水库应急抢险与典型案例分析.ppt
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1、水库应急抢险与典型案例分析,省人民政府防汛抗旱指挥部办公室姚月伟 常务副主任、教授级高工二九五月,提纲,一、水库安全管理的重要性及国内外垮坝情况介绍 二、小型水库抢险特点与组织实施 三、水库抢险必须具备的素质和能力四、险情分类和抢险应急措施 五、水库抢险典型案例介绍,一、水库安全管理的重要性及国内外垮坝情况介绍,浙江省是水库数量较多的省份,全省已建成10万m3以上的水库近4057座,其中大型水库30座,中型水库124座,总库容达420亿m3,在防洪、灌溉、供水、发电、养殖、旅游等方面发挥了重要作用。,水库是抬高水位、拦蓄水量的水利工程,必须确保水库大坝的安全运行。我省人口稠密,经济要素集中,一
2、旦水库大坝失事,库水居高而下,将给下游地区造成毁灭性灾难。垮坝失事的惨痛教训,在国内外都是十分深刻的。,在西方发达国家,也出现垮坝案例,如1959年法国的马尔马赛(Malpaset)拱坝溃坝;1963年美国的包尔德文山(Baldwin Hills)土坝溃坝;1963年意大利瓦昂(Vajont)水库大滑坡,瓦昂拱坝坝高260米,库区突然发生大滑坡,造成坝顶涌浪超过100米,冲击波使右岸高出坝顶290米的一个小镇造成破坏,溃坝水流使下游1.6公里处的一个城镇全部摧毁,死亡2600人;日本在50-60年代,也曾出现小型水库失事。,我国在建后至2000年,共出现3400多座水库大坝垮坝事件,呈如下特点
3、:小型水库的溃坝率高于大、中型水库。在已发生的溃坝中,小(二)型水库占77%,小(一)型水库约占20%,中型水库约占2%,大型水库不到1%。溃坝集中在坝高小于20米的水库,尤以坝高15-20米者最集中。溃坝的高峰期集中在“大跃进”和“文革”时期,分别占全国溃坝总数的17.5%和43.2%,七十年代平均每年溃坝200多座,进入八十年代后,平均每年溃坝26.5座,九十年代,平均每年溃坝22.6座。,溃坝的原因依次是:洪水漫顶占52%。原因是水文资料欠缺,洪水设计不当,防洪标准偏低,泄洪设施能力不足。大坝等水工建筑物质量差占38%,主要是大坝及坝基(包括岸坡)材料的强度及破坏变形量低于实际应变水平,
4、或透水性过强,或断面单薄、边坡过陡,从而在运行或施工荷载下发生大量沉降或位移而开裂,以致滑动失稳;或形成内部集中潜蚀,或渗流出口管涌、流土。在长期运行中病害进一步发展,特别是在持续高水位运行时破坏加剧而失事。究其根源,是大坝的设计或施工不当,又缺乏监测和维修所致。管理不当占10%。主要表现为小型水库缺乏管理,管理机构不健全,技术力量薄弱,管理维护经费不落实,水库大坝缺乏必要的监测设施和管理设施,工程老化失修,有的甚至多年带病运行。,国内垮坝案例:我国最严重的垮坝事件是1975年8月暴雨洪水造成(在东南沿海登陆的台风北上,遭遇冷空气而形成特大暴雨)河南省板桥和石漫滩2座大型水库相继失事,据介绍,
5、5亿方水在半天时间内下泄,溃坝流量高达1万m3/s,冲毁城镇、村庄和大批农田,造成大面积水灾和重大人员伤亡,京广铁路被局部冲毁,损失巨大。,1993年8月27日,青海省沟后水库大坝溃决,溃决流量达到3000m3/s,冲毁房屋2932间,造成2837人受灾,288人死亡,40人失踪,直接经济损失1.53亿元,是90年代死亡人数最多的一起垮坝事件。沟后水库是一座库容为330万m3的堆石面板坝。据分析,垮坝的原因是面板接缝漏水,而接缝填筑材料无伸缩变形能力,管理人员对漏水情况未能有效监测。,1998年6月26日,广东省恩平市大田镇茶山坑水库副坝坝体全部溃决,造成34人死亡,2人失踪,直接经济损失36
