辽宁盘锦一堤坝发生溃口,汛期堤坝溃口频发,敲响警钟

8月1日上午,辽宁盘锦绕阳河堤坝发生溃口,连日来,相关部门一直在进行抢险救援。

在绕阳河堤坝发生溃口处的现场,河水将堤坝分成南北两岸,现场风力非常大,不仅给救援队员带来体感上的不适,还把很多河里的水从沙袋的缝隙中吹到了堤坝上,所以堤坝上坑坑洼洼,水量很多,给抢险救援工作带来了很大难度。

同时,这场大水对于农业的影响也比较大,盘锦市是辽宁省重要的粮食产区,目前正处于水稻和玉米抽穗的时间点。受到洪水影响后,从盘锦市农业部门了解到,初步估算,目前有6万亩农田不同程度地受到了损害。

据辽宁省气象部门介绍,今年入汛以来,辽宁全省平均降水量426.3毫米,比常年同期(289.7毫米)偏多47.2%,为近十年来同期最多。

7月6日至7日降雨造成辽宁全省14个地市49个县(市、区)399个乡镇(街道受灾)。受灾人口达42.13万人;农作物受灾面积15.48万公顷,直接经济损失12.27亿元。

7月末的暴雨过程,造成沈阳、鞍山、丹东、锦州等9个市31个县(市、区)252个乡镇(街道)发生洪涝灾害,受灾人口达47.02万人,农作物受灾面积12.64万公顷,倒塌房屋29户51间,严重损坏房屋185户318间,一般损坏房屋745户1662间,直接经济损失17.05亿元。

时值汛期,极端异常天气事件多发,水库安全度汛形势严峻,水库安全度汛不容轻视,我国水库溃坝具有典型的时空分布特征,当以案为鉴,从过往溃坝事件中总结经验和教训,为我们敲响重视水利安全的警钟。

1、乌兹别克斯坦萨尔多巴水库溃坝事故

乌兹别克斯坦萨尔多巴水库于2017年完工,依锡尔河而建,水库类似我国引水注入式的平原水库,由西、北、东三段堤坝围成,库容9.22亿立方米(相当于我国大(2)型水库),水库功能以灌溉供水为主,兼顾渔业和水力发电。

萨尔多巴水库溃坝发生前,乌兹别克斯坦正在遭受台风袭击,溃坝发生在当地时间2020年5月1日6时左右,溃口位于水库西侧坝体,根据溃坝前后的卫星图片显示,大坝溃决时水库处于较高水位运行,溃坝后大部分库水迅速下泄,造成水库以北的乌兹别克斯坦至哈萨克斯坦部分地区大量农田和多座村庄被淹,约7万名当地居民被疏散,并造成4人死亡、56人受伤。

2、内蒙古永安、新发水库溃坝

内蒙古永安水库溃坝

位于呼伦贝尔市莫力达瓦旗西瓦尔图河中游的西瓦尔图镇永安村,控制流域面积203平方公里,总库容800万立方米,是一座以防洪、灌溉为主,兼有养殖等综合利用的小(1)型水库,1976年开始兴建,经1984年和1994年的两次续建,1995年基本建成。当年建设标准低、溢洪道泄洪能力不足,2006年~2007年进行了除险加固。

水库枢纽由大坝、溢洪道和输水洞组成。大坝为混合土质坝,坝长360.5米、最大坝高14.50米,坝顶设防浪墙,坝基防渗为混凝土防渗墙。溢洪道位于左坝端,为开敞式,堰顶高程249.50米,最大泄量295立方米每秒。输水洞为坝下钢筋混凝土方涵,洞身尺寸1.0*1.4米,最大泄量5立方米每秒。

2021年,进入汛期,7月2日、4日、14日,流域内连续出现三次强降水,总降水量超过60mm,7月18日6时30分,库水位上涨到高程250.00米,超过溢洪道堰顶高程0.5米;10时50分,水位达到253.4米,超过防浪墙顶高程0.1米,全坝线溢流;12时30分,溢洪道与坝体接壤段防浪墙倾倒;13时07分,大坝溃口初步形成;13时20分,部分坝体溃决;14时50分,溃口达到稳定状态。

内蒙古新发水库溃坝

位于呼伦贝尔市莫力达瓦旗坤密尔堤河下游西瓦尔图镇新发村,西瓦尔图河在新发水库上游汇入坤密尔堤河。新发水库大坝位于永安水库大坝下游13公里,控制流域面积698平方公里,总库容3808万立方米,是一座以防洪、灌溉为主, 兼有养殖等综合利用的中型水库,1958年开工兴建,1959年投入运行,后历经1977年和1996年两次续建,1999年9月完工,2011年进行除险加固。

水库枢纽由大坝、溢洪道、输水洞组成。大坝为均质土坝,坝长335米,最大坝高10.6米,坝顶宽5.5m,坝顶设防浪墙。溢洪道位于右坝端,为开敞式,堰顶高程221.10m,最大下泄流量470立方米每秒。输水洞位于大坝左侧,洞身尺寸为1.0*1.7米,最大泄量6立方米每秒。

