黔中水利樞紐一期工程平寨水庫大壩突發(fā)事件應(yīng)急處置

李杰

（貴州省黔中水利樞紐工程建設(shè)管理局，貴州 貴陽 550002）

0 引言

當(dāng)水庫大壩遭遇暴雨、洪水、地震地質(zhì)災(zāi)害、恐怖事件等突發(fā)事件使水庫水位嚴重壅高，出現(xiàn)漫壩或者滲透破壞的現(xiàn)象，導(dǎo)致水庫大壩出現(xiàn)險情，危機水庫大壩自身安全，同時也會造成水庫大壩下游出現(xiàn)大范圍淹沒突發(fā)險情的出現(xiàn)。本文將對突發(fā)事件后果進行分析，提出應(yīng)急措施，將可能出現(xiàn)的災(zāi)害控制在有限范圍內(nèi)，使對下游群眾生命財產(chǎn)安全損失降到最低。

1 工程概況

黔中水利樞紐工程是貴州省首個大型跨地區(qū)、跨流域長距離水利調(diào)水工程。平寨水庫是黔中水利樞紐工程的水源工程，壩址選在三岔河中游六枝與織金交界的平寨河段，壩址以上集水面積為3492km2，正常蓄水位1331m，死水位1305m，總庫容10.89 億m3。工程為Ⅰ等工程，工程規(guī)模為大（一）型。樞紐主要建筑物混凝土面板堆石壩、開敞式溢洪洞、泄洪放空洞、低部位放空洞、灌溉及供水取水口、發(fā)電取水口等。主要建筑物防洪標(biāo)準(zhǔn)按500 年一遇洪水設(shè)計，5000 年一遇洪水校核。大壩設(shè)計地震烈度為Ⅶ度，壩頂高程1335.00m，最大壩高157.5m，壩頂凈寬10.6m，壩頂上設(shè)“L”型鋼筋混凝土防浪墻高4.5m。泄洪建筑物由開敞式溢洪洞及單獨布置泄洪放空洞組成。開敞式溢洪洞布置在右岸山體內(nèi)，由引渠段、控制段、收縮段、洞身泄槽段及挑流消能工組成，水平總長約976.8m。泄洪放空洞進口平面位置介于洞式溢洪道進口與發(fā)電引水隧洞進口之間，位于壩軸線右岸偏上游的巖坎上，由進口引渠段、控制段、洞身段、出口及挑流消能工段組成，水平總長約為916.68m（含引渠）。最大流速為30.0m/s，最大泄洪流量為860m3/s。

水庫若發(fā)生潰壩事故，將對三岔河平寨水庫以下流域產(chǎn)生極大的破壞，平寨水庫大壩下游至阿珠水庫庫尾段是高邊坡地帶，居住群眾多、村寨靠近河岸，共計7 個行政村16 個組1396 戶5535 人。

2 突發(fā)事件分析

黔中水利樞紐一期工程平寨水庫是以灌溉、城市供水為主，兼顧發(fā)電等綜合利用，無防洪任務(wù)。根據(jù)《黔中水利樞紐一期工程初步設(shè)計報告》（2009 年11 月）、《黔中水利樞紐一期工程平寨水庫正常蓄水位1331m蓄水安全鑒定報告》（2016 年7 月），結(jié)合樞紐工程運行情況，平寨水庫大壩突發(fā)事件可分為以下3 類。

（1）自然災(zāi)害類事件：因暴雨、洪水等原因造成的潰壩、超標(biāo)準(zhǔn)泄洪、緊急泄洪。

（2）社會安全類事件：恐怖襲擊、人為破壞等原因造成的潰壩、超標(biāo)準(zhǔn)泄洪。

（3）工程險情類事件：泄水建筑物閘門故障無法正常泄洪造成庫水位升高導(dǎo)致大壩漫頂或閘門沖毀造成洪水無控制下泄（開敞式溢洪洞或泄洪放空隧洞閘門一般性故障）；平寨電站廠房、渠首電站廠房破壞；大壩面板止水破壞、消能防沖建筑物破壞；下游量水堰滲漏量突然增大；面板或上游“L”墻出現(xiàn)裂縫；庫岸邊坡失穩(wěn)等一般工程險情[1]。

以上3 類突發(fā)事件中，暴雨、洪水、地震地質(zhì)災(zāi)害或恐怖襲擊是可能導(dǎo)致大壩潰決的重要因素。

2.1 暴雨、洪水突發(fā)事件及其后果分析

根據(jù)國內(nèi)外潰壩資料的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，無論何種致災(zāi)原因，混凝土面板壩的潰決的最終表現(xiàn)形式均為漫頂破壞或滲透破壞潰壩，所有潰壩突發(fā)事件嚴重程度均為特別重大（I 級）。結(jié)合本工程實際，針對暴雨、洪水或恐怖襲擊導(dǎo)致大壩潰決突發(fā)事件進行分析，選取最危險工況，計算了大壩在遭遇5000 年一遇洪水（校核洪水）發(fā)生漫頂潰決情況下洪水向下游演進時的沿程洪水要素，繪制洪水風(fēng)險圖，統(tǒng)計淹沒區(qū)基本情況，估算突發(fā)洪水事件后果。

