大頂子山航電樞紐工程運(yùn)行對(duì)呼蘭區(qū)松干沿岸浸沒的影響

冀慧嬌

(哈爾濱市呼蘭區(qū)澇區(qū)管理站，哈爾濱150500)

1 概述

松花江大頂子山航電樞紐工程位于松花江哈爾濱市下游46 km處，呼蘭區(qū)位于北岸，南岸為賓縣。工程主要建設(shè)任務(wù)是以航運(yùn)和改善哈爾濱市水環(huán)境為主，兼顧發(fā)電，同時(shí)具有交通、水產(chǎn)養(yǎng)殖、灌溉和旅游等功能的綜合性工程。工程為大(1)型工程，工程等級(jí)為一等，永久性主要建筑物為二級(jí)。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100 a一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為300 a一遇。

工程蓄水運(yùn)行后，哈爾濱段的江水位將常年保持在116 m，比枯水期水位高出6 m多，庫(kù)區(qū)水位抬高引起回水區(qū)地下水水位的壅高，導(dǎo)致松干沿岸發(fā)生浸沒災(zāi)害問題。呼蘭區(qū)松干堤防腰堡方臺(tái)段32.5 km和6座穿堤排水閘受其影響，功能發(fā)生變化，與其緊鄰的腰堡澇區(qū)受外江水位變化，澇區(qū)排澇壓力增大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到影響。由于松花江水位上漲，松干腰堡方臺(tái)段迎水面無(wú)護(hù)砌堤段堤腳受到風(fēng)浪沖刷和高水位長(zhǎng)期浸泡，損毀十分嚴(yán)重，堤腳和堤坡發(fā)生大面積坍塌、脫坡和崩裂，防洪工程安全受到威脅，特別是永豐村段和蒙古村段堤防水毀最為嚴(yán)重，其中蒙古護(hù)坡工程固腳前土體被沖毀，干砌石固腳坍塌，護(hù)坡坡面混凝土預(yù)制板遭到損害。同時(shí)，在松干腰堡方臺(tái)段堤防背水面保護(hù)區(qū)域內(nèi)，從陳排大泡子到后關(guān)地段(21+600～32+000)有10.4 km長(zhǎng)低洼地段，由于受外江高水位江水滲透和本身地勢(shì)低洼以及上游融雪來(lái)水影響，發(fā)生了嚴(yán)重澇災(zāi)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年該地段明水地塊已達(dá)1 333.3 hm2，受淹房屋186間，其中36戶房屋徹底損毀。

2 成因分析

樞紐工程蓄水前，松花江干流腰堡方臺(tái)段枯水期水位一般在113 m以下，每年6月15日進(jìn)入主汛期，9月末汛期結(jié)束。工程蓄水后，松干堤防面臨的江水環(huán)境發(fā)生的變化，由原來(lái)只在汛期擋水的防洪工程變?yōu)槌Ｄ昱R水的庫(kù)區(qū)副壩工程，堤防常年受到江水浸泡，其中有12 km因堤前堤腳高程超過116 m未進(jìn)行混凝土預(yù)制塊護(hù)砌的堤防堤坡和河岸發(fā)生坍塌、脫坡?lián)p毀，危及堤防安全。樞紐工程蓄水后，松花江水位升高，江水通過堤防堤基滲透補(bǔ)給，使與松花江只有堤防之隔的腰堡澇區(qū)地帶的地下水水位抬升，因此，澇區(qū)地表水地下入滲量明顯下降，加之澇區(qū)內(nèi)排水溝道不配套，現(xiàn)有排水渠系多年運(yùn)行淤積排水不暢，排澇站不能滿負(fù)運(yùn)行，強(qiáng)排除澇受阻等原因，致使?jié)硡^(qū)地表積水，發(fā)生澇災(zāi)，進(jìn)而引起土地鹽堿化、沼澤化等次生災(zāi)害的現(xiàn)象。地下水壅高可使毛管水抬升，當(dāng)其上升高度達(dá)到建筑物地基或農(nóng)作物和樹木的根系，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，將產(chǎn)生浸沒問題。浸沒可使農(nóng)田作物減產(chǎn)，工礦企業(yè)和民用建筑物地基條件惡化而損壞，礦井涌水量增加，鐵路、公路發(fā)生翻漿、凍脹，水庫(kù)浸沒是不可忽視的一種環(huán)境地質(zhì)問題。其浸沒災(zāi)害在我國(guó)實(shí)例諸多。

