淺談橫崗水庫大壩安全預警機制及其應急保障體系建設(shè)

李春霞　葉淦升

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淺談橫崗水庫大壩安全預警機制及其應急保障體系建設(shè)

李春霞1葉淦升2

（1.東莞橫崗水庫管理處 2.東莞市水務(wù)局）

針對東莞橫崗水庫的現(xiàn)狀，分析制訂大壩安全預警機制基本內(nèi)容及要求，包括對大壩安全的險情監(jiān)測、險源甄別、險兆分析和險情預警信息發(fā)布等預警機制，同時提出與大壩安全預警機制相對應的應急保障體系，確保水庫大壩安全。

水庫大壩；安全預警；應急機制

0　引言

東莞橫崗水庫是一座以防洪為主，兼顧供水、灌溉等功能的中型水庫。水庫大壩安全應急措施包括工程措施和非工程措施2個方面，本文主要針對水庫大壩的安全預警和應急機制等非工程措施進行探討。

1　大壩現(xiàn)狀

東莞橫崗水庫現(xiàn)有主壩1座、副壩2座，壩型屬均質(zhì)土壩。經(jīng)過幾十年的運行，壩體基本穩(wěn)定，壩頂路面平整，無明顯變形；漿砌石防浪墻完好；迎水坡砼護面無明顯破損；背水坡無滲水現(xiàn)象，草皮植被良好，排水系統(tǒng)基本通暢完整，壩體滲流量較少，壩體與岸坡連接處無明顯裂縫、錯動、滲水等現(xiàn)象。

目前主要存在問題：1)主壩無位移、變形、沉陷監(jiān)測設(shè)施，如水平位移觀測點、垂直位移觀測點等，雖上下游壩坡埋有測壓管，但已出故障，未能及時維修，致使近年來無法讀取準確的數(shù)據(jù)；大壩自2000年安裝自動化監(jiān)測系統(tǒng)后，運行不正常，觀測數(shù)據(jù)丟失，無法及時了解大壩運行狀況；2)根據(jù)安全鑒定地勘資料揭示，主壩和副壩迎水坡砼護面碳化普遍；另外，主壩迎水坡出現(xiàn)2條水平裂縫，長度數(shù)米，寬3 mm～7 mm；3)虎門副壩背水坡在涵管出水口附近有少量滲水現(xiàn)象。

東莞橫崗水庫最大的安全事故是主壩發(fā)生潰壩事件，綜合分析水庫大壩的各種情況，水庫出現(xiàn)潰壩的風險主要有：1)出現(xiàn)超過設(shè)防標準的流域大洪水；2)出現(xiàn)Ⅶ度以上的大地震；3)發(fā)生戰(zhàn)爭或恐怖襲擊。根據(jù)目前狀況分析，后2種風險可能性較小，主要需防范超標準大洪水。一般潰壩洪水有過程變化急驟、洪峰高、瞬時流量大的特點，常以立波的形式向下游急速推進，水流湍急，時速可達20 km～30 km以上，下游臨近地區(qū)及泄洪河道的安全防護措施難以抵擋。

綜上所述，有效應對大壩可能出現(xiàn)的重大安全事故帶來的損失，建立科學可行的安全預警防范機制是大壩安全管理的重要工作[1-2]。大壩安全預警機制是對大壩可能出現(xiàn)的突發(fā)事故以及帶來的災害損失進行有目的和意識地監(jiān)控，及時采取應急措施避免事故發(fā)生和擴大，盡量減少災害損失的非工程措施，主要包括安全風險源的監(jiān)測、匯總、甄別，險情預警信息的報告和發(fā)布等預警系統(tǒng)制度[3-5]。

2　大壩安全預警機制的基本要求及內(nèi)容

東莞橫崗水庫大壩安全預警機制運作模式如圖1所示，包括險情監(jiān)測收集、險情分析會商判定和險情預警發(fā)布等3個主要環(huán)節(jié)。險情監(jiān)測收集是對水庫工程樞紐系統(tǒng)、水庫上游河道以及庫區(qū)的氣象、水文、地質(zhì)和工情等方面的安全隱患進行全面必要的信息采集；險情分析會商判定是對安全隱患反映的外在信息進行研究分析和專家會商判定，以判斷大壩系統(tǒng)的安全狀況以及對安全運行的不利影響；險情預警發(fā)布包含水庫預警響應級別的批準、預警信息的發(fā)布對象確定、預警信息時間的發(fā)布安排和預警信息的傳遞要求等內(nèi)容。

