金沙江上游水電站應對白格堰塞湖災害的措施及經驗

（華電金沙江上游水電開發有限公司，四川省成都市，610041）

0 引言

堰塞湖是指山崩、泥石流或熔巖堵塞河谷或河床，儲水到一定程度形成的湖泊。當堰塞湖構體受到沖刷、侵蝕、溶解、崩塌等作用，堰塞湖便會出現溢壩，最終會因為堰塞湖構體處于極差地質狀況，演變為潰堰而瞬間發生山洪暴發的洪災，對下游地區有著毀滅性破壞。對于發生在大江大河上的堰塞湖，由于河道流量較大，因此蓄水更快，從發生到潰堰時間更短，潰堰時能量更大，造成的破壞力更強[1][2]。

2018年10月11 日和11月3日，西藏自治區昌都市江達縣金沙江上游右岸白格村兩次發生山體滑坡，造成金沙江斷流并形成“10·11”和“11·03”白格堰塞湖，給金沙江上游沿岸人民生產生活設施造成超過百億元的巨大經濟損失和安全威脅。在相關部委、地方政府、相關企業和沿江民眾的共同努力下，采取系列有效措施科學有序應對，尤其是對“11·03”白格堰塞湖采取了開挖泄流槽的人工干預措施，做到了人員無傷亡、財產少損失、險情早排除。華電金沙江上游水電開發有限公司（簡稱華電金上公司）組織所屬企業及參建單位快速響應，成功應對，最大限度減輕了對金沙江上游在建的葉巴灘、拉哇、巴塘、蘇洼龍等水電站的災害損失和后續影響。

1 白格堰塞湖發生及潰決中對各在建電站的損毀

2018年10月11 日凌晨，白格滑坡體發生山體滑坡，導致金沙江斷流形成“10·11”白格堰塞湖。堰塞體主要由強風化的片麻巖高位垮塌碰撞形成的塊碎石土組成，順河向長約1500m，橫河寬約500m，堰塞體主體部位平均高70m，最大蓄水量約2.9億m3。白格堰塞湖在經過2天的壅水后自然潰決，潰口洪峰達到10000m3/s以上，處于其下游的葉巴灘、拉哇、巴塘和蘇洼龍等四個在建水電站遭遇洪峰流量7300～7800m3/s，超過百年一遇洪水。

“10·11”白格堰塞湖災害導致堰塞湖上游波羅水文站、金沙江支流藏曲河水文站被堰塞湖壅水淹沒，波羅電站進場公路因浸泡垮塌損毀約4km。葉巴灘電站左右岸導流洞被動進水，沿江低線施工營地沖毀，2座跨江索道橋橋臺基礎淘腳脫空，發生沉降變形，沿江低線公路路基部分沖刷損毀。拉哇電站兩岸公路交通設施擋墻、路基沖毀，臨江布置的拌和系統、砂石加工系統和生產生活設施被沖毀。巴塘電站1座渣場擋墻基礎和鋼筋石籠防護設施被沖毀，2座跨江索道橋橋臺基礎沖毀嚴重。蘇洼龍電站永久大橋基礎被沖刷，1座索橋橋臺基礎局部垮塌，上游圍堰堰面出現3條裂縫，1座渣場邊坡鋼筋石籠防護設施被損壞。洪水經蘇洼龍電站上游圍堰庫容調節后最大下泄5700m3/s，對其下游地區未造成損害。

11月3日17 ：00左右，白格滑坡體再次塌方形成“11·03”白格堰塞湖?；麦w垮塌方量約200萬m3，加上上次遺留于金沙江河床的800萬m3，堰塞體合計1000萬m3，堰頂龍口寬度195m、順江長度273m，堰頂埡口高程約EL.2966m，較“10·11”白格堰塞湖高出35m，總庫容約7.75億m3。在采取開挖泄流槽的人工干預措施后，11月12日泄流槽開始過流，11月13日18：20堰塞體潰口流量達到33900m3/s，金沙江上游在建的葉巴灘、拉哇、巴塘和蘇洼龍電站遭遇洪峰流量達28300～19800m3/s，超過萬年一遇洪水標準[3][4]。

