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一、1990年后潰壩的小型水庫統(tǒng)計分析
本文重點(diǎn)對1990—2013年的306座小型水庫潰壩信息進(jìn)行統(tǒng)計分析。①潰壩數(shù)量最多的為云南省61座,其次為吉林、廣東、湖南、廣西、新疆等省(自治區(qū)),均在20座以上。從時間分布看,主要集中于20世紀(jì)90年代,10年間共潰壩246座,最多年份為1994年,潰壩54座。進(jìn)入2000年以后,潰壩數(shù)量明顯減少,統(tǒng)計為60座。②24年中潰壩數(shù)量約占小型水庫數(shù)量的0.37%,平均年潰壩率為1.54E-4。潰壩數(shù)量與本省小型水庫總數(shù)比值最高的省份依次為寧夏、新疆、內(nèi)蒙古、黑龍江、吉林、海南、青海、云南,均在1%以上,平均年潰壩率在4.17E-4以上。③潰壩壩型主要為土石壩,為壩型明確案例的75.2%;壩型信息欠缺的約占19.3%,根據(jù)破壞信息判斷大多也為土石壩;其他壩型主要為堆石壩、拱壩、砌石壩、條石壩等,僅占潰壩總數(shù)的5.6%。④潰壩破壞的主要原因?yàn)槁數(shù)?79例,占潰壩總數(shù)的58.5%;質(zhì)量問題的100例,占潰壩總數(shù)的32.7%;管理不當(dāng)?shù)?例,占潰壩總數(shù)的2.3%;其他原因20例,占潰壩總數(shù)的6.5%。結(jié)果表明,潰壩對象、潰壩破壞原因比例與歷史統(tǒng)計結(jié)果相近。漫頂潰壩案例表明,小型水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)存在不足。我國小型水庫多集中于長江、淮河及珠江流域,位于經(jīng)濟(jì)相對發(fā)達(dá)的省份。小型水庫洪水計算多依據(jù)圖集查算,而圖集是以歷史暴雨資料為基礎(chǔ)的,新圖集往往滯后,伴隨人類活動的增加,水庫流域下墊面條件正在發(fā)生較明顯的變化,近年南方強(qiáng)降雨也有多發(fā)跡象,汛期漫頂破壞及漫頂險情時有發(fā)生,開展暴雨洪水研究十分必要。⑤最大壩高、集水面積、庫容信息完整的潰壩水庫165例統(tǒng)計分布見圖1,可見潰壩案例基本集中于庫容100萬m3以下、集水面積50km2、壩高30m以下的小(2)型水庫,為138例,占165座水庫的83.6%。說明小(2)型水庫安全狀況差,應(yīng)為重點(diǎn)管理對象。近期水庫潰壩率較低,反映了強(qiáng)化水庫防汛負(fù)責(zé)制與安全管理責(zé)任制的作用。但仍有部分小型水庫潰壩的現(xiàn)實(shí)也反映出存在一定問題,主要體現(xiàn)在管理不到位,工程質(zhì)量差,或防洪標(biāo)準(zhǔn)不能滿足要求,技術(shù)認(rèn)識不到位。更深層次上反映的是小型水庫產(chǎn)權(quán)、管理權(quán)不清、管理模式僵化、工作不實(shí)的問題。
二、具體案例分析
1.洪水漫頂潰壩
多由泄洪能力不足或泄洪通道堵塞導(dǎo)致。306例潰壩案例中明確為超標(biāo)準(zhǔn)洪水破壞的有150例,約占總數(shù)的49%。大壩安全鑒定表明,一些小型水庫溢洪道尺寸偏小,泄洪能力不足。因上游水庫潰壩洪水入庫導(dǎo)致潰壩,也值得注意。如浙江永嘉的白水際水庫為小(1)型心墻壩,因上游十八垅水庫失事洪水入庫,導(dǎo)致潰壩。
2.工程質(zhì)量問題導(dǎo)致潰壩
工程質(zhì)量問題是引起小型水庫潰決的第二大因素,質(zhì)量問題包括主要建筑物壩體、涵洞、溢洪道的質(zhì)量,以及建筑物壩基和建筑物連接部位的質(zhì)量。如甘肅省于家海子水庫為小(2)型土壩,因大壩填土質(zhì)量差,輾壓不實(shí),春季晴天潰壩。湖南省佛光水庫為小(2)型均質(zhì)土壩,因涵洞漏水潰決。福建省莆明水庫為小(2)型均質(zhì)土壩,雨后潰決,主要原因是壩體與山坡接合差且壩體夯筑不實(shí)。浙江省沈家坑水庫為小(2)型土壩,因裂縫滲漏遇臺風(fēng)降雨潰壩。
3.滲漏導(dǎo)致潰壩
土石壩及與穿壩建筑物接合部位滲漏,是工程質(zhì)量中的突出問題,故單獨(dú)說明。與滲漏有關(guān)的潰壩案例59例,占總數(shù)306座的19.3%。有關(guān)案例提醒我們在建設(shè)管理中應(yīng)切實(shí)加強(qiáng)相關(guān)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。如黑龍江省星火水庫為小(1)型均質(zhì)土壩,因溢洪道兩側(cè)接觸滲漏潰壩。云南省拉里山水庫為小(2)型均質(zhì)土壩,因新老壩體接合處滲漏導(dǎo)致滑坡而潰決。新疆的第二水庫為小(1)型均質(zhì)土壩,閘室處壩體發(fā)生管涌,形成滲水通道,造成閘室整體沉陷,壩體潰決。另外如近年除險加固中的八一、小海子、崗崗等水庫潰壩,都是由于接觸滲漏破壞所致。