圖1　東莞橫崗水庫大壩安全預警機制運作模式

2.1險情監(jiān)測與險源甄別

大壩安全事故發(fā)生的不確定性對大壩險情信息收集分析和判定發(fā)布提出了較高的要求，每個細小的工作疏忽都有可能造成難以挽回的重大安全事故[6]。因此，利用現(xiàn)代信息技術(shù)建立科學完善的信息監(jiān)測與采集系統(tǒng)是開展大壩安全預警機制的基礎(chǔ)[7-8]。目前，東莞橫崗水庫管理處已初步建立了安全監(jiān)控系統(tǒng)，水庫主副壩體、排洪道、輸水涵、閘門和啟閉設(shè)備等設(shè)施都安裝了視頻監(jiān)測設(shè)備，并建立了人員值守控制中心，形成了保證水庫安全的保障體系。由于影響大壩安全的因素眾多，存在安全風險是常態(tài)，受人、財、物等資源投入限制，水庫管理處不可能對大壩安全系統(tǒng)所有的風險源進行全天候和全方位的監(jiān)控，只能根據(jù)實際情況重點監(jiān)控出險可能性較大的險源，如大壩的滲流浸潤線。因此，開展險情監(jiān)測和信息收集，需先識別主要的險源和監(jiān)控目標。險源甄別主要通過對危險源進全面調(diào)查、分析，找出易誘發(fā)因素和條件，然后利用大數(shù)據(jù)分析潛在危險可能發(fā)生的概率以及達到的危險程度等工作來完成。

2.2險兆排查與預警信息發(fā)布

目前，東莞橫崗水庫的險兆排查主要是通過對大壩工程的日常安全檢查、歷史運行事故記錄、設(shè)施維修養(yǎng)護情況、壩體監(jiān)測設(shè)備等管理信息，采用大數(shù)據(jù)分析、建模仿真和專家會商等方式進行。通過險兆排查，發(fā)現(xiàn)某些項目（如壩體沉降、滲潤線、水平位移等）的測量值出現(xiàn)異常，立即組織技術(shù)人員和專家進行科學分析；排除正常的誤差范圍后，如果發(fā)現(xiàn)壩體出現(xiàn)危險變化，根據(jù)雨情、水情、工情和水庫蓄水位等綜合判斷大壩的危險狀況；根據(jù)事態(tài)發(fā)展的情況，適時向水庫防洪指揮部、東莞市三防辦和省防總等指揮機構(gòu)報告險情的狀況及危險等級；在征得上級三防指揮部門同意的情況下，及時通過廣播、電視、微信、微博、手機電話和三防專網(wǎng)等現(xiàn)代通訊設(shè)備向下游存在風險地區(qū)的社會公眾發(fā)布轉(zhuǎn)移疏散、應急避險等應急預警信息，確保人民群眾生命安全。

3　大壩安全預警的應急保障體系建設(shè)

3.1構(gòu)建預警應急機制

建立大壩安全預警應急機制的目的是當大壩出現(xiàn)潰壩事故等重大安全事件時，確保各項應急預案執(zhí)行到位，搶險救援行動安全有效，最大限度減少災害帶來的人員生命財產(chǎn)損失[9]。水庫安全預警應急機制包括指揮機構(gòu)成員組成、任務(wù)分工、工作制度、信息收集傳遞、專家會商決策、搶險應急措施、搶險救災隊伍、搶險物資供應、搶險行動、后勤保障和應急征用等多個方面，水庫應急組織關(guān)系，如圖2所示。

根據(jù)《東莞市突發(fā)公共事件總體應急預案》和《東莞市防汛防風防旱應急預案》的有關(guān)要求，水庫管理處遵循科學可行的原則，按照“防大洪、搶大險、抗大災”的應急要求，堅持高標準、嚴要求做好各項搶險救災準備，在應急措施和物資儲備上盡量做到“寧可備而不用，不可用而無備”。水庫管理處按照正常情況（水庫出現(xiàn)100年一遇大洪水）和非常情況（水庫出現(xiàn)1000年一遇大洪水）分別制定了大壩的防洪搶險方案，應急方案均執(zhí)行《中華人民共和國突發(fā)事件應對法》、《生產(chǎn)安全事故應急預案管理辦法》（粵安監(jiān)〔2010〕11號）、《東莞市突發(fā)公共事件總體應急預案》和《東莞市防汛防風防旱應急預案》等國家、省和市的法律法規(guī)要求，并綜合考慮《大壩運行安全管理規(guī)定》、《水庫防洪應急預案編制導則》、《綜合利用水庫調(diào)度通則》、《水庫大壩安全評價導則》等技術(shù)標準要求。

3.2制定大壩安全預警的應急搶險行動

東莞橫崗水庫目前已編制《東莞橫崗水庫防洪防風應急預案》并經(jīng)東莞市三防辦批準實施。該應急預案內(nèi)容對水庫緊急情況的確定和發(fā)布、安全事故的預防與搶救措施、搶險組織和流程、物資儲備和設(shè)備等方面都做了具體的規(guī)定和落實。