“11·03”白格堰塞湖災害導致波羅電站進場公路路基損壞12.8km，2處邊坡出現垮塌。葉巴灘電站左右岸導流洞再次遭遇洪水沖刷，截流道路和9km進場公路路面和擋護設施全部損毀，沿線供電、供風、照明設施全部損毀，沿線臨時包括鋼筋加工場、臨時營地和環保設施全部損毀，沿線水情測報系統被毀，1座在建永久大橋橋基、橋鋼拱架和附屬設施全部損毀，2座跨江索橋全部損毀，1座炸藥庫損毀。拉哇電站2個隧洞江水倒灌，淤積嚴重，1.5km路基垮塌，拉哇溝工區和4號洞洞口2個工區設備、砂石混凝土系統設備和場地設備設施全部沖毀，1座跨江索橋沖毀。巴塘電站3km道路路基和擋護設施損壞嚴重，2座渣場沿江擋墻損毀，場內2座索橋沖毀，1座變電站基礎擋墻沖毀，1座炸藥庫損毀。蘇洼龍電站上下游圍堰全部沖毀，基坑過水，大壩防滲墻和振沖樁受損，1座瀝青拌和系統被沖毀，場內2座索橋橋臺邊坡沖刷嚴重，基本失去使用功能，2座渣場擋護設施嚴重沖毀，引水隧洞下支洞進水淤積嚴重，下游護岸工程被嚴重沖毀。

兩次白格堰塞湖造成的各電站直接經濟損失達5億元以上。

圖1 “11·03”白格堰塞湖潰堰金沙江上游各站址流量過程圖Figure 1 The riverflow process diagram of hydropower stations in the 11.03 baige barrier lake

2 金沙江上游各電站應急處置措施

險情發生后，位于白格堰塞湖下游的葉巴灘、拉哇、巴塘和蘇洼龍四級在建水電站面臨嚴重的施工人員及設備安全威脅和工程局部損毀風險。華電金上公司快速響應，采取有效避讓、主動干預、恢復生產等措施，最大限度降低了工程可能的損失。

2.1 快速啟動應急響應機制

華電集團及金上公司第一時間啟動Ⅰ級應急響應，成立應急搶險指揮機構并派負責人親赴現場指揮，停止現場施工作業，安排了現場人員和機具安全有序撤離，及時研判險情和部署搶險工作。各項目單位與沿江兩岸地方政府成立前線應急搶險救援指揮部，密切配合、有條不紊開展搶險工作。各級應急搶險指揮部辦公室24小時值班，搜集現場資料，做好險情信息報送工作。

2.2 科學有效采取避讓和防護措施

（1）對金沙江上游河道水情信息測量報送加密到1h 1次；

（2）快速安排進行堰塞體相關數據的測量；

（3）安排停止施工作業，快速撤離現場人員、可移動的機具和設備等；

（4）組織流域各電站設計單位分析各種工況下潰決洪水演變，為采取工程防護措施提供依據；

（5）有序拆除低高程部分臨時設施，對部分重要臨時設施進行保護等。

在“10·11”事件中，蘇洼龍電站根據潰堰洪水計算接近堰頂主程但不會漫堰的結論進行了對上游圍堰加高3m的工程保障措施。在“11·03”事件中，對各工程項目重點部位進行排查、梳理，制定了44項工程措施，包括跨江橋梁提前拆除，沿江低線公路隧洞封堵，臨江大型設備提前拆除和加固，葉巴灘電站左右岸導流洞提前灌入江水等工程措施，以減少災害損失，對蘇洼龍電站上、下游圍堰進行主動破口，降低洪峰流量，減輕對下游的不利影響。

圖2 蘇洼龍電站圍堰主動破口應對“11·03”白格堰塞湖洪峰Figure 2 The cofferdam of Suwallong hydropower station actively break in response to the flood peak of“11·03 ”Baige barrier lake

2.3 堅決果斷地采取“人工干預”措施

第二次堰塞湖發生后，經過計算，如不盡快采取干預措施，堰塞湖最終蓄水量將達到7.75億m3。華電金上公司及相關設計院充分意識到事態嚴峻性，及時向國家有關部委、兩省區政府匯報，提出人工干預的建議及相應措施。11月5日國家應急管理部同意對堰塞體采取開挖泄流槽引流人工干預方案。華電金上公司立即就近組織葉巴灘電站的施工設備奔赴現場，組織挖掘機12臺，裝載機5臺，空壓機5臺，于8日10：00打通至堰塞體的施工通道，10日8：00完成泄流槽開挖，泄流槽長220m，頂寬42m，底寬3m，最大深度15m，底部高程2952.52m，開挖土石約2.6萬m3，11月12日泄流槽開始過流，11月13日18：20堰塞體潰口潰口最大流量33900m3/s。此次人工干預將潰堰水頭降低13.5m，蓄水量減少約2.16億m3，洪峰流量較自然潰堰減少約30%，同時通過主動對蘇洼龍水電站的上下游圍堰進行破口拆除，減輕了對下游的損失程度[5][6]。

