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防堵溃漏:技术比“卡车敢死队”管用

2016-07-13 08:19 来源:科技日报

  7月10日,湖南省岳阳市华容县新华垸发生重大险情:治河镇南堤红旗闸管身新老土结合部位发生渗漏,出水流量半小时内,便由每秒1立方米迅速发展到每秒10立方米,引发堤身开裂,终致堤身下沉溃口。

  当日的紧急救援中,也出现了令人惊心的一幕:十多辆满载麻石的卡车组成了“卡车敢死队”,在大堤两边一字排开,连车带石,驶入溃口,封堵滚滚洪流。

  “卡车敢死队”的壮举,令人感动。但不少人认为,尽管壮举令人敬佩,但不应以牺牲精神来绑架科学抢险。防洪,急需“科技+”。

  有一种溃坝高危隐患,叫“管涌”

  新华垸是一座“蓄洪垸”,根据华容县防汛办主任张志宏的解释,它主要承担蓄洪任务。国家制定这类“蓄洪垸”标准时,它的抗洪能力不同于其他重点垸。加之溃坝前连续下雨11天,洪水在警戒水位以上的时间有8天,堤坝下部浸泡软化,导致了此次溃坝。

  洪灾最大的危害是溃坝。导致溃坝的原因,则有管涌、裂缝、薄弱带、空洞、蚁穴等。记者电话连线张志宏证实,此次溃坝便是高危隐患“管涌”所致。

  我国有26万多公里的堤坝,多建于砂层上。在汛期高水位,极易形成经堤底贯穿堤内外的通道,水从通道涌出,即为“管涌”。管涌可带出大量泥砂,使堤下出现空洞薄弱区,当承受不了上部堤身和两侧水压时,就会导致溃坝。据统计,我国90%以上溃坝均由管涌渗漏发展造成。

  湖南继善高科技有限公司负责人张斌向科技日报记者介绍,水漫过堤坝很危险,但管涌危害更大。管涌渗漏形成后,并不会马上引起溃坝。所谓“千里之堤,溃于蚁穴”。在开始的时候,它只是若干“小洞”。这些小洞经水流长期冲刷后,慢慢可形成较大的管涌通道。若这种通道直接“穿”过河堤,就给河堤埋下了“定时炸弹”。对付管涌最好的办法,是在非汛期建立堤坝隐患实时监测,跟踪隐患发展,将监测结果用于隐患整治。“及时发现并修补小管涌,可避免灾难性大管涌的形成。”

  有一种检测管涌高科技,叫“拟流场法”

  渗漏、管涌入水口探测是汛期堤防抢险、病险水库加固方案制定的重要依据。然而,管涌出口通常距堤坝较远,从百余米到上千米。汛期恶劣的环境,也让查找堤坝渗漏部位和渗漏入、出水口极为困难。而如能及时对管涌渗漏进行快速检测,确定其具体位置、形状,采取相应有效措施,就能够规避洪灾中可能发生的溃坝风险。

  这种可快速检测管涌的“神器”,早在上世纪九十年代末就已诞生,即以中国工程院院士何继善发明的“拟流场法”制造的“堤坝管涌渗漏检测仪”。

  何继善解释,操作中要测量水流场极困难,但电流场却可精确测量。因水流场与电流场的数学物理模型一致,故能通过将“水流场”转化为“电流场”,以测量电流场的畸变来判断漏水位置。“渗漏点和管涌点水流场畸变严重,所以很容易探测到管涌发生的入水口。”何继善称,这种方法巡查管涌的速度可达每秒0.5至1米,在一个区域内,仅需10多分钟就可探测到管涌并准确定位,误差小于1米。此外,这种仪器的抗干扰能力还很强。

  “拟流场法”技术是截至目前国际上唯一能在汛期恶劣条件下,快速、准确探测渗漏管涌的方法。这一研究成果在湖南、湖北等18个省(区)100多个堤防、水库中已成功应用,确定管涌、渗漏入水口部位的准确率高达95%以上,为历年重大险情的成功排险和水库治理提供了科学依据。

  有一种期待,叫“预防管涌,科技先行”

  我国现有水库9万多座,有抗洪大堤26.5万公里。如果在全国推广“拟流场法”技术,以及充分应用其他可用于抗洪减灾的高科技技术,将让汛期排险和汛后整治更科学。

  相比溃坝后紧急抢险中“卡车敢死队”以“壮士断腕”般的决心冲入大堤的壮举,人们更期待先进技术运用在管涌检测上。

  记者在采访中获悉也痛心的是,如此管涌检测“神器”,因种种原因,并未获大规模应用。如果汛期用它检测,是否还有“卡车敢死队”迫不得已的壮举?

  张斌告诉记者,每年汛期来临之前,他们会给客户打电话,告知仪器保养方式,并再度叮嘱仪器使用方法,尽管它的操作较简单。他们只期望这台仪器能为防汛发挥作用。但截至目前也仅销售出137台套。“做检测仪器的不止我们一家,我们更希望这类仪器可以用于日常的科技防洪中。”

  “治理是个综合性的工程,并不是一台仪器就可以全部解决问题。我们期待能真正把科技,扎扎实实地运用到抗洪上。”何继善说。

(责任编辑:王蔚)

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