大湖之南丨一文讀懂！洞庭湖堤垸為何容易出險情？

7月5日16時許，湖南省岳陽市華容縣團洲垸洞庭湖一線堤防(樁號19+800)發(fā)生管涌險情，引起大堤塌陷，于17時48分許，緊急封堵失敗，導致堤壩決堤。

截至7月7日17時，團洲垸大堤決口已封堵91.5米。預計在7月9日12時前完成封堵。

此次潰堤的團洲垸屬于洞庭湖區(qū)24個蓄洪垸之一，蓄洪垸的定義是指設(shè)置在河流中下游用于蓄滯洪水的低洼地帶或堤垸，為蓄滯洪區(qū)。

洞庭湖水系及周邊情況怎樣?堤垸是如何形成的?為何容易出現(xiàn)險情?何為管涌險情?要如何進行應(yīng)對處置?

洞庭湖水系復雜，垸區(qū)相連

洞庭湖是我國第二大淡水湖，湖面面積2625平方公里，洞庭湖區(qū)涉及湖南省38個縣(市、區(qū))。洞庭湖水系復雜，北有松滋口、太平口、藕池口、調(diào)弦口“四口”承接長江荊江段來水，南納湘江、資水、沅水、澧水“四水”來水，以及汨羅江、新墻河等湖周中小河流，全部來水從岳陽市城陵磯七里山以下3.5公里匯入長江。

自1958年調(diào)弦口封堵之后，洞庭湖水系便形成了“九九歸一”的格局。正是由于水系復雜，與其他大江大河保護區(qū)不同，洞庭湖區(qū)由一個個垸區(qū)相連構(gòu)成，垸區(qū)與洞庭湖、垸區(qū)與河流、垸區(qū)與垸區(qū)之間，通過等級不同的堤防阻隔。

洞庭湖水系范圍。圖源：《中國國家地理》

洞庭湖的形成經(jīng)歷了一個由小變大、由大變小的演變過程，歷史上長江大水帶來大量泥沙涌入洞庭湖區(qū)后沉降。洞庭湖區(qū)堤防基本為土堤，地基大多直接坐落在軟弱的黏土、粉質(zhì)黏土之上，下部大多還存在淤泥質(zhì)土及粉細砂、砂礫石等不良松軟地層，堤防存在的工程地質(zhì)問題和險情隱患較多。

洞庭湖堤垸的形成

長江四口及湘資沅澧四水大量泥沙沉積在洞庭湖，形成大量洲灘，吸引人們來墾種，剛開始墾種的時候無堤防，若遇小水年份則有收成、遇大水年份則無收成，當時被稱為“湖田”。

為了使收成年份增加，人們在洲灘周圍開始建堤防擋水，隨著堤防加高加大，就逐漸形成了現(xiàn)有的堤垸，堤防保護的范圍也是我們所說的堤垸。

目前湖南洞庭湖區(qū)千畝以上堤垸有226個，其中重點垸11個、蓄洪垸24個、一般垸191個，一線防洪堤防總長3471公里，保護著垸區(qū)1844萬畝、耕地912萬畝、人口1049萬人。

在堤垸形成過程中，堤防是在沙洲泥灘建設(shè)起來的，部分堤段還跨越原有河道水面建設(shè)。當時建設(shè)堤垸并無現(xiàn)代技術(shù)，未進行清基處理，無法保證堤防的質(zhì)量。而且當時的堤防也是由老百姓自發(fā)填筑起來的，如部分地區(qū)將柳樹砍下來作為堤防的地基，必然導致堤防存在先天性缺陷。

洞庭湖堤防存在的主要問題包括哪些?

從地質(zhì)分類來看，洞庭湖堤防存在的主要問題有沙基、軟基、堤身土質(zhì)差、堤線不科學等。

沙基：地層結(jié)構(gòu)上一層為粘性土，一般小于2米，其下為透水性較強的粉細砂、中細砂、砂礫石層。當外河外湖水位過高，水將通過沙基向堤面內(nèi)部滲透，主要有分散性滲漏和集中滲漏兩種形式。洪水期集中滲漏較普遍，初期以流土為主，最終形成管涌，管涌將帶走沿途土質(zhì)顆粒，當空洞到一定程度后，可能造成堤防塌陷，進而發(fā)生潰垸險情。

軟基：湖區(qū)較多堤基淺部存在淤泥質(zhì)類軟土，天然含水量高，孔隙比大，存在強度低、壓縮性高、透水性差、固結(jié)排水時間長等特點。部分堤防也是在此地質(zhì)條件下建成，湖區(qū)老百姓稱為“橡皮土”，在高洪水位期間，大堤容易發(fā)生滑坡險情。如錢糧湖垸采桑湖一線大堤，經(jīng)過數(shù)十年仍然發(fā)生沉陷。

堤身土質(zhì)：堤防建設(shè)從三國時期就開始，經(jīng)歷過多次的加大加厚，逐步形成目前的局面，受制于當時施工工藝技術(shù)水平，修堤土均為就近就地取材，無法對土質(zhì)作出嚴格篩選，所建堤防存在堤身滲漏、堤身孔洞、滑坡失穩(wěn)等問題。

堤線：堤防建設(shè)之初，堤防的堤線未科學分析，一般沿著洲灘的方向填筑，造成河道彎曲多，汛期在迎流當沖或外灘較窄的河段，在水流的底蝕和側(cè)蝕作用下，外灘變窄，有的直接破壞了堤基，導致堤腳掏空失穩(wěn)。在東、南洞庭及目平湖地區(qū)，湖面開闊，風的吹程大，雍浪高對一線湖堤產(chǎn)生浪蝕，堤基岸坡淘刷垮塌現(xiàn)象較普遍。

管涌險情應(yīng)該如何處置?

管涌險情是洞庭湖區(qū)最危險的險情。上世紀90年代以來，洞庭湖區(qū)發(fā)生多處特大管涌險情，如1996年長春垸、錢糧湖垸、共雙茶垸，1998年南漢垸、安造垸，1999年民主垸，2014年善卷垸，2017年爛泥湖垸特大管涌險情，嚴重威脅堤垸安全，其中安造垸、錢糧湖垸、共雙茶垸、民主垸均因特大管涌險情潰堤，造成重大經(jīng)濟損失。

發(fā)生管涌險情處理方法包括反濾導滲、反濾圍井、蓄水反壓等。

反濾導滲：在翻砂鼓水險情較小時，宜適當清理管涌點周邊雜物、淤泥后按要求分層鋪設(shè)反濾料，按清水流出不帶砂的要求控制反濾層厚度。

沙石反濾層壓蓋法示意圖

反濾圍井：管涌點涌水量偏大時，適當清除涌水口周邊雜物、淤泥，用土(砂)袋做成圍井，井壁與地面較好接觸，在圍井內(nèi)分層鋪設(shè)濾料，反濾層厚度(圍井高度)以涌水流出而不挾帶泥沙為準。

反濾圍井示意圖

蓄水反壓：如管涌出水量較大，或涌水口在水塘中，難以鋪設(shè)反濾料時，應(yīng)利用周邊地形修筑圍堤，壅高水位，形成反壓，減少涌水、帶砂量，控制險情。

蓄水反壓示意圖(上：剖面圖，下：平面圖)

“發(fā)生管涌一定要搶早、搶小。發(fā)現(xiàn)管涌時出來的水是清水問題就不大，如果帶出細沙也還行，如果砂石都帶出來了就非常嚴重，搶不住的話，砂石不斷往外涌，堤下面就會被掏空，最容易潰堤。”湖南省水利廳專家說。