近期国际溃坝事件对我国大坝安全管理的警示

近期在全球新冠疫情肆虐背景下,乌兹别克斯坦锡尔河州(2020年5月1日)和美国密歇根州(2020年5月19日)相继发生两起溃坝事故,导致3座大坝溃决,在当地产生严重社会影响。对两起溃坝事故的原因进行剖析,其暴露的水库大坝安全管理问题对做好我国水库大坝风险防控和安全度汛工作具有重要的警示意义,主要包括:气候变化将给大坝安全管理带来前所未有的挑战,我国中小型水库大坝老龄化问题存在较高的潜在风险,全生命周期安全监管体系是水库大坝安全运行的根本保障,非工程措施是水库风险管理中必不可少的重要支撑。最后提出了进一步加强我国水库大坝安全管理工作的对策与建议。     

水库大坝安全保障关键技术

本文系统探讨了我国水库大坝病险与溃坝规律。介绍了世界最高实体坝现场溃坝试验和室内试验结果,揭示了土石坝溃决机理和溃决过程。系统阐述了基于风险的大坝安全评价方法、病险水库除险加固技术、大坝风险控制非工程措施、大坝安全信息监测与预测预警、大坝风险标准等涉及水库大坝安全保障体系建设的一系列关键技术。本研究成果丰富了溃坝理论,完善了溃坝模拟技术,可服务于全国水库大坝安全行业管理和实践。     

惠女水库大坝溃决风险分析

大坝风险管理是贯穿于大坝生命全过程的动态管理,而大坝溃决风险分析是大坝风险管理的核心。以惠女水库大坝安全管理为例,对有可能危及水库工程安全的各种因素及可能发生的水库溃坝形式进行分析,引用《溃坝洪水计算大纲范本》的计算公式及理论依据,通过对水库大坝的各种工况进行计算,全面分析惠女水库大坝的溃决风险。     

水库大坝地震风险评估技术

技术简介：针对水库大坝的等级、可能地震引发的危害,通过事件树、FMECA等方法识别地震对水库大坝工程危害,分析地震作用下的水库大坝破坏概率及溃决模式,估算水库下游由地震溃坝带来的影响,提出水库大坝地震风险监测及应对原则、大坝地震风险实时分析及预警体系的思路与方法,进行预警并指导工程安全管理,有效降低大坝地震风险。     

美国密歇根州大坝溃决事件的分析与思考

2020年5月,在持续降雨作用下,美国密歇根州提塔巴瓦西(Tittabawassee)河伊登维尔(Edenville)大坝和桑福德(Sanford)大坝相继发生溃坝,导致水库下游重大淹没损失,上万人被迫紧急撤离,引起国际大坝工程界高度关注。梳理了2座大坝溃坝事件的发生经过,从气象条件、大坝结构、运行管理等方面对造成溃坝的原因进行了分析,介绍了此次溃坝事故应急响应情况,并对保障大坝安全运行与管理需要注意的问题进行了讨论与思考。此次大坝溃决事件中的教训经验可供全球各国大坝安全管理参考。     

我国水库大坝安全问题探讨

我国是世界上建设水库大坝最多的国家,水库大坝是防止水旱灾害,开发利用及保护水资源,发挥综合效益的重要工程措施。通过分析我国水库大坝建设情况、运行现状与安全存在的问题及部分溃坝失事原因,提出了保证水利水电工程设计可靠,技术先进,施工质量优良,运行中加强管理、精心维护、注重监测与检修,定期开展安全检查鉴定等对策措施,以及强化重要小型水库及低坝安全管理的建议。使水库大坝工程更好地服务于经济社会发展,造福人民。     

老挝桑片-桑南内水电站溃坝事件初步分析与思考

2018年7月23日20:00,位于老挝、越南、柬埔寨3国接壤地区的桑片-桑南内水电站发生溃坝事件,导致水库蓄水下泄,淹没了老挝南部阿速坡省数个村庄,造成重大人员伤亡,在国际社会引起巨大反响。介绍了失事大坝的工程概况以及溃坝过程,在现有资料的基础上,初步分析了溃坝原因,并从大坝设计运行和安全管理等方面总结了此次事故的经验教训。     

简讯

大尺度溃坝首次试验开展大尺度溃坝首次试验日前在安徽滁州大洼水库进行。本次试验是“十一五”国家科技支撑计划重点项目“水库大坝安全保障关键技术研究”的课题之一。大洼水库位于安徽省滁州市施集镇花山村境内,控制流域面积2·71km2,总库容约10万m3,以灌溉为主,水库大坝总长120m,坝顶宽3m,最大坝高10m。本次试验技术难度大,技术要求高,进行如此大尺度的溃坝试验在国内外尚属首次。大洼水库大尺度溃坝试验旨在建立大尺度物理模型,模拟上游水库、下游河道的实际情况,并尽量保证坝体的结构、材料、力学性能相似。开展洪水漫顶、坝基管涌等导致的溃坝模型试验,从整体上观测大坝溃口形态、溃口形成发展过程、上游库水位降落过程、溃坝流量过程和下游洪水演变过程,进一步研究溃口冲蚀下切、横向扩展和溃坝流量(流速)之间的相互关系,探究溃坝形成机理,为溃坝预防、预警及溃坝应急、应对提供技术支撑。溃坝机理和溃决洪水研究是水库大坝安全保障体系的关键内容,是直接关系到降低大坝风险、应对突发性洪水事件能力建设的一项基础性研究。由于大坝坝型众多,溃决过程的复杂性、不确定性,至今人们对溃坝机理和溃坝洪水运动规律的认识仍有待进一步深化。我国大坝数量、坝型...     

