2018年7月23日20時(shí)左右，位于老撾南部地區(qū)的桑片-桑南內(nèi)(Xe Pian-Xe Namnoy)水電站工程發(fā)生潰壩事件， Xe-Namnoy水庫(kù)(總庫(kù)容10.43億m3)壩高16m的D副壩潰決，潰壩洪水淹沒(méi)了老撾南部阿速坡省(Attapeu) Sanamxay 地區(qū)數(shù)個(gè)村莊。潰壩洪量較大(根據(jù)業(yè)主PNPC簽發(fā)的告急函，相關(guān)媒體報(bào)道下泄洪水達(dá)50億m3，筆者經(jīng)查閱大量資料，認(rèn)為該數(shù)據(jù)不實(shí))，截至7月27日，已有28人死亡，130多人失蹤，潰壩洪水導(dǎo)致6600多人流離失所。

(來(lái)源：中國(guó)水利水電科學(xué)研究院、中國(guó)大壩工程學(xué)會(huì)秘書(shū)處 微信公眾號(hào)“大壩新聞”作者：徐澤平 鄭璀瑩)

圖1 潰壩工程位置示意圖

老撾桑片-桑南內(nèi)水電站的潰壩事件一經(jīng)披露，立刻在國(guó)際社會(huì)形成了巨大的反響，引起了國(guó)內(nèi)外水利水電工程界的密切關(guān)注。目前，缺少該工程潰決的詳細(xì)原因分析，根據(jù)資料查詢和相關(guān)報(bào)道可對(duì)這一事件做出初步分析，并由此進(jìn)行相關(guān)思考。

1. 工程項(xiàng)目概況

桑片-桑南內(nèi)水電站位于老撾東南部占巴塞省(Champasack)北松地區(qū)(Paksong)的布拉萬(wàn)高原，距離老撾首都萬(wàn)象東南約550km。該工程由Xe-Namnoy、Xe-Pian和Houay Makchanh三座大壩、五座副壩、輸水系統(tǒng)以及發(fā)電廠房組成，總裝機(jī)容量410MW。

工程總體布置及發(fā)電引水系統(tǒng)見(jiàn)圖2和圖3。Houay Makchanh水庫(kù)控制流域面積81km2，大壩為混凝土溢流壩，最大壩高8.5m，壩軸線長(zhǎng)1789.0m，壩頂高程814.5m，通過(guò)引水渠將水引至Xe-Pian水庫(kù)。Xe-Pian水庫(kù)控制流域面積271km2，大壩為混凝土重力壩與黏土心墻堆石壩組合壩(圖4)，最大壩高48m，壩軸線長(zhǎng)1307.0m，壩頂高程799.5m，水庫(kù)總庫(kù)容2000萬(wàn)m3;Xe-Pian水庫(kù)通過(guò)7.96km的引水渠與Xe-Namnoy水庫(kù)相連。Xe-Namnoy為大型水庫(kù)，控制流域面積522km2，大壩為黏土心墻堆石壩(圖5)，最大壩高73.7m，壩軸線長(zhǎng)1600m，壩頂高程792.5m，水庫(kù)總庫(kù)容為10.43億m3。發(fā)電引水隧洞，將水從Xe-Namnoy水庫(kù)引至發(fā)電廠房。

圖2 桑片-桑南內(nèi)(Xe Pian-Xe Namnoy)水電站工程布置示意圖(源自項(xiàng)目報(bào)告)

圖3 水庫(kù)及發(fā)電引水系統(tǒng)示意圖(源自項(xiàng)目報(bào)告)

圖4 Xe Pian大壩

圖5 Xe Namnoy大壩

該工程由PNPC公司(Xe-Pian Xe-Namnoy Power Company)投資，2013年2月開(kāi)始建設(shè)，計(jì)劃2019年投產(chǎn)發(fā)電。PNPC公司是韓國(guó)SK建設(shè)株式會(huì)社(SKEC，持股26%)、泰國(guó)Ratchaburi發(fā)電公司(RATCH，持股25%)、韓國(guó)西部電力(KOWEPO ，持股25%)和老撾控股國(guó)有企業(yè)(LHSE，持股24%)于2012年3月組成的合資企業(yè)。該項(xiàng)目投資約10.2億美元，PNPC公司與老撾政府簽署了特許經(jīng)營(yíng)協(xié)議，電站投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)后特許經(jīng)營(yíng)27年，370MW的電力將出售給泰國(guó)電力公司(EGAT)，40MW的電力將出售給老撾電力公司(EDL)。