采用《水庫大壩安全管理應(yīng)急預(yù)案編制導(dǎo)則》（SL/Z 720—2015）[2]條文說明4.3 推薦的“陳生水模型”進行逐步潰壩潰口洪水計算。對水庫下游基礎(chǔ)地理信息進行加工處理，形成不同的空間地理圖層，作為洪水風(fēng)險圖的工作底圖。將洪水演進計算得到的各洪水風(fēng)險要素進行可視化處理，疊加在工作底圖上，得到相應(yīng)風(fēng)險要素的洪水風(fēng)險圖?；A(chǔ)地理信息采用國家地理空間數(shù)據(jù)云網(wǎng)站提供的SRTMDEM90M 分辨率原始高程數(shù)據(jù)（比例尺1:50000）。典型斷面位置及與大壩距離見表1。

表1 典型斷面位置及與大壩距離

庫水位在校核洪水位1333.52m 下，遭遇5000 年一遇洪水（校核水位），大壩發(fā)生漫頂潰壩。經(jīng)計算，潰口峰值流量（Qp）、潰口最終頂寬（Bt）、潰口最終底寬（Bb）、潰口峰值流量出現(xiàn)時間（Tp）及殘余壩高（Hr）如表2 所示，潰口流量過程、潰口發(fā)展過程及殘余壩高發(fā)展過程如圖1～圖3 所示。

表2 校核洪水位大壩潰決模型計算值

圖1 大壩校核洪水位漫頂潰壩潰口流量過程

圖2 大壩校核洪水位漫頂潰壩潰口發(fā)展過程

圖3 大壩校核洪水位漫頂潰壩殘余壩高發(fā)展過程

大壩在校核洪水位條件下發(fā)生漫頂潰決，潰口最大流量達190523.6m3/s，突發(fā)事件嚴重程度為特別重大（I 級）。下游典型斷面洪水峰值流量和洪峰出現(xiàn)時間見表3。

表3 平寨水庫校核洪水位大壩潰決下游典型斷面最大洪峰流量、出現(xiàn)時間和水深范圍

2.2 地震及地質(zhì)災(zāi)害突發(fā)事件及其后果分析

根據(jù)水庫蓄水前和蓄水前期的地震臺網(wǎng)監(jiān)測，所發(fā)生地震震級主要集中在ML0.2～ML1.5 之間；該區(qū)域地震震源深度多在l5km 以內(nèi)，平均震源深度為7.6km。大壩所在區(qū)域構(gòu)造基本穩(wěn)定，地震動峰值加速度為0.05g，相應(yīng)的地震基本烈度為Ⅵ度，而大壩設(shè)計地震烈度為Ⅶ度。

地震災(zāi)害可能導(dǎo)致水庫出現(xiàn)的工程險情：使水庫水位嚴重壅高或壩體嚴重滲漏，壩基受到破壞。

平寨水庫為峽谷型水庫，正常蓄水位以下三岔河干流、水公河、扈家河支流，庫岸絕大部分為三疊系中、下統(tǒng)、二疊系上統(tǒng)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r和白云巖及少量砂頁巖組成，庫岸邊坡絕大部分為巖質(zhì)邊坡。河谷兩岸零星分布有階地沉積物；由砂頁巖等軟質(zhì)巖組成的庫岸，主要分布在岔河上下游的近壩庫區(qū)及支流水公河一帶，庫岸邊坡結(jié)構(gòu)以走向谷為主。水庫區(qū)近壩庫岸邊坡總體屬穩(wěn)定、次穩(wěn)定型，產(chǎn)生高速滑坡可能性不大。但田壩寨滑坡及岔河（彭家寨）堆積體為次穩(wěn)定邊坡，尤其是彭家寨滑移體，方量大，距壩址較近，運行期間若發(fā)生失穩(wěn)，可能會對水庫大壩產(chǎn)生影響，造成涌浪、大壩漫頂?shù)取?/p>

平寨水庫庫區(qū)范圍內(nèi)，于納雍河下游盧家渡口～岔河匯口（楊家寨）寬谷區(qū)河段，發(fā)育有北西向納雍河舒緩背斜，該背斜核部為P2L 地層，巖性為砂巖、泥頁巖夾煤。因河流切割，于本河段形成長約5km、寬約1.5km的寬谷，本河段河床高程1210～1220m，兩岸緩坡段高程1220～1420m，兩岸寬谷緩坡以上為陡崖。在盧家渡口～楊家寨寬谷河段有四個煤礦，最下游的麻柳塘煤礦距離平寨水庫壩址直線距離約6km。四個前期煤炭開采已形成采空區(qū)，由于煤礦煤層覆巖厚度小于煤層安全開采深度，已形成的采空區(qū)將來可能引起地表變形、滑坡、崩塌、地裂縫、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害，可能對水庫造成庫水位壅高、壩基破壞和壩體滲漏等。

