張 毅，李 季，王雪梅

（黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司，青海西寧，810008）

黃河上游水電工程地質(zhì)災(zāi)害隱患排查分級(jí)及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控管理

張 毅，李 季，王雪梅

（黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司，青海西寧，810008）

水電工程地質(zhì)災(zāi)害具有隱蔽性、突發(fā)性、不可預(yù)見性等顯著特點(diǎn)，失事關(guān)系到水電站大壩安全和下游人民生命財(cái)產(chǎn)安全。結(jié)合黃河上游水電工程地質(zhì)災(zāi)害隱患排查與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及預(yù)控工作，介紹了水電工程地質(zhì)災(zāi)害隱患風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)預(yù)控的方法及其應(yīng)用成效，可供其他水電工程借鑒和參考。

水電工程；地質(zhì)災(zāi)害；風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控

0 引言

水電工程是集中水流的落差形成水頭，匯集、調(diào)節(jié)水流的流量，將集中的水能轉(zhuǎn)換為電能的綜合工程設(shè)施。為了充分利用水能，水電工程的選址通常都在地勢(shì)陡峻的高山峽谷，地質(zhì)條件復(fù)雜。古河床是在水流長期沖刷河道，河床下切后形成的，兩岸岸坡陡峻、地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育、裸露巖體裂隙風(fēng)化明顯是壩址區(qū)的普遍特點(diǎn)，加之工程施工時(shí)對(duì)自然地質(zhì)的人為擾動(dòng)等原因，導(dǎo)致大多數(shù)水電工程都是地質(zhì)災(zāi)害的高發(fā)區(qū)。國內(nèi)外水電工程史上，多座水電站（水庫）曾發(fā)生過因地質(zhì)災(zāi)害引發(fā)的重大事故。1963年意大利瓦依昂水庫壩前滑坡造成涌浪翻壩，造成下游人民生命和財(cái)產(chǎn)的重大損失。2012年6月27日，四川白鶴灘水電站前期工程施工區(qū)遭受局部特大暴雨襲擊，引發(fā)山洪泥石流災(zāi)害，造成施工人員及家屬共38人失蹤、3人遇難的重大人員傷亡事件，經(jīng)濟(jì)損失巨大。2016年5月8日，因強(qiáng)降雨導(dǎo)致福建省泰寧縣池潭水電站周邊發(fā)生自然災(zāi)害，致使中電建集團(tuán)公司第十二工程局、第十六工程局生活營地被掩埋，造成35人死亡的重大人員傷亡事件，教訓(xùn)深刻。

2004年開始實(shí)施的國家《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》[1]規(guī)定：“地質(zhì)災(zāi)害是指由自然因素或者人為活動(dòng)引發(fā)的危害人民生命和財(cái)產(chǎn)安全的山體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等與地質(zhì)作用有關(guān)的災(zāi)害。同時(shí)根據(jù)人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失的大小，將地質(zhì)災(zāi)害分為特大型、大型、中型和小型四個(gè)等級(jí)?！彼姽こ逃绊懛秶鷱V，工程區(qū)域內(nèi)面臨的地質(zhì)現(xiàn)象眾多，項(xiàng)目施工涉及大規(guī)模開挖、填筑等動(dòng)土作業(yè)，工程蓄水造成庫區(qū)水位和地下水位抬升以及下游河流流態(tài)改變，水電站運(yùn)行造成庫水位頻繁變動(dòng)，因此水電工程施工和運(yùn)行期幾乎都會(huì)遭遇滑坡、巖體崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害和由地下工程開挖、邊坡開挖爆破、堆載、棄土、浸水等引發(fā)的塌方、滑坡等人為地質(zhì)災(zāi)害。根據(jù)水電工程的特點(diǎn)，對(duì)水電地質(zhì)災(zāi)害隱患風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行排查和分級(jí)，可以有效預(yù)防和控制地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，是水電工程建設(shè)及運(yùn)行管理的重要課題之一。筆者提出對(duì)水電工程地質(zhì)災(zāi)害隱患風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行事前排查分級(jí)，按照輕重緩急，采取不同措施加以應(yīng)對(duì)。排查分級(jí)方法在黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司（簡(jiǎn)稱黃河公司）水電地質(zhì)災(zāi)害隱患防治工作中得到了有效應(yīng)用，具有一定的工程實(shí)際意義。

