堤(防洪工程)

沿江河、渠、湖、海岸邊或行洪區、分洪區、圍墾區邊緣修築的擋水建築物。又稱為堤防，這裡的“防”也是堤。築堤可抵禦洪水泛濫，擋潮防浪，保護堤內居民和工農業生產的安全，是世界上最早廣為採用的防洪工程措施。按照堤的位置可分為河（江）堤、湖堤、海堤、渠堤和圍堤。

基本介紹

• 中文名：堤
• 外文名：levee；dike
• 作用：防禦洪水泛濫
• 分為：河（江）堤、湖堤、海堤等

作用

其作用為：防禦洪水泛濫，保護居民、田廬和各種建設；限制分洪區(蓄洪區)、行洪區的淹沒範圍；圍墾洪泛區或海灘，增加土地開發利用的面積；抵擋風浪或抗禦海潮；約束河道水流，控制流勢，加大流速，以利於泄洪排沙。在河流水系較多地區，把沿幹流修的堤稱為乾堤，沿支流修的堤稱為支堤，形成圍垸的堤稱垸堤、圩堤或圍堤，沿海岸修建的堤稱海堤或海塘。

沿革

堤是世界上歷史最悠久、套用最廣泛的防洪工程措施。埃及人民在公元前3400年修建了尼羅河左堤。中國先秦已有關於堤防的記載。到秦漢時期，黃河下游的堤防已逐漸完備。最早出現的是土堤，西漢時才有較大規模的石堤,五代、北宋已有雙重堤防,元、明時期將堤防按位置和用途分為十幾種。明代潘季馴治河時，將黃河下游堤防分為下列類型(圖1)。①遙堤：離河道較遠的堤,防禦夏秋的大洪水。"伏秋暴漲之時，難保水不至堤，然出岸之水必淺,既遠且淺,其勢必緩，緩則自易保也"。②縷堤：離河槽較近的堤。用以約束水流，加大流速，增強水流的挾沙能力。③隔堤：又稱格堤，是遙堤、縷堤之間與水流方向大致垂直的堤。當縷堤發生決口或漫溢時，水流遇到隔堤，有緩流落淤之效，還有減少洪水淹沒下游的功用。④月堤：形同月牙，也叫越堤，是在重要堤段臨河或背河修築的圈堤，形成兩道防線。世界上有些河流也常設有兩道或三道堤防，如埃及尼羅河的一些危險堤段設定兩道堤防；蘇聯有幾條河流易塌岸堤段設有兩道或三道堤防；巴基斯坦辛德河有複線堤防體系；歐洲一些河流，根據洪水的季節特性，設定夏堤和冬堤。中國到明、清兩代堤防迅速增多，堤工技術也有較大的發展。近代土壩技術發展很快，使築堤技術在設計理論和施工技術上都有很大的發展。修建堤防已從憑藉經驗逐步提高到以科學理論為指導。在經濟發達的國家，特別注重採用新技術，提高堤防質量，以減少汛期的人力防守。

堤 設計圖

結構

世界各國堤防以土堤最多,就地取材修築,結構簡單，多為梯形斷面。為加固土堤，常在堤的臨河或背河一側修築戧台，以節約土方。為加強土堤的抗沖性能，也常在土堤臨水坡砌石或用其他材料護坡。石堤以塊石砌築，堤的斷面較土堤為小。在大城市及重要工廠周圍修堤，為減少占地有時採用漿砌塊石堤或鋼筋混凝土堤,稱為防洪牆,堤身斷面小、占地少，但造價高。強潮區的海堤，地基處理是築堤成敗的關鍵，護坡常採用抗沖能力強的圬工結構。

規劃設計

根據防洪的要求，堤可以單獨使用，又可以配合其他工程或組成防洪工程系統，聯合運用。堤防工程為防洪系統中的一個重要組成部分，不論新建或改建、加固原有堤防系統，都需要進行規劃、設計。首先要結合江河綜合利用規劃，進行堤線、堤頂高程等選擇，以及老堤的改線和加高加固的研究，江河堤防還要結合進行堤距的選擇。規劃的堤線等確定後，再作堤身斷面的具體設計。

