青年|打赢抗洪战争,究竟有多难?( 三 )


如果渗水量小、流速缓慢、水质清澈 , 意味着没有堤内泥沙被带出 , 大堤内部未发生冲刷破坏 , 做好排水和监视 , 准备临时反滤体即可 。
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△官兵在大堤背水侧修筑用碎石和沙包修筑临时反滤体|反滤体可以阻止渗水带走泥沙 , 保护大堤结构 。 渗出的清水则通过水沟排走 。 图源:东部战区微信公众号
如果渗水量很大 , 则说明大堤已经被浸透 , 机械强度会显著降低 。 此时 , 如果河堤的设计本身不够合理、具有潜在结构损伤(如蚁穴、裂缝等)、有超重机械在堤顶作业时 , 就很容易在河堤背水侧产生滑坡、脱坡险情 。
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△渗流引起的拦河坝滑坡|年5月20日 , 美国密歇根州Edenville土坝在被长期浸泡后 , 因渗流剧烈引发滑坡 , 最终导致溃坝 , 下游多处城镇受灾 。 该坝建于1925年 , 是没有防渗设计的均质土坝 , 技术上早已落后 。 图源:Lynn Coleman / MLive / Earther , 文献[11-12]
好在这类险情与崩岸类似 , 比较容易发现 , 及时加固也可以排除险情 。
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△堤防背水面发生滑坡险情|7月17日 , 安徽安庆怀宁县凉亭乡三鸦寺湖堤背水侧发生滑坡 , 官兵们紧急处置 , 避免了溃决 。 图源:人民视觉
当渗流逐渐变强 , 泥沙也会被带出 , 清水变成浑水 。 此时 , 堤身开始自背水侧向迎水侧产生空洞 , 如不及时排除 , 会很快形成贯通堤身的漏水洞 , 大堤被冲开只需要很短的时间 。
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△漏水洞引起决堤的实验|在这个实验里 , 由于河堤的规模很小 , 从a到e只用了13分钟 。 在实际河堤里时间会长一些 , 但仍属于“较短时间”的范畴 。 图源:文献[3]
比浑水渗流更隐蔽、更危险的险情 , 则是发生在地下的管涌 。 它不仅与高水位长期浸泡有关 , 还与河岸的地质条件有关 。
以长江在湖北境内的荆江段为例 , 江岸的地层由若干强透水层(砂层)和弱透水层(泥层)混杂组成 , 它是自然演化的结果 , 但也正是这样的地质结构 , 使河水能够在地下通过透水层向堤后渗透 , 直接造成了管涌风险 。
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△剧烈涌出浑水的管涌险情|管涌时 , 大量地下泥沙随浑水流出 , 逐渐掏空地下 , 造成大堤失稳滑塌 , 容易形成决堤 。 图源:****直播间
还记得中学物理书上的U形管吗?连通U形管两端的水面 , 总是趋向于达到一样的高度 。 只要大堤外的水体保持高位 , 地下又存在较强的透水层时 , 就相当于构成了一个巨型的“U形管” , 洪水就一定会有从地下透水层向上涌出的趋势 。
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△管涌破坏堤防的过程示意图|管涌时 , 大量地下泥沙随浑水流出 , 进而掏空地下 , 造成大堤失稳垮塌 , 引起决堤 。 透水层一般指砂层 , 而不透水层指泥层或粘土层 。 底图:文献[13]
而覆盖在砂层上的泥土 , 就像阻挡两侧水位变平的那个闸门 , 压制着水流从地下涌出 。 当这种压制一旦被冲破 , 管涌会和漏水洞一样首先流出清水 , 逐渐变成浑水 , 进而掏空地下泥沙 , 使大堤失去支撑而垮塌[14-17] 。
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