震損水庫(kù)搶險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)決策和技術(shù)喻蔚然;魏迎奇【摘要】“5?12”汶川大地震使得大量水庫(kù)出現(xiàn)嚴(yán)重的險(xiǎn)情嚴(yán)重威脅了下游的人民生命財(cái)產(chǎn)安全，因此，及時(shí)對(duì)震損水庫(kù)進(jìn)行應(yīng)急檢測(cè)，制定切實(shí)可行的應(yīng)急避搶險(xiǎn)方案成為擺在各級(jí)政府和部門(mén)面前的一個(gè)重大任務(wù).本文在綜合目前常用的各種搶險(xiǎn)技術(shù)基礎(chǔ)上，提出針對(duì)震損水庫(kù)主要險(xiǎn)情的應(yīng)急避搶險(xiǎn)技術(shù)，同時(shí)鑒于地震災(zāi)區(qū)存在諸多風(fēng)險(xiǎn)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了風(fēng)險(xiǎn)決策的基本要求和思路.【期刊名稱(chēng)】《中國(guó)水利水電科學(xué)研究院學(xué)報(bào)》【年(勤期】2013(011)001【總頁(yè)數(shù)】5頁(yè)(P70-73,80)【關(guān)鍵詞】震損水庫(kù);應(yīng)急搶險(xiǎn);決策【作者】喻蔚然;魏迎奇【作者單位】江西省水利科學(xué)研究院，江西南昌330029;中國(guó)水利水電科學(xué)研究院巖土工程研究所，北京100048【正文語(yǔ)種】中文【中圖分類(lèi)】P315.91研究背景水庫(kù)是國(guó)家重要的基礎(chǔ)設(shè)施，發(fā)揮著重要的農(nóng)田灌溉、發(fā)電、供水、養(yǎng)殖等效益。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來(lái)越多的人和越來(lái)越多的工礦企業(yè)聚集在水庫(kù)下游。汶川〃5?12”特大地震后，水利工程震損情況嚴(yán)重，許多水庫(kù)甚至出現(xiàn)潰壩的高危險(xiǎn)情，嚴(yán)重威脅下游的人民生命和財(cái)產(chǎn)安全。我國(guó)是個(gè)水庫(kù)大國(guó)，在建設(shè)過(guò)程中也按照一定的抗震等級(jí)進(jìn)行了抗震設(shè)計(jì)和處理，但是地震的破壞性巨大，對(duì)水庫(kù)大壩的安全造成了嚴(yán)重的威脅。因此，研究切實(shí)可行的應(yīng)急避搶險(xiǎn)方案并及時(shí)準(zhǔn)確、快速地采取相應(yīng)的搶險(xiǎn)措施，盡可能減小震損破壞，是應(yīng)對(duì)震損水庫(kù)的有效途徑。然而我國(guó)現(xiàn)有水庫(kù)應(yīng)急搶險(xiǎn)技術(shù)的研究還不成熟，與國(guó)際先進(jìn)國(guó)家相比，普遍存在不足，如緊急狀況的識(shí)別、判斷及評(píng)估不夠準(zhǔn)確，大多只有簡(jiǎn)單的定性評(píng)述，過(guò)于籠統(tǒng)。需進(jìn)一步細(xì)化，并拓寬緊急事件范圍，增加險(xiǎn)情分類(lèi)分級(jí)、可能危害程度等分析等。2“5?12”汶川大地震中震損水庫(kù)基本情況[1]地震雖然發(fā)生在四川省境內(nèi)，但是周邊的重慶市、陜西省、甘肅省也受到較大影響。本文僅以四川省為例進(jìn)行說(shuō)明。2.1規(guī)模和數(shù)量據(jù)統(tǒng)計(jì)，在汶川大地震中，四川省1997座水庫(kù)受到不同程度的震損，占已建水庫(kù)的29.7%，其中：大型4座、中型61座、小(1)型335座、小(2)型1597座。