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        美國奧羅維爾大壩溢洪道事故及處置

        2018-03-27 14:49:17S.
        水利水電快報(bào) 2018年1期
        關(guān)鍵詞:亞特州長溢洪道

        [] S.

        1 事故發(fā)生過程

        2017年1~2月期間,風(fēng)暴襲擊了美國加利福尼亞州(以下簡稱加州),并帶來了強(qiáng)降雨。在全州范圍內(nèi),湖泊、河流和溪流水位陡漲導(dǎo)致洪水泛濫,大量河流(湖泊)超過最大蓄水量。受到風(fēng)暴的影響,巴特(Butte)縣奧羅維爾(Oroville)湖也面臨超過最大蓄水量的風(fēng)險(xiǎn)。奧羅維爾大壩是加州水資源計(jì)劃中規(guī)模最大的工程,為加州2/3的人口提供水資源,擋水建筑物為高235 m的奧羅維爾大壩,同時(shí)也是全美最高的大壩。

        根據(jù)降雨徑流預(yù)報(bào),2017年2月7日,主閘門溢洪道泄流量提升至1 543 m3/s,以降低水位。然而,加州水資源部(DWR)發(fā)現(xiàn)水流流態(tài)異常,因此暫停溢洪道泄流,以待進(jìn)一步的調(diào)查處理。然而工程師發(fā)現(xiàn),溢洪道混凝土泄槽底部的大部分區(qū)域已經(jīng)開始被水流侵蝕。

        發(fā)現(xiàn)問題之后,DWR立即與FERC以及其他大壩安全機(jī)構(gòu)展開磋商,在被侵蝕的溢洪道展開徑流試驗(yàn),監(jiān)測有可能進(jìn)一步發(fā)生的侵蝕,同時(shí)也做好了啟用緊急溢洪道的準(zhǔn)備(在奧羅維爾大壩過去48 a的歷史中,還沒有對(duì)該緊急溢洪道進(jìn)行過測試)。

        當(dāng)湖水位高于海平面275 m時(shí),將開啟緊急溢洪道,水流從混凝土堰自然溢流,并沿樹木繁茂的山坡順流而下,沖積物進(jìn)入菲澤(Feather)河。因此,DWR迅速行動(dòng),對(duì)山坡上的樹木進(jìn)行清理,盡可能減少?zèng)_入菲澤河的沖積物,同時(shí)對(duì)緊急溢洪道廊道進(jìn)行加固,盡可能避免損壞。

        DWR迅速做出保證:無論緊急溢洪道是否投入使用,奧羅維爾大壩壩體將不會(huì)受到威脅,公眾也不會(huì)面臨潛在風(fēng)險(xiǎn)。將盡力避免使用緊急溢洪道,避免沖積物在下游河道沉積。

        風(fēng)暴比之前預(yù)計(jì)得更猛烈,持續(xù)時(shí)間也更長。為了對(duì)水庫入流進(jìn)行合理調(diào)度,將損壞溢流道的泄洪量從1 133 m3/s提至1 840 m3/s。雖然泄洪量增大導(dǎo)致帶閘門溢洪道被進(jìn)一步?jīng)_刷,但DWR認(rèn)為不會(huì)對(duì)上游大壩壩體造成整體性損害。

        此外,DWR還試圖恢復(fù)海亞特(Hyatt)水電站的運(yùn)行。溢洪道損毀產(chǎn)生的碎片已經(jīng)在下游堆積,導(dǎo)致河水回流到了菲澤河的引水池,水位上升影響水電站運(yùn)行,故電站已停運(yùn)。如果海亞特水電站運(yùn)行恢復(fù),可增加368 m3/s 的泄洪量。

        盡管如此,2017年2月11日,緊急溢洪道還是首次投入使用。然而到2月22日,該溢洪道地基的侵蝕速度遠(yuǎn)快于預(yù)期。當(dāng)時(shí),加州水務(wù)官員確認(rèn)緊急溢洪道存在垮塌風(fēng)險(xiǎn)。一旦垮塌,會(huì)形成一個(gè)高9 m的“水墻”,造成災(zāi)難性洪水。為應(yīng)對(duì)緊急溢洪道垮塌的威脅,加州州長依法采取行動(dòng),下令執(zhí)行州應(yīng)急計(jì)劃。

