大壩失事規(guī)律統(tǒng)計(jì)分析

黃夢(mèng)婧

(安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 231603)

目前，我國(guó)共有各類(lèi)水庫(kù)大壩9.8萬(wàn)余座，在防洪、發(fā)電、灌溉、生態(tài)環(huán)境改善等方面具有重要的作用，同時(shí)帶來(lái)顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益，是我國(guó)防洪安全工程體系與水利基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。但是，大壩在發(fā)揮效益的同時(shí)也存在潛在的風(fēng)險(xiǎn)[1]。例如，1975年，河南省受到臺(tái)風(fēng)“蓮娜”影響，因臺(tái)風(fēng)引發(fā)暴雨導(dǎo)致特大洪水，板橋和石漫灘等60余座水庫(kù)大壩潰壩，造成巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失，直接經(jīng)濟(jì)損失近百億元[2]。這個(gè)實(shí)例足以證明大壩失事后果的嚴(yán)重性，大壩安全是目前我國(guó)水利工程管理面臨的重要問(wèn)題，因此，分析研究大壩失事規(guī)律具有重要意義。

據(jù)水利部《第一次全國(guó)水利普查公報(bào)》[3]統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)有水庫(kù)98002座，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1954～2012年間，我國(guó)大壩潰壩3520座，年均60座[4]，現(xiàn)對(duì)大壩潰壩年份、潰壩分布、壩型和潰壩原因進(jìn)行深入分析。

1 年份統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)1954 ～2012年潰壩情況分階段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖1所示。

結(jié)果顯示，1971 ～1980年為潰壩高峰期，該階段潰壩數(shù)占總潰壩數(shù)57.9%，其中，1973 ～1975年，潰壩554座，此時(shí)國(guó)內(nèi)水利工程建設(shè)管理水平較低，科學(xué)技術(shù)水平低下，工程資料短缺，同時(shí)受到經(jīng)濟(jì)條件和通訊條件限制，出現(xiàn)險(xiǎn)情難以及時(shí)排除。此外，1961 ～1970年潰壩數(shù)量也較多，占總潰壩數(shù)16.78%，其中，1959 ～1961年潰壩507座，此時(shí)，國(guó)內(nèi)正處于 “三年自然災(zāi)害”和“大躍進(jìn)”的特殊時(shí)期，水利工程的超標(biāo)準(zhǔn)、超規(guī)范運(yùn)行，導(dǎo)致潰壩數(shù)量的劇增。改革開(kāi)放以來(lái)，國(guó)家加強(qiáng)了對(duì)水利工程的建設(shè)和管理工作。1980年開(kāi)始，潰壩數(shù)量明顯減少，2000年后，年均潰壩5座，年均潰壩率為0.0051%，已低于世界平均水平，其中，中東部地區(qū)已達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家水平。

圖1 不同年代不同類(lèi)型潰壩數(shù)量統(tǒng)計(jì)圖

除此外還可看出，小(2)型水庫(kù)潰壩數(shù)目最多，小型水庫(kù)占總潰壩數(shù)95%以上。大型水庫(kù)僅有2座潰壩，即1975年河南特大洪水造成的板橋水庫(kù)和石漫灘水庫(kù)。

2 區(qū)域分布統(tǒng)計(jì)分析

按潰壩所屬省份對(duì)潰壩分布情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，其結(jié)果分別如圖2與圖3所示。

圖2 潰壩數(shù)量前20位省份統(tǒng)計(jì)圖

圖3 潰壩率前20位省份統(tǒng)計(jì)圖

由圖2可見(jiàn)，在1954 ～2012年間，潰壩數(shù)量多的省份依次為四川省、山西省、湖南省，其中，四川省潰壩數(shù)量最多，已達(dá)到400座，占全國(guó)潰壩總量的11.32%，潰壩事故多發(fā)在山區(qū)水庫(kù)大壩，平原水庫(kù)潰壩數(shù)量相對(duì)較少。

由圖3可見(jiàn)，潰壩率位于前3位的省份分別為山西省、甘肅省、新疆維吾爾族自治區(qū)，潰壩率均超過(guò)25%，從地域特點(diǎn)來(lái)看，這些省份降雨相對(duì)較少，水庫(kù)總數(shù)不多，但潰壩率卻相對(duì)較高，進(jìn)一步分析可發(fā)現(xiàn)，這部分地區(qū)筑壩材料黏粒含量低，抗?jié)B和抗沖能力差，造成大壩防洪和抗?jié)B條件較差，導(dǎo)致潰壩率偏高。

3 壩型統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)潰壩壩型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，各類(lèi)壩型所占潰壩總數(shù)的比例如表1所列。

由表1可見(jiàn)，潰壩壩型主要為土壩，潰壩數(shù)量占總潰壩數(shù)的93%，混凝土壩、漿砌石壩、堆石壩潰壩數(shù)僅占2.25%。

對(duì)土壩進(jìn)行細(xì)化分類(lèi)，分為均質(zhì)土壩、粘土心墻壩、粘土斜墻壩、土石混合壩，該類(lèi)壩型潰壩所占比例如表2所列。

表1 各類(lèi)壩型潰壩比例統(tǒng)計(jì)

表2 土壩各類(lèi)壩型潰壩比例統(tǒng)計(jì)表

由表2可見(jiàn)，均質(zhì)土壩潰壩數(shù)量最多，占潰壩總數(shù)的85.85%，占土壩潰壩總數(shù)的92.31%，土壩的其它類(lèi)型僅占總潰壩數(shù)的7.17%。雖然其它壩型潰壩數(shù)量較少，但仍需重視潰壩事故發(fā)生的可能。

4 潰壩原因統(tǒng)計(jì)分析

潰壩是多種原因綜合造成的結(jié)果，對(duì)潰壩原因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，分析結(jié)果如表3所列。

表3 潰壩原因統(tǒng)計(jì)

由表3可見(jiàn)，漫頂為我國(guó)潰壩的主要原因，包括泄洪能力不足，超標(biāo)準(zhǔn)洪水等，占潰壩總數(shù)的51.3%，其中，泄洪能力不足占38.7%，超標(biāo)洪水占12.6%。此外，因質(zhì)量問(wèn)題造成潰壩占潰壩總數(shù)的37.38%，其中壩基壩體滲流破壞所占比例最大，約占18%，其它質(zhì)量原因按潰壩率大小依次為溢洪道破壞、涵洞破壞、壩體滑坡。大壩的管理不當(dāng)也是造成潰壩的重要原因之一，占潰壩總數(shù)的4.83%。其它原因造成的潰壩占6.57%，包括溢洪道堵塞，工程布置不當(dāng)?shù)取?/p>

5 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)國(guó)內(nèi)大量潰壩資料進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，針對(duì)大壩失事的年份、區(qū)域分布、壩型和潰壩原因進(jìn)行了分析，得出大壩潰壩的失事規(guī)律，可為水利工程安全管理、風(fēng)險(xiǎn)分析等方面提供數(shù)據(jù)參考。