在1997座震損水庫(kù)中，土石壩1885座，占總數(shù)的94.4%,拱壩91座，占總數(shù)的4.6%，其他壩型21座，占總數(shù)的1.1%。2.2震損水庫(kù)分布震損水庫(kù)分布于四川省17個(gè)市、96個(gè)縣(市、區(qū))，如圖1。2.3險(xiǎn)情類(lèi)型震損土石壩出現(xiàn)的險(xiǎn)情主要類(lèi)型有裂縫、滑坡、滲漏、塌陷、涵管破損等，另夕卜還有防浪墻破損、護(hù)坡塊石脫落、管理房損壞等，50%以上的水庫(kù)同時(shí)出現(xiàn)多種險(xiǎn)情。裂縫。所有震損水庫(kù)大壩及附屬建筑物都出現(xiàn)了不同程度的裂縫，有的裂縫十分嚴(yán)重，成為危及大壩安全的主要因素。從核查的情況看，縱縫的數(shù)量和規(guī)模都遠(yuǎn)大于橫縫，大部分縱縫都是壩頂附近的淺表裂縫，不會(huì)危及大壩安全。但是部分大壩的縱縫寬度大、條數(shù)多，最大的寬度已經(jīng)達(dá)到60~70cm,有的壩在壩頂附近有4~5條縱縫。圖1四川省震損水庫(kù)數(shù)量及其分布（2）滑坡、脫坡。有部分水庫(kù)已經(jīng)發(fā)生了滑坡，部分水庫(kù)存在滑坡跡象，有部分水庫(kù)存在滑坡風(fēng)險(xiǎn)。有滑坡跡象或者存在滑坡風(fēng)險(xiǎn)的水庫(kù)，多表現(xiàn)為襯砌斷裂、護(hù)坡脫落。（3）滲漏。地震使得壩體內(nèi)部出現(xiàn)貫穿裂縫、壩肩和壩基基巖松動(dòng)、輸泄水設(shè)施結(jié)構(gòu)破損等，都導(dǎo)致壩下游滲水量增大或出現(xiàn)新的漏水點(diǎn)。3應(yīng)急風(fēng)險(xiǎn)決策3.1震損水庫(kù)應(yīng)急搶險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)震損水庫(kù)的應(yīng)急搶險(xiǎn)與水庫(kù)防洪搶險(xiǎn)、病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固有著明顯的不同，特點(diǎn)鮮明，主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。（1）震損水庫(kù)數(shù)量多，范圍大。一般一場(chǎng)洪水可以使一條河流或者一個(gè)流域內(nèi)的數(shù)座或者幾十座水庫(kù)發(fā)生險(xiǎn)情，但是汶川大地震可以使得震區(qū)內(nèi)1997座水庫(kù)發(fā)生險(xiǎn)情，其規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了洪水的影響。這么多的震損水庫(kù)首先直接影響下游很多縣城和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生命財(cái)產(chǎn)安全，其次是影響到抗震救災(zāi)的整體工作。比如紫坪鋪水庫(kù)的搶險(xiǎn)，不僅涉及到群眾安全問(wèn)題，而且還影響了救災(zāi)的正常秩序。（2）震損水庫(kù)險(xiǎn)情多，風(fēng)險(xiǎn)高。險(xiǎn)情不僅體現(xiàn)在震損水庫(kù)出現(xiàn)的險(xiǎn)情數(shù)量多，而且表現(xiàn)為險(xiǎn)情種類(lèi)多。統(tǒng)計(jì)表明，50%以上的水庫(kù)同時(shí)出現(xiàn)多種險(xiǎn)情。水庫(kù)的險(xiǎn)情不光是大壩安全問(wèn)題，而且關(guān)系飲水安全，甚至疫情的發(fā)生，這些事態(tài)風(fēng)險(xiǎn)是很高的。（3）震損水庫(kù)資料少，處置難。水庫(kù)管理設(shè)施損壞嚴(yán)重，水文資料、工程資料大部分丟失或損毀。尤其地震造成信息不通，余震、氣象等風(fēng)險(xiǎn)因素難以確定，使得震損水庫(kù)的應(yīng)急處置非常艱難。