堤

堤線選擇

江河堤防選線時：①應對堤線附近地區經濟、社會狀況、土壤地質條件、水文及泥沙特性、河床演變規律等進行調查研究。根據河流的水文、泥沙特性，大致確定洪水的過水斷面，並參照河道整治的因勢利導原則，標定中、小水河槽的位置，使洪水的行洪水域與中、小水河槽的線路相協調；洪水的主流線與中常水深泓線儘可能一致。②堤線走勢應儘可能平順，避免急彎和局部突出，以適應洪水河勢流向。③儘可能避開村莊，少占耕地。④儘量選在地勢較高、土質較好之處，以減少築堤的工程量。⑤堤線離中常水域的距離，應考慮營造防浪林和修堤取土的要求。

堤距和堤高的確定

堤距和堤高是密切相關的。河道通過相同的設計流量時，堤距窄，水位高，則堤頂高；堤距寬則堤頂低。通常考慮洪水河床要有足夠的寬度以通過設計洪峰流量，同時又不使當地水位過分地升高併兼顧上下游的水位情況。堤防設計首先要根據防洪、防潮的要求和經濟能力，確定防洪標準；根據水文分析與計算，確定設計洪水；根據河道水力、泥沙特性，推算沿程設計水位；根據風浪要素、沉陷和工程等級，確定堤頂超高；然後建立設計流量下堤距與堤高的關係；再根據社會經濟能力和技術水平，經過多方案的技術經濟比較，選定最佳的堤距與堤高。必要時還可以用河工模型試驗，對上述結果加以驗證。

堤身橫斷面設計

根據擋水水頭大小、堤基地質情況、堤身材料，來確定堤身橫斷面的結構。土堤多近於均質，堤身橫斷面決定於外力和水流的滲透力，可用水力學和土力學方法來核算其穩定性。隨著社會經濟的發展，對堤防的要求不斷提高，為了達到經濟、有效，採用了較複雜的堤身結構。在理論上，除了對邊坡、滲透、抗震的穩定分析進行深入研究外，還日益對洪水歷時和水位驟降所引起的不恆定滲流，以及堤基土層和堤身材料等，給予重視；在滲流穩定問題上把堤基和堤身視為整體進行綜合分析。堤防橫斷面尺寸，還受以下因素影響：堤頂寬度往往需要滿足料物堆存、防汛搶險、交通運輸的要求；堤的邊坡在理論分析的基礎上，需綜合考慮雨水的坡蝕作用、植物生長、機械維修等因素，參照已有穩定坡度的河堤來選定。石堤及防洪牆的斷面設計，系根據設計荷載，由建築的穩定和結構計算確定。海堤、湖堤的規劃選線和設計基本原則與江河堤防相似，但其堤頂高程主要決定於潮位、風暴潮(風浪)；分洪區、蓄洪區堤頂高程決定於蓄洪水位。堤防兩面臨水時取其較高一面的水位值。

加高加固

由於河床淤積抬高，堤防相對降低，堤身受各種影響和內部存在隱患，危及安全，因此需要對堤防加高加固，以維持和鞏固其效能。堤的加高應根據新的設計指標，擬採用的材料和結構，連同原有堤防進行分析計算，以確定新的堤身橫斷面。堤的加固，通常採用加大橫斷面尺寸或改變堤身結構的辦法（見彩圖）。主要的措施有：抽槽換土、加粘土斜牆和鋪蓋、構築防滲牆、 建砂石反濾、 建減壓井、修築前後戧、放淤固堤等（圖2）,選用何種措施要因地制宜。此外，錐探壓力灌漿有消除隱患、強化堤防的作用。多沙河流的堤防主要是利用河水中含沙量大，以堤背放淤的辦法加固。放淤的方法有：利用涵閘引水放淤、利用揚水站提水放淤、利用泥漿泵或吸泥船放淤。有些含泥沙不多的河流，也用吸泥船挖取河床泥土淤填後戧 ,加固堤防（見彩圖）。這類辦法工程造價低、就地取材、節省勞力、施工簡單、容易進行。用戧台加固堤防仍是世界上許多國家採用的辦法，但有些國家已把戧台改為緩坡，使堤坡不帶有明顯的稜角，施工方便；斷面形狀與浸潤線較接近；便於用機械維修並易於種植草皮。