▲新发水库、永安水库遥感影像(红框内标识的是坝体位置)

同期,2021年7月18日8时00分,库水位上涨到22.60米,超过溢洪道堰顶高程0.5米;14时00分,水位达到防浪墙顶高程227.20米,全坝线溢流;15时05分,库水位227.50米,超过防浪墙顶0.3米,部分坝体出现溃口;15时30分,全线溃坝。

3、美国密歇根州伊登维尔大坝与桑德福大坝溃坝事故

伊登维尔大坝位于密歇根州米兰德县上游21km处的蒂塔巴瓦西河和特巴可河交汇处,桑福德大坝位于伊登维尔大坝下游约11.3km处,建于1924年,水库库容8170万立方米,水面面积约15平方公里,主要功能为发电与防洪,兼顾旅游、休闲等。

▲伊登维尔大坝溃口

电站装机容量4.8MW(2*2.4MW),大坝为土坝,主要由两个坝段组成,右侧坝段位于特巴可河上,左侧坝段位于蒂塔巴瓦西河上,两侧均设有混凝土溢洪道。

桑德福大坝建于1925年,水库库容1714.4万立方米,主要功能为发电。大坝为蒂塔巴瓦西河干流布置的闸坝,坝高10.97m,水头7.92m,坝顶长度481.3m,溢流闸坝宽度42.37m,溢流闸坝由6孔液压启闭闸门控制,布置于左岸,右侧为土坝。

▲桑德福大坝溃口

蒂塔巴瓦西河在2020年5月19日上午进入大洪水期,10:15水位达到8.60m并持续上涨,在当地时间5月19日19:30,伊登维尔大坝库水位接近坝顶时,大坝发生了渗流破坏,进而失稳溃决;下游的桑福德大坝于当日20:49发生了漫顶溃决。两座大坝溃决后蒂塔巴瓦西河水位继续上涨,到20日下午,水位达到最高值10.68m,超过了当地历史最高水位10.33m(1986年)。

溃坝发生后,密歇根州和米兰德县政府通过手机即时通讯工具、 站等及时发布了溃坝信息,并对约1万人进行了撤离,地方应急部门具有较好的各标准洪水和溃坝洪水风险图,溃坝未造成人员伤亡。

以案为鉴,经验教训和反思

针对全国不同地区的水文、地质、地形、水库工程、经济社会发展水平等特点,开展水库溃坝风险防控关键和实用管用技术研发。

(1)研究变化环境和强人类活动背景下,全国不同地区尤其是西北地区水库设计洪水变化规律及适应性对策。

(2)汲取“小水库、大灾难”的惨痛教训,借鉴加拿大等发达国家经验,研究提出兼顾工程安全、公共安全、生态安全的水库大坝系统安全理念和基于潜在风险或失事后果的分类方法以及相应标准,建立基于风险的差别化水库大坝安全管理模式,提高高风险的中小型水库大坝安全标准和管理标准。

(3)开展流域水利工程全生命周期系统风险孕育机理与灾害链效应、风险等级确立机制与风险设计理论、关键单元风险防控机理与方法、系统系统风险预警与应急处置对策等研究,为流域梯级水库风险防控提供科学依据。

(4)汲取已有溃坝抢险经验教训,针对不同类型水库大坝突发事件特点,研发溃坝险情快速检测和诊断成套技术和小型化装备;针对土石坝穿坝建筑物,研发接触渗漏、溃坝堵口和毁损快速抢险与修复技术、材料和装备;针对超标准洪水,研发快速构建应急泄洪通道的装备和工艺,大幅提高水库大坝应急抢险能力和水平。

(5)对溃坝历史资料进行系统统计分析,选择具有代表性、典型性、警示性的失事案例进行剖析,归纳溃坝的主要特征及主要溃坝模式与溃坝路径;揭示溃坝及其后果的时空分布规律及主要影响因素;挖掘在荷载、环境、工程自身结构与质量、管理水平等人因协同作用下的溃坝机理,深刻总结与汲取溃坝经验教训,分别从政策、制度、管理和技术层面提出溃坝防范对策。

(6)充分利用现代化信息高新技术,运用基于空、天、地一体化智慧感知的水库大坝安全透彻感知与智能监控技术,建立基于多尺度多源集成信息的场景应急建模方法和分级预警模型;构建集实时监测、安全诊断、风险辨识、分级响应与应急管理为一体的水库大坝风险防控成套技术,切实提高溃坝突发事件“四预”能力。


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撰稿:中科川信市场发展部

参考资料:

1、黑龙江日 《辽宁盘锦:发生溃口!紧急转移8000多人》

2、中国应急管理《辽宁省盘锦市绕阳河决口顺利合龙》

3、大观新闻《暴雨不断、堤坝溃口,辽宁今年汛情为何如何严峻?》

4、水利部大坝安全管理中心《内蒙古永安、新发两座水库溃坝经验教训与对策思考》

5、南京水利科学研究院《近期国际溃坝事件对我国大坝安全管理的警示》

图片源于 络侵删

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