3.2基本要求和思路3.2.1應(yīng)急搶險(xiǎn)要主動(dòng)迅速對(duì)震損水庫(kù)進(jìn)行應(yīng)急避搶險(xiǎn)，不確定的風(fēng)險(xiǎn)太多，所以要規(guī)避這種風(fēng)險(xiǎn)的疊加，最好的辦法是立足于早決策、早處理，堅(jiān)持對(duì)應(yīng)急事件主動(dòng)從速地進(jìn)行處置。一方面，在第一時(shí)間到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展險(xiǎn)情檢測(cè)和搶險(xiǎn)工作，對(duì)于震損險(xiǎn)情明顯的水庫(kù)制定處置方案，盡早解除險(xiǎn)情，穩(wěn)定下游人民和社會(huì)的情緒，如汶川大地震發(fā)生當(dāng)天，水利部工作組、四川省水利廳工作組在地震發(fā)生后第一時(shí)間組織專(zhuān)家趕赴紫坪鋪水庫(kù)，及時(shí)排查水庫(kù)險(xiǎn)情。同時(shí)，各地震災(zāi)區(qū)市州縣也立即組織專(zhuān)家工作組，分頭到各水庫(kù)開(kāi)展險(xiǎn)情核查工作。另一方面，對(duì)于震損險(xiǎn)情不明顯的水庫(kù)主動(dòng)地進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)，判斷險(xiǎn)情是否仍在發(fā)展，是否會(huì)有新的險(xiǎn)情發(fā)生，是否對(duì)下游會(huì)造成大的影響，從而制定相應(yīng)的方案進(jìn)行處置。3.2.2統(tǒng)籌兼顧，綜合風(fēng)險(xiǎn)最小每一座震損水庫(kù)都有可能存在多種風(fēng)險(xiǎn)，處置這些風(fēng)險(xiǎn)也存在多種方法和手段，這些方法和手段有的可以相容，有的則可能相斥，也就是說(shuō)，在處置某一風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，有可能使得另一風(fēng)險(xiǎn)增大或者使得另一風(fēng)險(xiǎn)無(wú)法處置。此時(shí)，必須考慮各種方案的綜合風(fēng)險(xiǎn)，把握統(tǒng)籌兼顧，綜合風(fēng)險(xiǎn)最小的原則處置風(fēng)險(xiǎn)。綜合風(fēng)險(xiǎn)最小的方案并不是說(shuō)能解決所有的風(fēng)險(xiǎn)，而是為了規(guī)避最大的風(fēng)險(xiǎn)，必須要敢于承擔(dān)次一級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)，在這種情況下，看似承擔(dān)了一定風(fēng)險(xiǎn)，但是綜合起來(lái)，它的綜合風(fēng)險(xiǎn)是最小的。比如說(shuō)，應(yīng)急搶險(xiǎn)時(shí)存在余震、滑坡、洪水等風(fēng)險(xiǎn)，這些風(fēng)險(xiǎn)是巨大的，一不小心有可能對(duì)搶險(xiǎn)人員造成新的傷害，對(duì)搶險(xiǎn)成功形成阻礙。如果僅考慮這些風(fēng)險(xiǎn)，則搶險(xiǎn)不可行，施工都無(wú)法進(jìn)行。但是考慮到一旦潰壩將對(duì)下游的人民造成更大的損失，則相對(duì)來(lái)說(shuō)搶險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)是小的，是可行的?？偠灾?，在不是單一風(fēng)險(xiǎn)的前提下，一定要綜合考慮各類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)，能夠達(dá)到綜合風(fēng)險(xiǎn)最小來(lái)進(jìn)行處置。