黃河秋汛很猛,多處堤防險情,科技如此先進,為何老有潰堤發生

山西、陝西多地目前正經歷暴雨災害,在往年的時候,即使有雨也不會如此之大。

黃河通常在10月以後就會進入枯水期,但是黃河第二大支流汾河卻遭遇了40年來的最大洪水,沿線村莊淹沒,大量人口被疏散。

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山西的年均降雨量在500毫米左右,號稱是10年9旱。但是10月2日到10月7日以來,山西省有將近2/3的地區降雨量超過了100毫米,是常年同期的5倍以上。部分雨量站,5天下了半年的雨。

北方降雨量增加總的來說是好事,但是也會讓原本乾旱的地區承擔前所未有的防洪壓力。這種變化可以跟全球氣候變暖聯絡在一起,用人類的歷史時空尺度來衡量,這種改變可能是永久性的。

以前,洪水是南方面對的問題,但是現在基本上會變成全國都要面對的問題。

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如果洪水被堤防約束在河道內宣洩,基本上不會造成什麼危害,但是過大的洪水往往引起堤防潰決,而由此帶來的附帶損失就很難估量。

防洪堤決口,大部分都是由於洪水漫頂引起的。10月9日,山西汾河河津段就是因為洪水漫頂引起了決口。

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我國絕大部分河段的防洪堤都是土堤,部分在河道迎水面有砌石護坡。洪水一旦漫上提防的頂部以後,就會加速滲入內部。

土壤有一定的強度是因為土的顆粒之間有分子間隙力,一旦水浸潤以後,這種力就會消失。土堤失去強度以後就會潰決,往往會非常迅速,決口會迅速擴大。

如果河堤內的水位過高,

水在壓力下會滲透進土壤,從大堤的底部滲水。形成滲水的管道在流水侵蝕作用會不斷擴大,最後會掏空堤壩下方,造成堤壩的垮塌。

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我國是建材大國,每年水泥產量佔了全世界的一半。2019年全世界水泥的總產量是41億噸,而中國就生產了23億噸。

混凝土中絕大部分都是所謂的骨料(石塊和沙子),水泥只是作為一種粘接劑,佔其中的總量只有15%左右。差不多2億噸水泥可以製造出一立方公里的混凝土。

而且隨著房地產市場的萎縮可能大量的建築材料會過剩,尤其水泥產量會過剩。

那麼可不可以用混凝土來建造防洪大堤?

混凝土的防洪大堤可能會造價比較高,但強度高,不怕河水漫頂。

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但是,用混凝土來做堤防、攔河壩,是要有一定的條件的,不是每一個地方都合適。

我國用混凝土建造了很多舉世聞名的大壩,三峽大壩、葛洲壩等等都是高標號混凝土做的,但是所有的混凝土水壩都只能建在岩石基礎上。

因為

混凝土是剛性體,不能變形。

如果基礎是土質基礎,只能建造土壩,因為土壩有一定的彈性,有一定的變形能力,這樣才不會開裂。所以北方的很多攔河壩是土壩。

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中國絕大部分河道兩岸的覆蓋層都是土質的,所以絕大部分河段只適合建土壩。

黃河流經黃土高原的河段經常決口,黃土高原土壤的覆蓋層厚達80~100米,如果用混凝土做堤防,必須挖到基岩,這個工程量實在是太大。

所以即使要建造混凝土堤防,也不可能在全河段使用,只有在某些特殊的重點河段,岩石基礎比較淺才可以使用。

這個要根據當地的防洪保護物件,以及當地的經濟實力才能去做決定,

用混凝土做堤防,就是一定要把樁打到基岩。

從全球氣候演變的大趨勢來看,中國將來南北防洪壓力會同時增加,年年都會發洪水,年年都會出現堤防潰決,這是不可避免的。

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水是沒有辦法壓縮的,而且天要下雨人也沒有辦法阻止。

天上的水降到地下,必然以地表徑流的方式流動,但是河道的寬度又是固定的,所以洪水大了來不及排洩,肯定要漫溢位來。

既然洪水不可避免的要滿出來,那就必須要提前規劃好,滿到哪裡經濟損失最小。

所以

國家也規劃了相當多的洩洪區,平時這裡都是農田,等到洪水特別大的時候,為了保護最重要的地方,讓洩洪區的河段決口,洪水進入低窪地段,降低整體的水位。

這樣的防洪設定也需要某些特定地段的河堤在必要的時候決口,所以那裡的河堤也必須是用土做的,而且河堤的堤頂不能太高。

汾河河津段堤防的決口位置,下面就是一個蓄洪區。在該河段決口,總體損失最小。

雖然現代科技如此發達,但是防洪仍然是個老大難的問題,防洪堤決口的問題是不可避免的。

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