4.管理不當(dāng)潰壩
管理不當(dāng)是一個不可忽視的重要因素。管理失察或應(yīng)對不力,就會出現(xiàn)違規(guī)施工、盲目運(yùn)用的情況,包括維護(hù)運(yùn)用不良、超蓄及溢洪道筑堰、閘門未開、無人管理,出現(xiàn)險情不能及時發(fā)現(xiàn)并處置等。如云南三臺城水庫為小(2)型均質(zhì)土壩,無人管理,暴雨后潰壩。云南梅子阱水庫為小(2)型,水庫高水位運(yùn)行,盲目超蓄,溢洪道上建有臨時攔水壩無法泄洪,潰決事故發(fā)生時管理人員不在場。廣東北渠水庫為小(2)型均質(zhì)土壩,因在溢洪道上違章修筑土堰,抬高蓄水位,導(dǎo)致潰壩。四川會理的大路溝水庫為小(2)型均質(zhì)土壩,因蟻害侵蝕、大壩管涌潰壩。吉林樺甸大河水庫為小(1)型黏土心墻壩,因泄洪閘無法開啟,漫頂潰壩。綜上可見,小型水庫安全管理應(yīng)落實(shí)專業(yè)人員管理,發(fā)現(xiàn)問題及時處理,要加強(qiáng)小型水庫的抗洪能力及應(yīng)急保障能力,重視巡視檢查與應(yīng)急能力建設(shè),保障工程安全。
1.后果分類標(biāo)準(zhǔn)分析
目前標(biāo)準(zhǔn)中,小型水庫的等別劃分對下游后果影響考慮少,較難適應(yīng)以人為本的治水發(fā)展思路。小型水庫主要后果影響因素包括:壩高(水頭)、庫容、風(fēng)險人口、生命損失、經(jīng)濟(jì)損失、社會與環(huán)境影響等方面。目前待的水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水庫大壩風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)》,參照《生產(chǎn)安全事故報告和調(diào)查處理?xiàng)l例》(國務(wù)院令第493號)將水庫大壩安全分為四類:特別重大、重大、較大、一般。分析認(rèn)為,采用《生產(chǎn)安全事故報告和調(diào)查處理?xiàng)l例》中的人員死亡與經(jīng)濟(jì)損失作為水庫大壩(潛在)后果分類標(biāo)準(zhǔn)是合適的。盡管后果分類標(biāo)準(zhǔn)中的生命損失和經(jīng)濟(jì)損失是根據(jù)假設(shè)計算而來,并不是實(shí)際損失,但是以此劃分體現(xiàn)了后果的可能嚴(yán)重程度,也與現(xiàn)行法規(guī)一致。
2風(fēng)險人口標(biāo)準(zhǔn)研究
小型水庫一般靠近聚居地,下游一般有村鎮(zhèn),風(fēng)險人口較多,在遭遇潰壩等重大應(yīng)急事件時,這些風(fēng)險人口屬于需要緊急轉(zhuǎn)移安置的人員。而水庫突發(fā)事件人員轉(zhuǎn)移的社會及經(jīng)濟(jì)影響較大,如新疆八一水庫、卡馬水庫均造成了很大的社會影響,有必要對此劃定標(biāo)準(zhǔn)。平均轉(zhuǎn)移人數(shù)約5663人。對水庫大壩而言,宜按3000人作為重大事件,作為后果分類標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ類的下限。當(dāng)風(fēng)險人口超過30000人時,應(yīng)為特別重大事件,作為后果分類標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ類的下限。而300~3000人之間是多發(fā)事件所對應(yīng)的轉(zhuǎn)移人口數(shù)量,可考慮作為后果分類標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ類。低于300人時可作為一般事件,作為后果分類標(biāo)準(zhǔn)Ⅳ類。綜合考慮采用上述風(fēng)險轉(zhuǎn)移人口分級標(biāo)準(zhǔn)是基本合適的。
四、結(jié)論與建議
對1990年后我國小型水庫潰壩案例進(jìn)行初步統(tǒng)計分析,潰壩水庫較集中于小(2)型,洪水漫頂與質(zhì)量問題仍是潰壩的主要原因。基于已發(fā)生的應(yīng)急事件轉(zhuǎn)移人口,提出了包含風(fēng)險人口的后果分類標(biāo)準(zhǔn)。建議加快推進(jìn)小型水庫管理制度改革,明確產(chǎn)權(quán)與管理權(quán),實(shí)行專業(yè)化、社會化管理模式,依法監(jiān)督,推進(jìn)定期安全評估、除險加固、降等或報廢工作;應(yīng)按小型水庫后果分類開展小型水庫的設(shè)計工作,重視小型水庫洪水標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)研究。
作者:趙雪瑩王昭升盛金保王仁鐘單位:南京水利科學(xué)研究院水利部大壩安全管理中心