3.2.3風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)合理分擔(dān)承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)的人群大致可以分為以下3類(lèi)：震損水庫(kù)下游的災(zāi)區(qū)群眾、人民政府以及搶險(xiǎn)隊(duì)伍，其中包括各級(jí)水利部門(mén)和指導(dǎo)水庫(kù)搶險(xiǎn)的專(zhuān)業(yè)人員。同時(shí)，政府部門(mén)和搶險(xiǎn)隊(duì)伍也是風(fēng)險(xiǎn)的消除者。面對(duì)震損水庫(kù)的威脅，合理地分擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)是應(yīng)急搶險(xiǎn)取得成功的保障。首先，災(zāi)區(qū)群眾本身就是風(fēng)險(xiǎn)的承擔(dān)者，有積極參與搶險(xiǎn)或主動(dòng)規(guī)避的義務(wù)，可以有效降低震損水庫(kù)的風(fēng)險(xiǎn)。其次，政府有責(zé)任主動(dòng)地轉(zhuǎn)移群眾，或者有序地組織部分群眾參與搶險(xiǎn)，也是降低風(fēng)險(xiǎn)的有效手段。再次，專(zhuān)業(yè)人員在承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)積極應(yīng)對(duì)各種風(fēng)險(xiǎn)，并將其消除，使災(zāi)區(qū)群眾和政府安心。因此，在復(fù)雜的風(fēng)險(xiǎn)條件下要合理地分擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，即災(zāi)區(qū)群眾應(yīng)該承擔(dān)主動(dòng)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的義務(wù)，政府和搶險(xiǎn)隊(duì)伍應(yīng)該承擔(dān)解除風(fēng)險(xiǎn)的責(zé)任，二者必須有機(jī)地統(tǒng)一。3.2.4建立有效的風(fēng)險(xiǎn)決策機(jī)構(gòu)和應(yīng)急機(jī)制決策機(jī)構(gòu)是應(yīng)急搶險(xiǎn)的指揮中心，是震損水庫(kù)應(yīng)急處置的有力保證。決策指揮機(jī)構(gòu)主要由抗震救災(zāi)指揮部、各工作組以及現(xiàn)場(chǎng)指揮部組成。指揮部是領(lǐng)導(dǎo)核心，負(fù)責(zé)部署、決策各項(xiàng)抗震救災(zāi)工作，其中包括震損水庫(kù)的應(yīng)急搶險(xiǎn)，統(tǒng)一指揮、協(xié)調(diào)各方面的力量開(kāi)展水利抗震救災(zāi)和災(zāi)后重建工作。指揮部可設(shè)綜合協(xié)調(diào)組、工程搶護(hù)組、水情測(cè)報(bào)組、專(zhuān)家組、后勤保障組等相關(guān)工作組，各司其職且又相互聯(lián)系，如綜合協(xié)調(diào)組負(fù)責(zé)組織協(xié)調(diào)人員、物資，工程搶護(hù)組負(fù)責(zé)水庫(kù)的搶險(xiǎn)指揮等等。應(yīng)急機(jī)制包括內(nèi)部機(jī)制和夕卜部機(jī)制。內(nèi)部機(jī)制是在應(yīng)急搶險(xiǎn)過(guò)程中風(fēng)險(xiǎn)決策機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)正常的工作機(jī)制，其特點(diǎn)是合署辦公、集體協(xié)商、共同決策、地方落實(shí)；外部機(jī)制是在應(yīng)急搶險(xiǎn)過(guò)程中風(fēng)險(xiǎn)決策機(jī)構(gòu)與外界聯(lián)系的合作機(jī)制，其特點(diǎn)是廣泛合作、信息共享、相互協(xié)調(diào)、形成合力。