2. 潰壩事件

此次發(fā)生潰決事故的大壩是位于Xe-Namnoy水庫(kù)西南側(cè)的D副壩(Saddle Dam D)，其位置如圖6所示。D副壩壩型為土壩，壩高16m，壩軸線長(zhǎng)770m，壩頂寬8m。

圖6 Xe-Namnoy水庫(kù)D副壩位置示意

根據(jù)法新社25日援引一名韓國(guó)國(guó)會(huì)議員收到的報(bào)告報(bào)道，7月20日，D副壩“中部出現(xiàn)11厘米沉陷”。 韓國(guó)西部電力公司發(fā)言人表示：“不清楚為何水壩發(fā)生部分結(jié)構(gòu)沉陷、形成裂縫。不過(guò)，所有這些都在大雨情況下發(fā)生的。”

7月23日，PNPC移民安置部向巴塞省和阿速坡省移民安置管理部門發(fā)出告急信函(圖7)，指出由于北松地區(qū)的嚴(yán)重暴雨導(dǎo)致庫(kù)水漫過(guò)D副壩的壩頂，情況非常危急，要求緊急疏散Xe Pian河下游居民。中午12時(shí)，當(dāng)?shù)卣铝钕掠未迕癯冯x。當(dāng)晚8時(shí)左右，D副壩潰決，庫(kù)水傾瀉而下，向西流入Xe Pian河。由于Xe Pian河道容量有限，洪水漫出河道，下游頓成澤國(guó)。阿速坡省Sanamxay 地區(qū)多個(gè)村莊被淹，包括Mai村、HinLath村、ThaSengchan村、Thahintai村、Sanong村、Thae村、Phonsa-ath村和Nongkhae村等，其中Hinlath村和Mai 村受災(zāi)最為嚴(yán)重。潰壩洪水路線及受影響區(qū)域如圖8，淹沒(méi)情況見(jiàn)圖9。

圖7 PNPC簽發(fā)的告急函(源自澎湃新聞)

圖8 潰壩洪水路線及受影響區(qū)域(源自歐盟聯(lián)合研究中心，7月25日)

圖9 被淹沒(méi)區(qū)域情況

3. 潰壩原因的初步分析

總體上看，季風(fēng)季節(jié)以及熱帶風(fēng)暴Son-Tinh過(guò)境引起的持續(xù)強(qiáng)降雨是導(dǎo)致洪水和潰壩發(fā)生的直接原因。全球?yàn)?zāi)害預(yù)警與協(xié)調(diào)系統(tǒng)(GDACS, Global Disaster Alerting Coordination System)曾于2018年7月15日發(fā)布Son-Tinh熱帶風(fēng)暴暴雨橙色預(yù)警，受影響區(qū)域包括菲律賓、中國(guó)、越南和老撾等地區(qū)。距離受災(zāi)區(qū)域不遠(yuǎn)的Ban Veunkhen水文站點(diǎn)數(shù)據(jù)(圖10)顯示，隨著Son-Tinh熱帶風(fēng)暴7月20-21日過(guò)境導(dǎo)致的強(qiáng)降雨(7月15日-24日累計(jì)降雨量見(jiàn)圖10)，河道水位快速上漲，7月24日達(dá)到峰值。

圖10 Ban Veunkhen水文站數(shù)據(jù)

圖11 7月15日-24日累計(jì)降雨量(源自NASA-GPM，7月25日)

從潰壩事件發(fā)生的過(guò)程來(lái)看，早在7月20日，PNPC就發(fā)現(xiàn)了D副壩壩頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)缺陷。從報(bào)告的描述看，壩頂結(jié)構(gòu)的缺陷主要是裂縫和沉陷(如圖12)，裂縫主要為順壩軸線方向的縱向裂縫，以及部分垂直于壩軸線的橫向裂縫。D副壩的壩型為土壩，從結(jié)構(gòu)上分析，造成壩頂裂縫的原因可能包括：

(1)壩體填筑不密實(shí)，水庫(kù)蓄水后壩體的濕化變形造成壩體上、下游方向的不均勻沉陷，從而在壩頂表現(xiàn)出順壩線方向的裂縫。

(2)由于壩體材料或施工質(zhì)量的問(wèn)題，造成壩體中部(鞍形埡口底部)與岸坡處的不均勻變形，從而形成垂直于壩軸線方向的裂縫，通常，這種裂縫主要分布在壩肩部位。

