(1)问题或现象表现。浸没型岩溶内涝问题以岩滩水库为例。据文献资料,1994年汛期红水河岩滩水库库边产生岩溶浸没,其浸没情况如图4.22所示。
大化、岩滩水库周边浸没区主要位于拉平、巴纳两个相邻的大型封闭的溶蚀盆地组成。盆地为高程800.00~900.00m的峰丛高山所环绕,盆地底部高程仅为290.00~300.00m,由盆地西部发育的6条地下河汇集于此,合成单一管道,经过14km的峰丛洼地至红河岸边板文村流出(板文地下河),该地下河(出口高程177.00m)总集水面积352km2,枯水流量1.05~1.48m3/s。
1993年3月,岩滩水电站下闸蓄水后,库水位迅速上升,到该年7月,坝前水位已升至220.00m,导致板文地下河出口位于库水位以下43~46m,地下河河水由自由流变为淹没承压出流,造成库水循地发生倒灌托顶。同时,库区6—8月属于雨季,降雨量达1183.3mm,并从7月开始发生内涝现象,水深一般3~7m,最高水位306.87m,内涝总容积4580万m3,直到10月初退完,历时85d,淹没耕地456hm2,受灾1300户,6600余人,直接经济损失约700万元。
1994年,拉平、巴纳重复1993年的内涝过程。1994年其汛期于5月中旬开始,5—8月降雨量达1555.1mm,岩滩库水位在219.00~221.00m范围内波动,拉平、巴纳等谷地于5月24日开始涨水,8月下旬退水,直到9月25日退完,内涝历时124d,最高淹没高程307.17m,高于1993年,积蓄库容达4940万m3。
(2)问题产生背景。汛期区域内降雨量大,1994年5月开始至8月,降雨量达1555.1mm,由于汇水面积大,排水通道单一,造成拉平、巴纳谷地产生内涝灾害。另外,岩滩水库库水位维持在219.00~221.00m,高于板文地下河出水口43~46m,导致地下河上游排水不畅及岩溶通道库容被水库回水挤占,在强降雨时,加重地下河上游巴纳、拉平谷地的内涝灾害。
(3)控制要素。根据相关文献资料,造成岩滩水库周边内涝的主要因素为强降雨、地下岩溶管道结构的制约及水库蓄水淹没地下河出水口,使地下水的排泄受阻。
1)强降雨。拉平、巴纳内涝区属于多雨地区,年降雨量1800~2000mm,每年5—9月为汛期,汛期降雨量占全年的75.3%。由于降雨强度大,地表水及地下水迅速汇集于地下河,使地下河水位猛涨,并且由于地下河水平方向排泄不及时,进而涌至地表,造成浸没内涝现象。
2)地下岩溶管道结构制约。地下岩溶管道结构的形态差异制约着地下河的排泄能力,一般中、上游支流分叉多,汇水面积大,下游为单一管道,易在下游地区发生内涝问题。对岩滩水库,板文地下河和上游有6条分支和支流,而下游14km为单一主管道,在强降雨情况时,地下河水排泄不及时,将会对地下河中、上游来水产生顶托,进而产生内涝现象。
(4)水库蓄水造成内涝加重。水库蓄水造成内涝严重主要有以下几个方面:(www.daowen.com)
1)水力坡降减小,流速变缓。水库蓄水后,地下河排泄基准面抬高,普遍减小了水力坡降。如板文地下河汛期水力坡降从8.01‰降低到6.72‰,板坡伏流从66.8‰降到53.4‰,进而降低地下河的排泄能力。
2)地下河出口泄流条件的改变。地下河出口多为分散水流,由于红水河下切远大于地下河的下切速度,造成地下河的出口不断向下扩展,形成不同高程上的多个出口。蓄水后,所有出口均被淹没于水库中,造成排泄不畅。
3)水库回水倒灌占据部分地下库容。根据测算,板文地下河水位上升幅度及岩溶储水系统估算约700万~900万m3的容积在枯水期已被占用,进而降低上游来水的排泄量,加重谷地内涝。
(5)对策措施。针对水库浸没-内涝现象,由于没有合适的预测方法,目前主要采取以下几种对策:
1)随机补偿。水库浸没-内涝与水库常规淹没不同,它是一个主要与降雨有关的随机过程,水库蓄水后也可能在某些地段、某些年份发生。也可能不发生。基于此,结合内涝实际情况,对由内涝造成的损失给予补偿,对无内涝不补偿。一般而言,随机补偿适合于小范围内涝影响区。
2)移民搬迁。将涝区居民全部迁出,异地安置,适合于小范围内涝影响区。
3)汛期限制水库蓄水位。对于由水库蓄水导致的岩溶-浸没问题,在汛期降低水库运行水位,可减少内涝范围或缩短内涝时间。
4)工程排涝措施。工程措施主要是通过排导措施,减少内涝问题。主要包括扩大消水洞入口,拓宽地下河过水断面、开挖明渠导流及开挖隧洞排水。
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