圖2　橫崗水庫大壩安全應急組織機構(gòu)關(guān)系圖

1)應急指揮流程及指揮部成員組成。當水庫大壩發(fā)生潰壩事故，受到洪水沖擊的影響范圍將包括厚街鎮(zhèn)中心城區(qū)、虎門鎮(zhèn)部分地區(qū)、大壩下游幾條自然村和工業(yè)區(qū)以及廣深高速、環(huán)莞快速、東莞市軌道交通2號線、S256省道等交通干道，此時，市三防成員單位、厚街鎮(zhèn)、虎門鎮(zhèn)以及公安武警消防等許多應急部門將展開全面的應急搶險救援。為保障指揮統(tǒng)一、行動一致，根據(jù)《生產(chǎn)安全事故應急預案管理辦法》（粵安監(jiān)〔2010〕11號）、《東莞市突發(fā)公共事件總體應急預案》和《東莞市防汛防風防旱應急預案》要求，應急搶險指揮部由東莞市三防指揮部、東莞市水務(wù)局、厚街和虎門兩鎮(zhèn)人民政府、當?shù)夭筷牶凸参渚?、東莞橫崗水庫管理處及相關(guān)職能部門等單位負責人組成。近年來，由于水庫所在流域沒有發(fā)生較大洪水，應急指揮流程仍有待實踐檢驗。

2)信息收集和傳遞。為保證應急搶險指揮部及時掌握事態(tài)的發(fā)展，更好地做好指揮協(xié)調(diào)各搶險救援組織，水文、氣象組通過對可能出現(xiàn)的惡劣天氣和水文情況進行分析并及時向指揮部匯報情況，確保水庫上、下游雨情、水情、工情的收集和傳遞，保證搶險指揮部正確組織搶險救援行動。目前，橫崗水庫已建立了一套和市三防指揮決策系統(tǒng)相連接的雨量、水位及工程運行狀況的自動化信息收集上報系統(tǒng)，通過將水庫安全有關(guān)的信息及時收集上報市三防指揮部，水庫的蓄水調(diào)度安全性大大提高，水庫大壩險情得到及時處理。

3)會商決策。技術(shù)保障組的專家根據(jù)收集到的氣象、水文資料及險情進行綜合分析，對可能出現(xiàn)的重大險情迅速制定科學可行的搶險措施和方案。搶險指揮部緊急召開會議研究對策，并根據(jù)雨情、水情、險情及技術(shù)專家組提出的搶險措施和方案發(fā)出應急行動指令。由于橫崗水庫近年來沒有發(fā)生全流域的特大洪水，水庫的會商系統(tǒng)仍未經(jīng)過實戰(zhàn)考驗，決策的流程是否科學有待進一步驗證和完善。

4)應急搶險救援。轉(zhuǎn)移安置行動組根據(jù)搶險指揮部下達的緊急指令開展洪水淹沒地區(qū)的人員緊急轉(zhuǎn)移安置工作，搶險救災組緊急組織人員和機械設(shè)備開赴出險地段開展搶險工作，后勤保障各有關(guān)部門迅速出動運輸車輛提供搶險物資，交通保障組開始對受淹區(qū)域和通往搶險地點的道路實行交通管制，確保搶險車輛的通行無阻，供電、通訊、衛(wèi)生救護等各部門各司其職，全力保障搶險電力的供應和通訊設(shè)備通暢，做好受災人員的搜救和救護。橫崗水庫近年來都沒有發(fā)生全流域的特大洪水，水庫的應急搶險救援行動也由于受到多方面的制約而沒有開展相應的應急演練，因此其實施效果有待進一步驗證。

4　結(jié)語

近年來，雖然橫崗水庫的安全預警機制和應急保障體系未遇到流域大洪水檢驗，但通過建立健全水庫大壩安全預警及其應急保障體系，并有效執(zhí)行，確實有助于水庫管理部門及早發(fā)現(xiàn)一些危險征兆，并及時采取可靠措施消除大壩存在的安全隱患。另外，通過建立一套科學可行的安全風險預警應對機制，也可以大大降低水庫大壩突然失事帶來的重大災害損失。由于大壩安全預警應急機制涉及的內(nèi)容較多，可采取的應急保障措施和應急方法多種多樣，因此，水庫大壩管理單位應結(jié)合每座水庫的實際情況和當?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展狀況以及保障能力，按照“一庫一策“的指導方針，分別制定適合自身需求的水庫大壩安全預警應急機制及應急保障體系。

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Early Warning Mechanism and Emergency Safeguard System of Henggang Reservoir Dam

Li Chunxia1Ye Gansheng2

(1. Dongguan Henggang Reservoir Management Office 2. Dongguan Municipal Water Affairs Bureau)

According to the status of Dongguan Henggang Reservoir, the basic contents and requirements of dam safety early warning mechanism are analyzed, which include the early warning mechanism of dam safety danger monitoring, dangerous source screening and risk analysis, and early warning information release. Meanwhile, emergency mechanism corresponding strategy are studied to ensure reservoir dam safety.

Reservoir Dam; Safety Early Warning; Emergency Mechanism

李春霞，女，1976年生，助理工程師，主要從事水利工程管理規(guī)劃等方面工作。

葉淦升，男，1972年生，高級工程師，主要從事水利工程設(shè)計、排水工程應急管理等方面工作。