(3)壩體滲流控制措施存在缺陷，在高水位情況下，壩體內(nèi)部出現(xiàn)滲透破壞，壩體內(nèi)細(xì)顆粒流失后造成壩頂塌陷。

圖12 D副壩壩頂裂縫

圖13 D副壩潰決

從管理的角度看，老撾屬熱帶、亞熱帶季風(fēng)氣候，5月-10月為雨季。應(yīng)該制定明確的防洪度汛計(jì)劃，根據(jù)水、雨情的變化，及時(shí)調(diào)度運(yùn)行，避免洪水漫壩。此次熱帶風(fēng)暴Son-Tinh過(guò)境引起的持續(xù)強(qiáng)降雨，Xe-Namnoy水庫(kù)是否提前預(yù)留了防洪庫(kù)容，是否根據(jù)雨情、水情預(yù)報(bào)及時(shí)開(kāi)閘泄洪，這些具體運(yùn)行調(diào)度情況目前尚不得而知。但根據(jù)7月23日PNPC移民安置部發(fā)出的應(yīng)急告知函和現(xiàn)場(chǎng)照片，庫(kù)水已經(jīng)從D副壩翻壩，水庫(kù)為滿庫(kù)，最終導(dǎo)致D副壩潰決。

4. 關(guān)于事故教訓(xùn)的思考

大壩安全涉及人民生命財(cái)產(chǎn)和社會(huì)公共安全，來(lái)不得絲毫的疏忽，這已是老生常談。每一次大壩安全事故，都會(huì)為水利水電工程從業(yè)者敲響警鐘。考慮到大壩失事的嚴(yán)重后果，必須層層設(shè)防，嚴(yán)格把關(guān)，確保大壩安全萬(wàn)無(wú)一失。針對(duì)此次事件，有如下思考，以供借鑒和參考：

(1) 大壩安全保障取決于其全生命周期的各個(gè)階段。將高質(zhì)量建設(shè)與安全發(fā)展的理念貫徹于大壩規(guī)劃、勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行的各個(gè)階段，對(duì)于水庫(kù)大壩全生命周期的安全保障具有突出的意義。任何一座大壩的潰決，一定都會(huì)在勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行管理的某一階段或幾個(gè)階段中找到原因。

(2) 在大壩安全管理中，大壩的設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理要充分考慮極端氣象條件的應(yīng)對(duì)措施，建立行之有效的應(yīng)急預(yù)警系統(tǒng)。

(3) 對(duì)于重大工程，在設(shè)計(jì)論證階段進(jìn)行壩型比選時(shí)，要充分考慮當(dāng)?shù)貧庀笏臈l件和下游受影響區(qū)域的重要性，優(yōu)先選擇混凝土壩、膠結(jié)顆粒料壩等漫頂不潰的壩型。

(4) 對(duì)于土石壩工程而言，造成其潰決失事的最主要的原因一個(gè)是漫頂引起的外部沖蝕破壞，另一個(gè)是滲流引起的內(nèi)部沖蝕破壞。對(duì)于漫頂破壞，一方面有可能是壩體過(guò)大的沉降變形或塌陷導(dǎo)致庫(kù)水漫頂，這屬于結(jié)構(gòu)方面的因素。另一種就是水庫(kù)泄流能力不夠(水文方面因素)或泄流設(shè)施損壞(結(jié)構(gòu)因素)。因此，對(duì)于土石壩工程而言，除了要首先保證其大壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量的可靠外，對(duì)于泄洪設(shè)施的能力和可靠性要高度重視，目前，對(duì)于高壩大庫(kù)通常都會(huì)考慮多種泄洪形式的并用。

(5) 隨著中國(guó)“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施，越來(lái)越多的中國(guó)水電企業(yè)走向海外，如何對(duì)這些海外工程實(shí)行有效的管理，將國(guó)內(nèi)安全控制成功的經(jīng)驗(yàn)延伸到海外?這是一個(gè)需要高度重視的問(wèn)題。中國(guó)電建、中國(guó)能建等一批央企在海外承接的眾多水利水電項(xiàng)目，建設(shè)質(zhì)量良好，廣受贊譽(yù)，需要以此次事故為警示，加強(qiáng)管理，以確保所建設(shè)水利水電工程項(xiàng)目?jī)?yōu)質(zhì)、安全。

(本文主要技術(shù)數(shù)據(jù)來(lái)源于業(yè)主PNPC網(wǎng)站、歐盟聯(lián)合研究中心以及Power technology 等國(guó)外媒體發(fā)布的報(bào)告和報(bào)道，同時(shí)參考了國(guó)內(nèi)能源局大壩安全監(jiān)察中心、水利水電快報(bào)等的報(bào)道。在本文整理過(guò)程中，得到了中國(guó)電建集團(tuán)的大力支持，在此表示感謝!)