2.3 恐怖事件及其后果分析

若發(fā)生恐怖襲擊水庫樞紐工程及交通、通信供電等設(shè)施遭到破壞，可能導(dǎo)致潰壩，或造成交通、通信、電力中斷，使水庫處于癱瘓狀態(tài)，無法有效組織抗洪搶險。

3 應(yīng)急處置

針對當(dāng)水庫大壩遭遇暴雨、洪水、地震地質(zhì)災(zāi)害、恐怖事件等突發(fā)事件使水庫水位嚴重壅高，出現(xiàn)漫壩或者滲透破壞的現(xiàn)象，導(dǎo)致水庫大壩出現(xiàn)應(yīng)急情況時，應(yīng)急處置應(yīng)以“以人為本、分級負責(zé)、預(yù)防為主、科學(xué)有效、便于操作、協(xié)調(diào)一致、動態(tài)管理”為原則[3]。實行分級負責(zé)、屬地管理，對相關(guān)人員的權(quán)利、職責(zé)和義務(wù)作出明確規(guī)定；要與當(dāng)?shù)厝嗣裾捌湎嚓P(guān)部門的公共突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案協(xié)調(diào)和銜接，應(yīng)急保障資源應(yīng)盡量共享。

（1）應(yīng)急指揮機構(gòu)。按照“分級負責(zé)、屬地管理”的原則[4]，成立黔中水利樞紐一期工程平寨水庫突發(fā)事件應(yīng)急指揮機構(gòu)，應(yīng)急指揮機構(gòu)是應(yīng)急組織體系的核心，是應(yīng)急處置過程中的領(lǐng)導(dǎo)者和決策者，其他部門和人員要服從應(yīng)急指揮機構(gòu)的工作安排。應(yīng)急指揮機構(gòu)在指揮長領(lǐng)導(dǎo)下，主要負責(zé)工程突發(fā)事件預(yù)警信息的發(fā)布與報告，以及應(yīng)急預(yù)案的具體實施，包括預(yù)案啟動、應(yīng)急調(diào)度、應(yīng)急搶險、險情監(jiān)測和巡查、人員應(yīng)急轉(zhuǎn)移、善后處理、信息發(fā)布等。同時，應(yīng)急指揮機構(gòu)有責(zé)任召集專家組、應(yīng)急搶險和救援隊伍、應(yīng)急指揮機構(gòu)日常辦事機構(gòu)及應(yīng)急保障機構(gòu)人員，在未發(fā)生突發(fā)事件時，對應(yīng)急保障的平時準(zhǔn)備工作進行確定、協(xié)調(diào)等，確保預(yù)案的可行性、有效性。由于水庫大壩突發(fā)事件非水庫管理單位和主管部門或某專業(yè)部門所能獨立處置，必須以政府為統(tǒng)領(lǐng)，通力協(xié)調(diào)，利用一切可用資源，將災(zāi)害控制在有限范圍，將損失降低到最低，因此，貴州省人民政府防汛抗旱指揮部為應(yīng)急組織體系的最高指揮機構(gòu)，水庫大壩安全管理政府責(zé)任人為應(yīng)急指揮機構(gòu)的指揮長。

（2）當(dāng)突發(fā)事件可能導(dǎo)致下游淹沒時，采取應(yīng)急調(diào)度和應(yīng)急搶險措施仍無法控制事態(tài)發(fā)展時，為保障生命安全，需要對下游風(fēng)險人口實施應(yīng)急轉(zhuǎn)移。

根據(jù)洪水淹沒區(qū)居民點、安置點、交通條件的分布情況，以及洪水演進速度，分片確定轉(zhuǎn)移人員和財產(chǎn)的數(shù)量、次序、轉(zhuǎn)移路線、距離、時間要求、交通方式、安置點等。在進行應(yīng)急轉(zhuǎn)移安置時，應(yīng)優(yōu)先考慮就地轉(zhuǎn)移安置，轉(zhuǎn)移至臨近高地或結(jié)構(gòu)堅固的高層房屋；在就地轉(zhuǎn)移安置難以實現(xiàn)的情況下再考慮異地轉(zhuǎn)移安置。平寨水庫若發(fā)生潰壩事故，將對三岔河平寨水庫以下流域產(chǎn)生極大的破壞，對平寨水庫壩后平寨電站、灣河電站、懶龍河水庫工程造成沖毀，對水庫下游低凹處通信線路、輸電線路等重點保護目標(biāo)，造成沖毀；對下游六枝特區(qū)梭夏鄉(xiāng)、牛場鄉(xiāng)、新場鄉(xiāng)、巖腳鎮(zhèn)等的7 個行政村下設(shè)的16 個村寨及沿河兩岸耕地造成毀滅性打擊；對住在低凹居處民點5535 人構(gòu)成威脅，必須轉(zhuǎn)移撤退。

4 結(jié)語

對黔中水利樞紐一期工程平寨水庫大壩的突發(fā)事件及其后果進行了分析，選取典型潰壩工況，開展了洪水風(fēng)險圖繪制和淹沒區(qū)損失評估工作，進一步提高平寨水庫大壩安全管理水平和應(yīng)對突發(fā)事件能力，對切實保障水庫大壩工程安全與下游生命財產(chǎn)安全具有重要意義。