6、11万元。,1971年6月2日,浙江省宁海县洞口庙水库由于副坝施工质量差,坝坡太陡,加之管理不善,造成局部滑坡而垮坝,库内230万m3水量在不到1小时内全部倾泻而出,冲塌房屋1943间,死亡186人,重伤31人,使宁波至温州的公路中断3天。国务院副总理李先念于6月4日和5日连续两次作出重要批示:“雨不大,就失事。事先对这个问题没有重视,不知利害性。水电部要立即采取坚决措施检查水库,决不能掉以轻心。”,1999年9月4日,永嘉县等地区受台风倒槽影响,遭受短历时高强度暴雨袭击,降雨强度超过水库的设防标准,导致乌牛镇十八陇、白水祭2座小型水库因超标准洪水失事,造成13人死亡,冲毁房屋、农田。,二、小
7、型水库抢险特点与组织实施,(一)特点小型水库分布面广、数量多小型水库调洪能力差,出险概率高小型水库工程质量较差,隐患险情多小型水库抢险条件差,(二)抢险组织实施主要准备工作:制定水库抢险预案,明确应急措施,如水库应急调度方案、应急抢险的具体工程措施、超标准洪水和溃坝应急措施,预警方式和人员转移方案。组建抢险队伍,配备必要的抢险物资和器械。,应急抢险:发现险情,及时报告;水库主管部门或业主立即派专业人员去现场核查,当地政府应采取应急避险措施;水库发生险情,县(市、区)行政首长组织当地乡镇政府、水利局及相关部门、水库主管部门或业主实施抢险,并向受威胁地区发出警报;上级主管部门和领导到现场指导。,三
8、、水库抢险必须具备的素质和能力,要有较强的敏锐性和责任感。大坝安危关系重大,要善于捕捉可能出现的迹象,做好思想和防范准备。险情发生后,一定要在第一时间派技术人员到现场核查,对险情作出研判,这是应急处置的基础。,要有沉着镇定、快速反应和科学决策的能力。面对险情,作为指挥员或技术骨干,要保持清醒头脑,切不可头脑发热、盲目指挥,必须把握好重点:一是确保下游受威胁人员的安全,应立即组织群众避险转移;二是全力抢险,决不轻言垮坝,要采取一切措施尽快降低水位,这是缓解险情的重要手段。,要有复杂情况下的分析判断能力。险情发生与发展往往有一个过程,要善于抓住主要矛盾,分析判断抢险的重点和关键,有针对性的采取有效
9、措施,以减轻或缓解险情,增强临机处置能力。,要有扎实的水工基础理论知识和抢险组织协调能力。水库抢险要对症下药,抢险方案既要符合水利工程的特性和一般科学原理,又要符合当地的抢险条件和实际情况;面对多种应急抢险方案的提出和不同的抢险意见(包括领导的意见),要正确分析判断,坚持真理,同时要加强沟通协调,减少误判,使抢险决策符合实际,并得到大家的认同。,四、险情分类和抢险应急措施,(一)险情分类一类险情:是指必须进行紧急抢修的重大险情,如大坝发生严重漏水、管涌、流土、滑坡、塌坑、严重淘刷等现象,以及泄洪设施发生故障影响安全泄洪等重大险情。二类险情:是指水库工程局部的险情,尚不至于严重影响大坝安全,需及
10、时报告,请专家进一步分析研判。,(二)抢险应急措施启动水库抢险应急预案,发布预警信息。水库应急调度。当发生一类险情时,首先要采取措施,降低库水位,以减轻险情压力和抢修难度:开启所有放水设施,如放水涵管(洞)、泄洪洞、电站闸阀;降低溢洪道,可在溢洪道上开槽泄洪;在适宜的山凹处破口泄洪;在副坝开槽泄洪;主坝开槽泄洪;对小型水库或山塘也可采用虹吸管、水泵抽水降低水位。以上措施实施时,要特别注意降低库水位的速度不能过快,以不超过实际允许的骤降速度。,针对水库的险情,采取相应的抢险技术措施(略)4、当出现溃坝征兆时,应及时组织人员安全转移。5、主要抢险技术:漏洞险情抢险 原则:“前堵后排,堵排并举,抢早