1 黃河上游水電工程概況

黃河上游河段擁有世界上水電蓄能最大的電站群。龍羊峽至青銅峽河段全長918 km，落差1 324 m，規(guī)劃建設(shè)大中型水電站25座，總裝機(jī)容量1 701萬kW，年發(fā)電量593億kW·h。目前，已投產(chǎn)電站21座，總裝機(jī)容量1 351萬kW。

黃河公司擁有黃河干流龍羊峽、拉西瓦、李家峽、公伯峽、積石峽等10座大中型運(yùn)行水電站，總裝機(jī)容量1 076.90萬kW。在建的羊曲、茨哈峽水電站處于前期準(zhǔn)備階段。龍羊峽水電站水庫總庫容274.19億m3，是黃河上最大的水庫，對(duì)全流域水量調(diào)節(jié)發(fā)揮了巨大作用；拉西瓦水電站設(shè)計(jì)裝機(jī)容量420萬kW（一期實(shí)際裝機(jī)容量350萬kW），是黃河流域大壩最高、單機(jī)容量和總裝機(jī)容量最大的水電站。黃河公司已完成大壩安全注冊(cè)和定檢的龍羊峽等8座水電站大壩注冊(cè)等級(jí)均為甲級(jí)，定檢結(jié)論均為正常壩。各水電站大壩運(yùn)行性態(tài)正常。

2 黃河上游水電工程地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)與風(fēng)險(xiǎn)分析

2.1 黃河上游水電工程地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)

黃河上游地區(qū)是中國地質(zhì)災(zāi)害特別發(fā)育的地區(qū)之一。黃河上游水電工程大多位于深山峽谷中，且地處高海拔和高地震烈度區(qū)，高壩大庫居多，普遍具有工程壩址地質(zhì)條件復(fù)雜和壩區(qū)兩岸邊坡巖體破碎等特征。本地區(qū)水電工程地質(zhì)災(zāi)害主要形式為山體滑坡、崩塌、落石、泥石流、水庫岸坡滑坡和坍塌、下游河道塌岸及岸坡失穩(wěn)、地下工程圍巖失穩(wěn)，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分為五類。本地區(qū)水電工程近壩區(qū)山體滑坡均具有治理工程量巨大、資金投入費(fèi)用高且難以徹底治理等特點(diǎn)。

2.2 黃河上游水電工程地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析

2.2.1山體滑坡、崩塌及落石風(fēng)險(xiǎn)

水電工程樞紐及施工區(qū)域的自然和人工邊坡受施工和生產(chǎn)活動(dòng)的影響，穩(wěn)定性降低，出現(xiàn)滑坡、崩塌及落石危險(xiǎn)，對(duì)樞紐建筑物和施工場(chǎng)地造成威脅。

2.2.2泥石流風(fēng)險(xiǎn)

水電工程區(qū)域內(nèi)及附近存在天然的泥石流溝，或者工程棄渣場(chǎng)布置和施工不合理，在暴雨和其他因素作用下，會(huì)引發(fā)泥石流災(zāi)害，危及施工場(chǎng)地、水電站設(shè)施和電站運(yùn)行人員的生產(chǎn)生活安全。

2.2.3水庫岸坡滑坡和坍塌風(fēng)險(xiǎn)

水電工程蓄水后，隨著庫水位的上升，水庫庫岸邊坡的地下水位發(fā)生變化，導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定條件變化，一些原本穩(wěn)定的邊坡可能喪失穩(wěn)定，已經(jīng)穩(wěn)定的古滑坡可能重新滑動(dòng)，近壩庫岸邊坡失穩(wěn)可能會(huì)直接危及樞紐安全，滑坡造成的水庫涌浪會(huì)沖擊樞紐建筑物，危及樞紐和電站運(yùn)行安全。

2.2.4下游河道塌岸及岸坡失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)

水電站建成運(yùn)行后，泄洪可能沖刷下游緊鄰的邊坡，泄洪形成的局部暴雨，均可能影響邊坡穩(wěn)定，產(chǎn)生塌岸，堵塞河道。

2.2.5地下工程圍巖失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)

水電地下工程施工過程中，可能遭遇不良地質(zhì)條件，如處理不當(dāng)則容易引發(fā)坍塌等事故，危及施工人員和設(shè)備安全。

3 水電工程地質(zhì)災(zāi)害隱患排查分級(jí)方法

水電工程地質(zhì)災(zāi)害種類多，情況復(fù)雜，不同階段對(duì)項(xiàng)目的影響和防治工作重點(diǎn)也不相同。因此，對(duì)水電工程地質(zhì)災(zāi)害隱患應(yīng)按不同階段進(jìn)行分級(jí)。黃河公司依據(jù)原中國電力投資集團(tuán)公司水電地質(zhì)災(zāi)害隱患管理工作指導(dǎo)意見[2]，對(duì)水電工程地質(zhì)災(zāi)害隱患按照工程建設(shè)階段和水電站運(yùn)行階段分級(jí)，采用方法如下。