        州長表示,在過去1 a加州遭受了十多次災(zāi)害,因此在應(yīng)對(duì)此次災(zāi)害威脅時(shí),財(cái)政上已經(jīng)捉襟見肘。他認(rèn)為,此次災(zāi)害極其嚴(yán)重且影響甚廣,需要持續(xù)有效的應(yīng)對(duì)處置,已經(jīng)超出了加州和地方政府的能力范圍,必需尋求聯(lián)邦政府的援助以保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

        巴提速特(Buttei Sutter)縣和尤巴(Yuba)縣約188 000名居民被迫立即撤離,DWR通過繼續(xù)降低奧羅維爾湖水位,緩解緊急溢洪道壓力,溢洪道泄流量增加到2 832 m3/s。幾小時(shí)后,水庫入庫流量減少,緊急溢洪道停止溢流。

        2月14日,隨著湖面水位持續(xù)下降,強(qiáng)制撤離令已修改為疏散警告。相關(guān)人員開始全天候工作,評(píng)估侵蝕損壞程度并清除溢洪道損毀產(chǎn)生的碎片。

        2月20日,湖水位已經(jīng)降至海拔259 m附近。2月27日,DWR停止被損毀溢洪道的泄流,以便挖掘機(jī)能更好地進(jìn)行碎片清理工作。

        雖然降雨還在持續(xù),但評(píng)估和清理工作并沒有受到顯著干擾,也沒有引起人們對(duì)湖泊水位的擔(dān)憂。DWR表示,他們將繼續(xù)密切監(jiān)測天氣預(yù)報(bào),

        在3月5日的新聞發(fā)布會(huì)上,DWR表示,在溢洪道暫停泄流的過程中,奧羅維爾湖的水位不會(huì)超過260 m,這比緊急溢洪道啟動(dòng)時(shí)的水位還要低12.5 m。

        接下來緊密開展相關(guān)清理、監(jiān)測和評(píng)估工作,并取得進(jìn)展。相關(guān)人員正在緊急溢洪道以下的區(qū)域、交通道路和其他受到緊急溢洪道徑流侵蝕的地區(qū)作業(yè)。在主溢洪道底部通道中,估計(jì)約有130萬m3的碎片,其中約 25.2萬m3已被清除。繼續(xù)疏浚有助于海亞特電廠恢復(fù)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。事實(shí)證明,碎片清理工作確實(shí)有助于降低溢洪道底部通道水位,并幫助電廠初步重啟發(fā)電。

        3月3日,有1臺(tái)水輪機(jī)組進(jìn)行了滿發(fā)運(yùn)行,為渠道開挖人員提供了關(guān)鍵反饋信息,同時(shí)也對(duì)水庫管理的短期和長期規(guī)劃提供了指導(dǎo)。然而,為了使挖掘機(jī)更好地清理碎片,3月4日水輪機(jī)關(guān)閉。該電站重啟后,水庫又多了一種泄流途徑。完全運(yùn)行后,發(fā)電產(chǎn)生的泄流量可達(dá)368 m3/s,可以對(duì)水庫入庫出庫流量進(jìn)行調(diào)度。DWR密切監(jiān)測大壩、溢洪道、海亞特電站的狀態(tài)和維修活動(dòng)的進(jìn)展。

        2 啟 示

        極端天氣對(duì)加州的道路、橋梁和防洪系統(tǒng)的壓力越來越大,在奧羅維爾大壩事件發(fā)生之后,州長宣布實(shí)施一系列緊急和長期措施,以加強(qiáng)大壩安全和防洪,并致力于修復(fù)州內(nèi)老化的水利基礎(chǔ)設(shè)施。

        加強(qiáng)大壩安全和防洪的4點(diǎn)計(jì)劃包括:

        (1) 投入 4.37億美元進(jìn)行短期防洪和應(yīng)急措施建設(shè),其中,從共同基金(General Fund)中出資5 000萬美元,并盡快向立法機(jī)關(guān)申請(qǐng)撥款 3.87億美元。

        (2) 要求為州內(nèi)所有大壩制定緊急行動(dòng)計(jì)劃和洪水淹沒地圖。

        (3) 加強(qiáng)對(duì)加州所有大壩的檢查。

        (4) 尋求聯(lián)邦政府的立即監(jiān)管,增加聯(lián)邦政府的資金投入,用以加強(qiáng)大壩的安全性。

        然而,加州州長表示,即使措施均得以執(zhí)行,加州在洪水管理基礎(chǔ)設(shè)施方面仍有近50億美元的資金缺口。

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