通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)決策機(jī)制的實(shí)施，可以保證震損水庫(kù)應(yīng)急處置迅速、科學(xué)。汶川地震后震損水庫(kù)時(shí)應(yīng)急搶險(xiǎn)和決策是成功的，為我國(guó)今后面臨類(lèi)似問(wèn)題提供了經(jīng)驗(yàn)和積累。4主要險(xiǎn)情應(yīng)急搶險(xiǎn)技術(shù)與決策[2]4.1滲漏（管涌）并非所有的滲漏都需要進(jìn)行應(yīng)急搶險(xiǎn)，要進(jìn)行判別。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)滲漏對(duì)大壩安全造成較大影響時(shí)才需要及時(shí)搶險(xiǎn)，主要有以下幾種類(lèi)型：（1）存在漏洞，集中滲漏量較大，類(lèi)似于管涌；（2）較大范圍的集中滲漏區(qū)，可見(jiàn)明顯細(xì)顆粒被帶出；（3）大面積的散浸區(qū)；（4）管涌或流土；（5）有滲漏，壩坡較陡，存在滑坡的可能性；（6）壩下涵管破損，引發(fā)較大的接觸滲漏。大壩滲漏與庫(kù)水有著密切的關(guān)系，進(jìn)行滲漏應(yīng)急搶險(xiǎn)首要的就是降低庫(kù)水位，不僅可以直接減少大壩的滲漏量，還可以減輕大壩內(nèi)部的滲透壓力，防止?jié)B透破壞。采取的措施可以是拓寬溢洪道、挖深溢洪道、壩下涵管（泄洪洞）放水、抽水，對(duì)泄洪能力不足的水庫(kù)，根據(jù)具體情況采取打開(kāi)非常溢洪道、降低堰頂高程等措施，少量震損嚴(yán)重、不具備正常擋水能力的大壩可開(kāi)挖臨時(shí)泄洪缺口，并進(jìn)行口門(mén)及下泄通道的臨時(shí)防護(hù)。若險(xiǎn)情發(fā)展迅速，已來(lái)不及等水位下降時(shí)，可先實(shí)施搶險(xiǎn)，待險(xiǎn)情穩(wěn)定后降低水位。必須要注意的是，當(dāng)放水涵洞存在嚴(yán)重的滲漏對(duì)大壩穩(wěn)定有較大威脅時(shí)，須控制放水，注意觀察水流狀態(tài)。具體采用哪種方法，要根據(jù)滲漏的類(lèi)型、水庫(kù)地形、搶險(xiǎn)隊(duì)伍人員素質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)有搶險(xiǎn)材料和設(shè)備等條件綜合選定，不一定要選用技術(shù)最先進(jìn)、裝備最好的技術(shù)手段。4.2裂縫及其引發(fā)的滑坡當(dāng)?shù)卣鹪斐蓧误w出現(xiàn)較大的裂縫后，大壩整體性遭到破壞，庫(kù)水通過(guò)裂縫滲入壩體，不僅增大了大壩內(nèi)部的滲透壓力，而且降低了土體的抗剪強(qiáng)度，使得壩坡出現(xiàn)滑坡等險(xiǎn)情；若已經(jīng)產(chǎn)生滑坡，壩體斷面變小，穩(wěn)定性有所降低，當(dāng)庫(kù)水位在較高的情況下，易產(chǎn)生潰壩險(xiǎn)情，因此，應(yīng)急搶險(xiǎn)第一項(xiàng)措施就是盡可能迅速降低庫(kù)水位。針對(duì)裂縫具體的應(yīng)急搶險(xiǎn)技術(shù)包括裂縫開(kāi)挖、回填、封堵、覆蓋，滑坡坡腳壓重及上部削坡減載，貼坡反濾排水結(jié)合導(dǎo)滲溝等，方法簡(jiǎn)單，易操作，無(wú)需大的設(shè)備。針對(duì)滑坡采取的具體的應(yīng)急搶險(xiǎn)技術(shù)應(yīng)根據(jù)情況而定。