（1）按災(zāi)害危害程度分為嚴(yán)重、中等、輕微三個(gè)等級(jí)。具體判斷和依據(jù)見表1。

（2）按失事風(fēng)險(xiǎn)水平分為高、中、低三個(gè)等級(jí)。具體判斷和依據(jù)見表2。

（3）綜合失事危害程度和失事風(fēng)險(xiǎn)水平兩個(gè)因素，將水電地質(zhì)災(zāi)害隱患分為四級(jí)進(jìn)行管理。具體判斷和依據(jù)見表3。

表1 失事危害程度表Table 1 Failure harm

表2 失事風(fēng)險(xiǎn)水平表Table 2 Failure risk level

表3 水電地質(zhì)災(zāi)害隱患分級(jí)表Table 3 Classification of geological hazards for hydropower projects

4 黃河上游水電工程地質(zhì)災(zāi)害隱患風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控管理措施

黃河公司對(duì)管理的黃河干流和大通河支流上16座運(yùn)行水電站和2座在建的茨哈峽、羊曲工程開展了地質(zhì)災(zāi)害隱患排查，共查出地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)37處。根據(jù)表3分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其中較大的（Ⅱ級(jí)）地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)4處，分別是龍羊峽水電站近壩庫岸6號(hào)、7號(hào)滑坡體、拉西瓦水電站壩前果卜岸坡變形體、李家峽水電站庫區(qū)李坎公路滑坡群、公伯峽水電站庫區(qū)古什群右岸傾倒體；Ⅲ級(jí)災(zāi)害隱患點(diǎn)1處；Ⅳ級(jí)災(zāi)害隱患點(diǎn)32處。黃河公司所管水電站較大（Ⅱ級(jí)）水電工程地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)基本情況[3]見表4。

黃河公司針對(duì)排查出的水電工程地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)，采取了以下應(yīng)對(duì)措施：

（1）水電站管理單位在災(zāi)害隱患點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立了漢語和少數(shù)民族語言的雙語警示標(biāo)牌，建立了地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)管理臺(tái)賬，開展了監(jiān)測(cè)分析和預(yù)警，并制定了切實(shí)可行的處理措施和應(yīng)急預(yù)案。汛期加強(qiáng)巡查，確保電站運(yùn)營以及周邊群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。對(duì)水庫庫區(qū)存在滑坡塌岸等地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的，公司要求水電站管理單位與當(dāng)?shù)卣⒖煽康穆?lián)動(dòng)機(jī)制，提高災(zāi)害防范和搶險(xiǎn)能力。

（2）對(duì)于較大（Ⅱ級(jí)）水電工程地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)，公司要求水電站管理單位建立詳細(xì)的檔案資料，應(yīng)包括但不限于：隱患點(diǎn)地質(zhì)災(zāi)害類型、規(guī)模、可能的危害，與樞紐建筑物的位置關(guān)系，照片、平面圖，觀測(cè)點(diǎn)及觀測(cè)道路布置圖，治理方案及相應(yīng)布置圖等內(nèi)容。同時(shí)加強(qiáng)觀測(cè)和巡視工作，每月25日前編制上報(bào)Ⅱ級(jí)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)觀測(cè)分析報(bào)告。所報(bào)材料中應(yīng)包括但不限于：水庫運(yùn)行水位及變化，各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)觀測(cè)值、變化量及變化趨勢(shì)，隱患點(diǎn)安全穩(wěn)定情況的預(yù)測(cè)分析等。一旦監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)異常，須及時(shí)上報(bào)公司。根據(jù)各地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的不同特點(diǎn)，制定了相應(yīng)的隱患治理和災(zāi)害防治措施、處置措施方案。水電站管理單位均建立健全了應(yīng)急管理組織機(jī)構(gòu)和兼職應(yīng)急救援隊(duì)伍。

表4 黃河公司水電站較大（Ⅱ級(jí)）水電工程地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)情況表Table 4 Existing geologicalhazards of large hydropower projects on upper section of Yellow river

（3）對(duì)于災(zāi)害隱患突出、工程治理?xiàng)l件較好的李家峽李坎公路滑坡群隱患點(diǎn)，公司安排水電站管理單位開展了李家峽李坎公路滑坡群穩(wěn)定性和危害評(píng)估工作。

