩与深潭相间 因此设计中应提出河道尽量要做到河床的非平坦化 采用非规则断面 避免因规则断面而导致流场的均一化 增加与生物的亲和力 并有助于与自然风景相协调 3 岸坡防护在河流整治工程中 对生态系统冲击最大的因素是水陆交错带的岸坡防护结构 水陆交错带是水域中职务繁茂发育地 为动物的觅食 栖息 产卵 避难所 也是陆生 水生动植物的生活迁移区 至关重要 在典型的岸坡防护结构中 可尽量使用具有良好反滤和垫层结构的堆石 多孔混