堤 設計圖

微山湖大堤

湖西大堤

湖西大堤是1958年～1959年結合南四湖湖西京杭運河開挖修築的，北起濟寧市西石佛老運河口，南至江蘇省徐州市藺家壩船閘，全長130.8公里。按二十年一遇防洪標準設計，設計堤頂高程39.29米，堤頂寬6米，臨水坡1：6.5，背水坡1：3。至今已運行40多年，現已達不到原設計標準，亟待加固。修復加固湖西大堤對於保護蘇魯兩省湖西200萬人民生命財產安全，保護400多萬畝良田，保護湖西重要煤礦及城鎮安全具有重大意義。

濟寧市湖西大堤加固工程是東調南下工程的一個重要組成部分，屬國家重點工程建設項目。本次湖西大堤加固範圍北起濟寧市老運河口，南至姚樓河北岸，總段長51.37公里。包括湖西大堤加固和湖西支流湖口段堤防加固工程兩大部分。湖西大堤加固按二級堤防、二十年一遇的防洪標準設計，設計堤頂高程39.29米，堤頂寬6米，邊坡1：3。其中老運河以西3公里堤防，因原有瀝青路面，為避免二期拆除重建，該段堤防按五十年一遇標準實施，堤頂高程40.09米，堤頂寬8米，迎水坡1：4，背水坡1：3。湖西支流湖口段堤防加固按四級堤防、二十年一遇的防洪標準設計，設計堤頂高程為38.29米，堤頂寬4米，邊坡1：3。

湖東大堤

湖東大堤北起濟寧市任城區石佛村老運河東堤，南至微山縣韓莊鎮老運河北堤，貫穿任城區、滕州市、微山縣，全長約124公里。湖東堤是沂沭泗洪水東調南下工程的重要組成部分。是沂沭泗洪水東調南下工程治淮19項骨幹工程項目之一，湖東堤工程的修建對於保護該地區的工農業生產和人民生命財產安全，保障湖東地區經濟社會可持續發展具有十分重要的意義。

1999年5月～10月山東省實施完成了二級壩～新薛河段長25.505km的湖東堤，設計洪水位為36.59m，堤頂高程39.3m，堤頂寬6m，內外邊坡1：3。

2001年7月～2002年7月山東省實施完成了北沙河二級壩段長20.126km的湖東堤，設計洪水位為36.79m，堤頂高程39.3m，堤頂寬6m，內外邊坡1：3。

續建工程主要內容包括石佛～青山、垤斛～北沙河、新薛河～郗山三段乾堤堤防。我市乾堤築堤長度46.2公里，加固支流堤防4條；新建水閘14座，涵洞18座，防汛交通橋2座，生產橋59座，超標準分洪口門4座，新建、改建排灌站30座，排灌站涵洞接長8座。湖東堤石佛～泗河段頂高程按90年一遇設計洪水位加堤頂超高確定，其餘堤段按50年一遇設計洪水位堤頂超高確定，石佛～洸府河口段堤頂超高為3.0m，其餘各段堤頂超高為2.5m。各段設計堤頂高程分別為：石佛～洸府河口段39.99m，寥溝河口～泗河段39.49m，泗河～青山、垤斛～北沙河段39.29m，新薛河～郗山段38.79m。湖東乾堤除石佛～洸府河口段堤頂寬度採用8.0m外，其餘各段堤頂寬度均採用6.0m。迎水坡和背水坡均採用1：3。石佛～洸府河口段堤頂採用混凝土路面，其餘堤段堤頂採用泥結碎石路面。