（4）公司運(yùn)行水電站管理單位每年定期開展汛前和汛后安全檢查，對(duì)站區(qū)范圍和近壩區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患進(jìn)行排查，重點(diǎn)關(guān)注庫水位變動(dòng)、泄洪排沙、地震等可能誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的情況，提前采取防范措施，避免災(zāi)害發(fā)生或降低災(zāi)害損失。汛期加強(qiáng)巡查，加大不良地質(zhì)體的監(jiān)測(cè)頻次，加強(qiáng)雨情汛情觀測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除地質(zhì)災(zāi)害隱患。

（5）公司在建工程按照工程前期、建設(shè)施工、生產(chǎn)運(yùn)行初期等不同階段，有重點(diǎn)、有針對(duì)性地采取不同的防控措施。對(duì)已查明的羊曲水電站左岸壩前1號(hào)和3號(hào)松動(dòng)體、茨哈峽水電站預(yù)可研階段在規(guī)劃壩址區(qū)發(fā)現(xiàn)的十余處由各類不穩(wěn)定巖體組成的規(guī)模較大的滑坡群等地質(zhì)災(zāi)害隱患，建立了跟蹤排查長效機(jī)制。重點(diǎn)關(guān)注特殊事件可能導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害，制定專項(xiàng)措施。加強(qiáng)工程安全監(jiān)測(cè)設(shè)施，及時(shí)掌握隱患動(dòng)態(tài)。

5 結(jié)語

水電工程地質(zhì)災(zāi)害隱患分級(jí)和防治是水電工程管理的重要工作。水電工程地質(zhì)災(zāi)害隱患往往規(guī)模較大，徹底治理的投入和難度很大，從投資效益、工期等綜合因素考慮，在確保安全的前提下準(zhǔn)確、合理地把握防治的時(shí)機(jī)和范圍相對(duì)是最佳選擇，也是水電工程地質(zhì)災(zāi)害防治需不斷探索的課題。筆者研究提出的水電工程地質(zhì)災(zāi)害隱患分級(jí)方法，是綜合失事危害程度和失事風(fēng)險(xiǎn)水平兩個(gè)因素，將水電工程地質(zhì)災(zāi)害隱患分為四級(jí)進(jìn)行管理，解決了水電工程地質(zhì)災(zāi)害隱患科學(xué)預(yù)防和按照輕重緩急區(qū)別不同等級(jí)而采取不同措施加以應(yīng)對(duì)的難題，對(duì)國內(nèi)水電工程地質(zhì)災(zāi)害隱患分級(jí)和防治具有指導(dǎo)和借鑒意義。

在多年水電工程建設(shè)及生產(chǎn)運(yùn)行管理過程中，黃河公司高度重視地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防與防治工作，努力避免和有效降低因?yàn)?zāi)害造成的人員及財(cái)產(chǎn)損失，取得了顯著成效，未發(fā)生危及大壩運(yùn)行安全和電站安全生產(chǎn)的責(zé)任性事件。監(jiān)測(cè)和巡視檢查表明，公司大部分水電工程地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)處于穩(wěn)定狀態(tài)。

[1]中華人民共和國國務(wù)院.地質(zhì)災(zāi)害防治條例[S].2003.

[2]中國電力投資集團(tuán)公司.水電地質(zhì)災(zāi)害隱患管理工作指導(dǎo)意見[Z].2013.

[3]張毅.黃河公司水電地質(zhì)災(zāi)害隱患分級(jí)與排查情況報(bào)告[R].2015.

作者郵箱：zhyygx@163.com

Investigation and classification of geologic hazards and risk control and management for hydro?power projects on upper section of Yellow river

by ZHANG Yi,LI Ji and WANG Xue-mei Yellow Riv?er Upstream Hydropower Development Co.,Ltd.

Geological hazards of hydropower projects are hidden,sudden and unpredictable.Failures would exertharmful influence on dam safety and people downstream.Combined with the investigation and evaluation ofgeologic hazards ofhydropowerprojects on upper section of Yellow river,the paper in?troduces the classification of existing geologic hazards.Moreover,the risk control and management as wellas the effectobtained are presented,forreference.

hydropowerproject;geologicaldisaster;risk control

TV697

A

1671-1092（2017）01-0007-05

2017-01-10

張 毅（1966-），男，回族，江蘇常州人，高級(jí)工程師，長期從事水電站大壩運(yùn)行安全管理工作。