3 防治措施

根據(jù)工程的實(shí)際情況，建議堤防的達(dá)標(biāo)建設(shè)盡快實(shí)施，以保證研究區(qū)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。大頂子山航電樞紐工程蓄水運(yùn)行后，使沿岸堤防變成水庫(kù)的副壩，且淹沒了原有堤防迎水側(cè)的防浪林，使堤防的運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生了質(zhì)的變化。地下水位升高使堤基承載能力降低，堤防滲透量增大，加之堤防現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)低，使沿岸的防洪安全無(wú)法得到保證，特別是堤防迎水面長(zhǎng)期受風(fēng)浪沖刷，發(fā)生水毀，堤防安全受到威脅，從人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全方面考慮，堤防達(dá)標(biāo)建設(shè)勢(shì)在必行，同時(shí)要對(duì)堤防迎水面堤坡和河岸進(jìn)行混凝土板護(hù)坡和拋石護(hù)岸，防止水毀進(jìn)一步發(fā)生。

另外，應(yīng)從降低地下水位入手，根據(jù)水文地質(zhì)條件和長(zhǎng)期觀測(cè)成果，布置排滲和疏干工程。對(duì)農(nóng)田可按水、土、鹽等具體條件，采取工程與農(nóng)業(yè)措施(如改變作物種類和耕作方法)相結(jié)合的綜合治理方案。應(yīng)從控制水循環(huán)條件即調(diào)控補(bǔ)給項(xiàng)與排泄項(xiàng)之間的關(guān)系入手。研究區(qū)內(nèi)以人工開采潛水蒸發(fā)為主要消耗方式，以降水入滲、河流及側(cè)向補(bǔ)給為主要補(bǔ)給來(lái)源。而一旦江水位抬高，一方面江水向研究區(qū)流入量增加，另一方面研究區(qū)向江的泄水受阻，只能設(shè)法增加蒸發(fā)數(shù)量、加大人工開采的力度以避免或降低浸沒危害。采用適當(dāng)?shù)拇胧┲卫斫]，其原理為:增加蒸發(fā)數(shù)量、加大人工開采/排水力度、減少地表水向含水層地下水流入。對(duì)于浸沒治理應(yīng)綜合多種治理措施，擇優(yōu)配合?？蛇x措施如下:

1)增加蒸發(fā)數(shù)量:種植蒸散發(fā)能力強(qiáng)的作物，如水稻、豆類或喜水性植物(柳樹、楊樹、水杉等);或鼓勵(lì)魚塘建設(shè)，開發(fā)濕地旅游等。

2)加大人工開采/排水力度:修建地下排水井、排水溝是常用的水庫(kù)壅水浸沒治理措施，在低洼地區(qū)或高程驟減地區(qū)也可結(jié)合地表水排水系統(tǒng)，或修建排水溝渠。腰堡澇區(qū)現(xiàn)有排水干溝兩條，總長(zhǎng)13.3 km，一排干長(zhǎng)5.8 km，二排干長(zhǎng)7.5 km。現(xiàn)有排水溝由于數(shù)年來(lái)未清理，水線中的淤泥、雜物過多、時(shí)間長(zhǎng)了沉積在排水溝中，使溝道起不了排洪的作用。采取排水體系疏通工程措施疏通排水溝道。同時(shí)進(jìn)一步優(yōu)化澇區(qū)排水分區(qū)，整合排水系統(tǒng)，改造強(qiáng)排泵站。新建泵站盡快交付使用并投入運(yùn)行。

3)減少地表水向含水層地下水流入:沿河道修建防滲墻，對(duì)路基底部墊砂隔絕地下水的毛細(xì)上升、對(duì)建筑物地基加強(qiáng)防水處理等。

［1］黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.松花江干流大頂子山航電樞紐工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告(23)庫(kù)區(qū)堤防及穿堤建筑物工程［R］.哈爾濱:黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2004.

［2］李欣，于新.哈爾濱大頂子山航電樞紐工程蓄水后引起的浸沒地質(zhì)災(zāi)害研究［J］.世界地質(zhì)，2007(03).