面板堆石坝溃坝洪水演进模拟及影响分析

水库大坝溃决洪水模拟计算与影响分析是水利工程防灾减灾领域的研究重点。为研究面板堆石坝溃坝对下游淹没范围和程度的影响,在分析面板堆石坝溃决特点的基础上建立了面板堆石坝至其下游电站库区河段的一维非恒定流水动力模型,以某一面板堆石坝为工程实例模拟计算了大坝在不同溃决模式下的洪水传播过程,得到了坝下河道沿程典型断面的洪峰流量、最高洪水位及相应的出现时间。结果表明:溃坝历时、溃坝最终溃口尺寸和溃坝前坝前水位是影响该模型计算结果的主要因素,溃坝历时越短、最终溃口尺寸越大、溃坝前坝前水位越高,坝址处洪峰流量越大。在各种溃坝工况中,下游河道两岸重要乡镇的大部分地区被淹没。研究成果可为面板堆石坝水库运行期溃坝洪水的应急抢险方案制定和灾情评估提供科学依据。     

利比亚德尔纳2023年极端洪水模拟复盘分析

全球气候变化背景下,极端强降雨和洪涝等水文事件的极值屡屡刷新历史记录,造成重大损失。2023年9月10—11日,在地中海飓风“丹尼尔”的影响下,利比亚东北部地区发生罕见特大暴雨,引发德尔纳市上游两座水库接连溃决,造成巨大人员伤亡。本文对德尔纳市极端洪水事件进行了梳理,并以德尔纳市洪灾及受影响区域为研究对象,建立了二维水动力模型,对溃坝洪水进行了模拟和复盘分析。通过哥白尼应急管理服务(Copernicus Emergency Management Service,CEMS)提供的受灾数据对模型结果进行对比验证(CEMS持续监测欧洲和全球即将发生或实时发生的灾难事件)。结果显示,影响德尔纳市的溃坝洪水持续了2 h左右,对城市的破坏主要集中在前30 min。本次复盘分析了德尔纳市溃坝洪水演进与风险分布特征,可为我国城市地区大坝溃决风险防控、早期预警和应急管理提供参考借鉴,同时也可为世界其他地区的大坝溃决风险防控、早期预警和应急管理提供参考借鉴。     

气候变化下山溪性河流水库防洪减灾措施

近年来极端气候变化频发,引发局地短时强降雨,易造成超标洪水,严重威胁山溪性河流上的水库安全,由此而导致的大坝漫(溃)坝案例已有发生,且危害巨大,防范和化解此类重大灾害是新时期水库设计和安全运行管理的关键问题。通过归纳总结已建土石坝工程实例,认为水库漫顶溃坝风险主要来源于水文资料短缺、洪水成因复杂和突发性强,水情监测预警预报不到位,抵御超标准洪水时调洪能力有限等不利因素。因此,关注设计洪水的合理性分析及安全性评价,建立对超标准洪水的分析预测和监测预警,合理规划泄洪建筑物的规模以及抗冲结构设置,加强水库排沙预泄措施和梯级水库的联调联控等综合调洪能力的提高,提升非常情况下的应急安全管理能力等,是病险水库除险加固以及新建水库工程设计及运行管理的必需措施。     

近期我国土石坝溃决或出险事故及其启示

受极端气候影响,近年来溃坝和出险事故时有发生,一些规律性趋势逐渐清晰,对超标准洪水影响、土石坝漫而不溃、应急响应机制等一些新问题新方向有待深入研究。基于最新溃坝和出险案例,从防洪标准、监测预警、应急响应、应急处置等方面总结经验教训,得出在水库大坝安全管理和防洪度汛方面的启示,进一步提出加强溃坝风险防控的思考和建议。快速降低库水位是应对超标准洪水的关键措施,土石坝可以做到漫而不溃,土石坝结构设计应充分考虑极端强降雨工况,流域梯级水库防洪能力亟待加强,管理设施对紧急情况下应急能力影响很大,低水平的管理会严重影响防洪安全。     

