【特稿】國產鋪裝材料給土石壩穿上「防水盔甲」


  「年過半百」的土石壩如何抗住新災?內地相關部門都在加快研究新方法新材料。在廣西六藍水庫潰壩後,中國水利雜誌7月22日發布《中小型土石堤壩超標準洪水漫潰防範長效工程措施研究》指出,研究中小型土石堤壩超標準洪水防範措施,避免發生漫溢潰決,是安全大壩建設的重要要求,也是構建安全韌性現代水網的迫切需求。

  中國水利水電科學研究院岩土所所長鄧剛在上述《研究》中提出一種土工膜防護技術,將土工膜作為抗沖防滲材料,鋪設在坡頂、坡頸、坡面及坡底處,形成土工膜漫溢防護結構,鋪設土工膜的實驗壩抵抗住了超過10小時的持續漫溢水流沖刷而未被破壞。

  與混凝土等剛性防護材料相比,土工膜兼具較強的抗沖刷能力和抗滲能力,便於與下臥砂石料或合成材料排水層適配,且因其柔性和延展性可長期適應土石堤壩變形而不發生破壞。在土工膜表面覆蓋土體可進一步提高其老化耐受能力,便於進行長效布置。

  高強度高抗滲耐沖刷 全鏈條防護

  另據廣東省水利水電科學研究院近日消息,該院自主研發的「一種堤壩鋪裝材料及其製備方法和應用」,把快速鋪設、高強抗沖、多層防滲三大能力合為一體,相當於給每一座土石壩穿上一件抗沖耐磨的防水盔甲,大幅提升水庫抵禦超標洪水的能力。

  這項技術的核心是一套三層複合結構,每層通過三維纖維紡織嵌鎖咬合,灑水固化後形成整體,從抗沖、加筋、隔水形成全鏈條防護體系。據悉,這個「防水盔甲」乾燥狀態時可摺疊儲運,搶險時像鋪地毯一樣展開,無需大型機械,無需複雜工序,鋪到壩面上遇水即可硬化,從一塊柔軟的織物變成一層高強度、高抗滲、耐沖刷的剛性護面。未來,該專利材料將廣泛應用於三大場景:病險水庫常態化除險加固;各地防汛物資前置儲備;汛期突發漫頂、潰壩險情應急搶險。

  不能只盯大壩 要考慮下游承災能力

  此外,水利專家薛國強提醒,水庫防洪不能只盯着大壩安全,更要統籌下游城鎮、農田、交通等承災對象風險。他指出,不少地方水庫自身防洪標準較高,但下游河道行洪空間不足,水庫開閘洩洪後洪水無法快速下排,風險直接轉移到下游村鎮、道路、學校和工礦企業,單純加固大壩並不能從根本上保障群眾安全。

  現實中已有不少成功案例。1965年建成的安徽牯牛背水庫作為水利部現代化水庫運行管理矩陣試點,依託數字孿生實景三維系統,可以模擬不同洩洪工況下洪水演進路徑,預判下游受影響範圍,反向優化下洩流量,實現從「水庫單控」向「庫河聯動」轉變,守護下游30多萬民眾安全與8萬餘畝農田灌溉安全。