一種情況是：震損出現(xiàn)的滑坡常伴隨嚴(yán)重裂縫，采取的措施可以有：換土回填，固結(jié)灌漿，樁基加固滑動(dòng)面或滑動(dòng)帶，增加抗滑能力；上下游壩坡壓重固腳，防止新的滑動(dòng)；放緩上下游壩坡，提高加固體回填土的干密度等。另一種情況是震損出現(xiàn)的滑坡主要是由于滲漏所致，可按滲漏搶險(xiǎn)的措施進(jìn)行處理，如挖導(dǎo)滲溝、鋪設(shè)反濾等。4.3決口（漫溢）雖然汶川地震未造成水庫(kù)大壩決口潰決，但是四川省有69座水庫(kù)具有潰壩的高危險(xiǎn)情。作為最為嚴(yán)重的險(xiǎn)情，其搶險(xiǎn)決策有別于其他險(xiǎn)情。對(duì)于有潰壩危險(xiǎn)但尚未決口的大壩，首先應(yīng)采取的措施是盡可能降低水庫(kù)水位，然后按照上述有關(guān)險(xiǎn)情的應(yīng)急搶險(xiǎn)措施進(jìn)行搶險(xiǎn)。對(duì)于已經(jīng)庫(kù)水漫溢或者已經(jīng)決口的大壩，應(yīng)考慮采用合適的堵口技術(shù)，盡早堵復(fù)。堵口方法有多種，傳統(tǒng)的堵口方法主要有平堵、立堵和混合堵3種。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新機(jī)械、新設(shè)備、新材料不斷出現(xiàn)，施工技術(shù)、施工工藝不斷創(chuàng)新，堵口的方法也越來(lái)越先進(jìn)。近年來(lái)出現(xiàn)的新方法有鋼木土石組合壩堵口技術(shù)、沉箱堵口技術(shù)、鐵菱角堵口技術(shù)等。采用哪種方法，要根據(jù)口門(mén)過(guò)流量、水位差、地形、地質(zhì)、料物采集及搶險(xiǎn)人員對(duì)堵口方法的熟練程度等條件綜合選定。決口搶險(xiǎn)需要注意的是：（1）由于地震的突然性，受條件限制，大多不能當(dāng)即堵口合龍，且決口初期水流壓力大，流速快，堵口的難度很大，所以應(yīng)考慮在水位下降到一定程度后進(jìn)行堵口；（2）宜根據(jù)口門(mén)條件、堵口方式、易于施工、斷流迅速、就地取村、不危及對(duì)岸堤防安全等原則慎重選定壩軸線，一般有3種形式：（1）按原壩軸線堵口；（2）夕卜堵，即壩軸線向上游側(cè)凸出前進(jìn)；（3）內(nèi)堵，即壩軸線向下游側(cè)凹入。4.4非工程措施的采用非工程措施在應(yīng)急搶險(xiǎn)中是必不可少的，主要有以下幾個(gè)方面：（1）啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，落實(shí)各級(jí)部門(mén)和人員的責(zé)任制。對(duì)于已經(jīng)決口或即將決口的水庫(kù)，加緊實(shí)施群眾轉(zhuǎn)移疏散，以保生命為主；對(duì)有潰壩險(xiǎn)情和高危險(xiǎn)情的水庫(kù)，進(jìn)一步細(xì)化群眾疏散轉(zhuǎn)移預(yù)案，做好緊急撤離的準(zhǔn)備；（2）加強(qiáng)水庫(kù)安全巡查和監(jiān)測(cè)，隨時(shí)了解水庫(kù)大壩的危險(xiǎn)情況，若水庫(kù)已經(jīng)決口，需關(guān)注水流、水位變化情況；（3）建立會(huì)商制度，及時(shí)通報(bào)有關(guān)工作進(jìn)展情況，加強(qiáng)實(shí)施堵口的各項(xiàng)工作聯(lián)系；(4)加強(qiáng)宣傳工作，一方面及時(shí)說(shuō)明情況的嚴(yán)重性，讓大家做好相關(guān)撤離、搶險(xiǎn)準(zhǔn)備，另一方面注意不要引發(fā)混亂，否則反而影響搶險(xiǎn)工作。5結(jié)語(yǔ)水庫(kù)大壩應(yīng)急處置問(wèn)題不再僅僅是各級(jí)政府、水行政主管部門(mén)和