PFMA在混凝土面板堆石坝安全监测优化布置中的应用

随着大坝风险管理理念的发展,潜在破坏模式分析（PFMA）方法得到了广泛应用。基于传统工程安全理念的大坝安全监测设计对隐患缺乏针对性,将破坏模式分析与大坝安全监测相结合可以提高监测的有效性和针对性。研究了混凝土面板堆石坝的结构特点和常见病害,应用潜在破坏模式分析方法提出了混凝土面板堆石坝的可能破坏模式,分析了各破坏模式的可监测项目及重点部位。利用破坏模式分析方法,对某混凝土面板堆石坝的监测系统提出了改进措施。研究结果表明,基于潜在破坏模式分析的大坝安全监测具有较强的针对性,可提高监测效率和可靠性。     

高拱坝研究新进展

以西部水电能源开发为背景讨论高拱坝研究的意义和重要性 ;综述高拱坝的体形与优化设计、场仿真分析与应力控制标准、破损机理与安全度分析、抗震分析与抗震工程措施等方面的最新研究进展 .认为今后高拱坝研究的发展方向是 :努力使高拱坝体形优化设计进入实用阶段 ;结合仿真应力分析 ,提出更接近实际的高拱坝应力控制标准 ;总结已建工程的经验 ,进行高拱坝安全度分析 ;开展广泛的高拱坝抗震分析与抗震工程措施研究 .     

大坝安全与安全管理若干重大问题及其对策

在我国已建的8万余座水库中,有近40%的水库大坝存在病险问题。为了提高对水库大坝除险加固工程的科学认识,促进大坝安全管理技术的发展,在统计分析我国大坝安全现状的基础上,着重介绍了大坝安全管理方面的若干重大课题,以及大坝安全监测、检测和大坝除险加固与维护技术的发展方向;阐述了完善大坝安全管理法规、标准与管理体系的必要性,以及提高大坝风险管理水平的理念;提出了加强大坝安全信息化建设、深化水库群综合调度研究、加快加固治理新技术研究与应用等对策与措施。对于现阶段大规模水库除险加固工程的开展,具有较强的针对性和指导意义。     

峡山水库大坝渗流安全评价

按照SL 258—2000《水库大坝安全评价导则》要求,采用渗流观测资料分析、渗流有限元计算分析及运行表现分析方法,对峡山水库大坝渗流安全进行评价。评价结果表明:主坝防渗措施不足,工程老化,坝基砂层渗流稳定不满足安全要求;郑公副坝部分坝段坝基渗透稳定,武兰副坝永旺屯放水洞接触渗透稳定存在安全隐患。建议采取防渗加固措施,加固前合理调度运用,加强安全监测。     

三座大坝溃坝事故的启示

俄罗斯的基谢廖夫斯克大坝、季尔良期克大坝和中国的喀什一级大坝，相继在20世纪90年代溃决，造成了巨大损失。这3座大坝的溃决和其它一些大坝的事故表明，为确保大坝安全运行，防止溃坝的发生，必须防范在先，经常复核大坝防洪能力，及时地科学地对大坝进行加固改造，强化管理，杜绝盲目调度和出现重大失误。     

我国水库大坝安全监测现状深度剖析与对策研究

当前我国水库大坝安全监测工作存在监测项目不完善、施工安装不规范、运行管护能力不足等问题,导致部分安全监测系统建成后不能正常运行,造成建设资金浪费甚至影响大坝安全管理工作。结合全国水库大坝安全监测系统建设与运行现状调研成果及工作经历,系统梳理大坝安全监测在规划、设计、审查、招标、施工、验收及运行管理等环节存在的一系列问题,并深度剖析水库大坝安全监测现状原因。针对性提出了改进水库大坝安全监测工作的对策和建议,包括提高对大坝安全监测工作重要性的认识,加大安全监测培训力度,研究出台大坝安全监测管理办法,组建大坝安全监测专家库,加强大坝安全监测专项督查,建设期间引入安全监测仪器检测与第三方鉴定环节等。本研究对促进我国水库大坝安全监测水平提升具有一定的指导意义。     

我国水库大坝安全管理发展趋势和挑战

水库大坝的安全管理应从目前的政府管理向业主管理发展,从计划型管理向市场型管理转化,各级政府水行政主管部门所要做的是制订法规、制度和进行监督、检查;单一粗放的管理必定逐步向社会化技术型管理转变;以工程安全控制为目的的安全管理模式将逐步转化为以工程风险控制为目的的管理模式.为实现上述转化,我国的法规建设正在加速与世界接轨.     

中国与瑞士大坝安全监控机制比较及启示

依据"中瑞大坝安全加固项目"成果,简要归纳了瑞士的大坝安全法规和安全管理模式,深入剖析了瑞士的大坝安全监控机制;总结分析了我国水库大坝的安全管理机制和安全监控体系;在此基础上,对比分析了两国水库大坝安全监控机制的异同,认为瑞士已形成了职责明确、实用高效的大坝安全监控机制,我国已建立的大坝安全监控机制与瑞士相似,但安全管理力度不足,主动监控意识不强,实际效果相差甚远,对此,我国可借鉴瑞士大坝安全监控的成熟模式,增强主动安全监控意识;同时,建立以风险管理理念为基础的安全监控体系,并引入物联网等先进技术,提升量多面广小型水库的安全监控水平。