11、抢小,一气呵成”,即在临水坡堵塞漏洞进水口,在背水坡导渗排水,不许用不透水材料强塞硬堵出水口,以免造成更大险情。,方法:漏洞进口处临时堵塞塞堵法和盖堵法,或两者兼用。当漏洞进口部位不明显,可采用土工膜或篷布盖堵方法。漏洞出口处导渗排水常用方法如下:反滤围井法(坝坡尚未软化、出口在坡脚附近的漏洞,可采用此法;坝坡已被水浸泡软化的不能采用)。反滤盖压(背水坝脚附近发生的渗水漏洞小而多,面积大,并连成片,渗水涌沙比较严重,可采用此法)。,管涌与流土险情抢险 原则:“反滤导渗,控制涌水,给渗水留有出路”;一般在背水面进行抢修。方法:常用的方法有 反滤压盖法适用于背水坝脚附近发生的管涌处数较多,面积较大
12、,并连成片,渗水涌沙比较严重的地方。反滤围井法一般适用于背水坡脚附近地面的管涌、流土数目不多,面积不大的情况;或数目虽多,但未连成大面积,可以分片处理的情况;对位于水下的管涌、流土,当水深较浅,也可采用此法。减压围井法适用于临水面与背水面之间水头差较小,高水位持续时间短,出险处周围地表坚实,当地缺乏土工织物和砂石反滤材料的情况。透水压渗台法适用于管涌或流土较多,范围较大,当地反滤料缺乏,但沙土料源比较丰富的地方。,塌坑险情抢险 原则:塌坑发生后,按干塌坑还是湿塌坑确定抢修方案。湿塌坑常伴有渗水、漏洞发生,要特别注意抢修。方法:干塌坑可采用翻填夯实法修理。湿塌坑可采用填塞封堵(如果是临水面的湿塌
13、坑,且塌坑不是漏洞的进口,可按此法修理;如果塌坑成为漏洞的进口,则按漏洞的抢修方法进行抢修。)或导渗回填法(适用于背水面发生的塌坑),滑坡险情抢险 原则:对于发展迅速的滑坡,按照“上部削坡减载,下部固脚阻滑”的原则抢险,阻止滑坡的发展;对于发展缓慢的滑坡,可按常规方法进行修理。方法:迎水面的滑坡可在滑动体坡脚部位抛砂石料或沙袋压重固脚,在滑动体上部削坡减载,减少滑动力。背水面的滑坡可采用以下方法 压重固脚法适用于坝身与基础一起滑动的滑坡 滤水土撑法适用于坝区石料缺乏、滑动裂缝达到坝脚的滑坡。以沟代撑法适用条件。坝身局部滑动的滑坡。,洪水漫顶抢险 原则:当可能出现洪水位超过坝顶的情况时,应快速在
14、坝顶部位抢筑子堰,防止洪水漫坝顶;子捻形式以能就地取材、抢筑容易为原则进行选择;方法:常用的有土袋子堰和土工布铺设在坝顶防冲。,五、水库抢险典型案例介绍(一)龙游县泉塘垅水库(坝下涵管破裂抢险)1、工程概况与险情 该水库位于龙游县兰塘乡平山村,集雨面积0.4km2,总库容30万m3,正常库容25万m3,均质土坝,坝高9m,坝下涵管原为分级卧管,后改为启闭机。灌溉农田800多亩,下游有4000余人口的村庄和一座小学。水库始建于1963年,1967年竣工。,2001年3月26日上午,水库启闭机关闭后,放水涵管仍有大量库水外漏,下午1时30分,放水涵管部位迎水坡发生塌陷,涵管出水浑浊,继而坝体出现裂
15、缝,产生塌陷、滑坡,大坝出现严重险情。,2、原因分析 坝内涵管破裂,库水经坝体渗漏,从断裂处进入涵管并流出,带走涵管周边的大坝土体,形成漏水通道,造成坝体塌陷,继而产生裂缝和滑坡。这是一起典型的坝下涵管破裂,导致大坝塌陷、滑坡的案例。,3、抢险过程及时转移下游群众,并封锁水库周边的交通,确保安全;封堵漏洞,组织500余人向涵管进口处投掷沙包,试图封堵漏洞,但库水深5米左右,沙包难以封住漏洞,效果不佳,漏水量未减少;3月26日晚上10时,进一步商量抢险措施:a.继续投沙包,堵漏洞。b.在涵管进口处设置三角形围堰阻水,以减少漏水量。c.尽快降低库水位:一是采用抽水机抽水,二是在溢洪道上开槽排洪。,
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