3 快速恢復生產，降低災害損失

災情過后，華電金上公司及所屬企業考慮各電站當時的交通條件、關鍵項目工期安排及后續功能等快速制定了災后復建方案，以橋梁、受損的交通、渣場、砂石混凝土系統、蘇洼龍電站圍堰、大壩及廠房基坑等為重點，高效開展生產恢復，于2019年5月底各電站全面恢復到正常施工狀態；同時根據各電站受損情況及災后復建的難易程度，合理評估對后續建設項目影響，科學調整各電站里程碑節點目標，蘇洼龍電站首臺機組發電時間由2020年12月調整至2021年7月，葉巴灘電站通過調整圍堰為“兩期建設，一期過水圍堰”型式，截流時間由2018年11月底推遲到2019年3月底，首臺機組發電時間由2025年7月推遲到2025年12月，巴塘電站和拉哇電站正在進行籌建期施工可以通過施工組織措施減輕所受的影響。同時通過保險理賠獲得了3億多元賠償。通過上述綜合措施，將各電站直接損失降低至1億元左右，發電工期影響控制在半年左右。

4 大力推動滑坡體后續處置，消除或降低安全隱患

“11·03”白格堰塞體潰堰后，金沙江形成略偏向右岸的長約800m，底寬100～160m的泄流槽；左岸（四川側）殘留堰塞體長約800m，寬150～250m，高20～120m，體積約800萬m3；右岸（西藏側）河床存在部分堰塞體，滑坡體槽內及上下游側壁殘留約30萬m3松散塊碎石，滑坡后緣及上下游側壁還存在K1、K2、K3 三個區變形破壞危險體，合計超過340萬m3，且變形仍以每日4mm左右持續，存在再次失穩形成與“11·03”規模相當的大型堰塞湖災害的風險。

為防止白格滑坡體再次垮塌堵江成災，降低對金沙江上游在建電站的安全威脅，華電金上公司積極推進白格滑坡體和殘留體后續處置工作。一是配合地方政府，于2019年3月底組織將則巴村到堰塞體道路改擴建完成，路面寬度6m，具備大型設備快速上堰干預條件。二是委托設計院研究編制了《金沙江白格堰塞湖與白格滑坡綜合處置規劃設計》，該報告分析了堰塞湖的當前情況，有可能再次垮塌形成大規模堰塞湖，提出了左岸河床殘留堰塞體清理和右岸滑坡體后續處理建議方案。三是積極向四川、西藏兩?。▍^）、國家相關部委匯報，推動開展后續處置工作。2019年5月底，四川省人民政府啟動了左岸殘留體清理工作，按照“將堰塞體殘體靠近河道側不小于40m范圍內且EL.2920m以上的殘留體全部清除”方案實施，7月中旬共計完成清理248萬m3，騰出了河道空間，從而降低堰塞壩頂高程及潰堰洪水的洪峰流量。2019年6月5日，西藏自治區人民政府啟動右岸滑坡殘留體應急處置工作，按照“頂部削坡+邊坡截排水”方案實施，9月16日應急處置工作完成，總計完成K1塊體削坡39.7萬m3，K2塊體削坡15.1萬m3，裂隙封填1200m，排水溝850m，提高了相應變形體尤其是K1區的穩定性，極大降低了滑坡體失穩風險和最大可能一次垮塌方量，從而降低滑坡后堵江成災的規模。

圖3 白格滑坡殘留體變形危險體范圍示意圖Figure 3 The schematic diagram of Baige landslide deformation after Baige barrier lake

5 配合金沙江上游地質災害風險評估，有效控制重大風險

災害過后，中國水利水電科學研究院和水電水利規劃設計總院分別組織開展了“金沙江上游地質災害風險評估”工作，對不良地質體滑坡體進行全面調查和深入評價，以消除影響沿江人民生產生活和工業建設的不良因素。華電金上公司積極參與和配合本次風險評估工作。

對金沙江上游129處規模大于100萬m3不良地質體的排查工作表明，穩定性差16處，不穩定1處，共占約13.2%，其中不穩定的1處為白格邊坡。針對穩定性差和不穩定的不良地質體進行堵江風險分析后，堵江風險大的有4處，分別為白格滑坡、沙東滑坡、敏都滑坡和定曲河口滑坡。其中敏都滑坡、定曲河口滑坡雖存在堵江可能，但可能形成的堰塞湖規模不大，對流域安全影響較小。

位于拉洼水電站庫區的沙東滑坡上游側可見較大范圍的歷史滑動跡象，滑坡產生的堰塞湖庫容約7200余m3，潰決后不致造成重大災情。白格滑坡殘留體極端情況下失穩，形成堰塞湖潰決洪水和“11·03”潰堰洪水規?；鞠喈?，但可依靠電站調洪攔蓄能力，大大減輕損失，在蘇洼龍電站大壩2021年具備蓄水條件后，即可消除潰堰洪水對下游沿岸人民群眾生命財產影響；當葉巴灘電站大壩在2025年汛前澆筑到EL.2820m，采用臨時斷面擋水，可消除潰堰洪水對下游拉哇、巴塘梯級施工安全和下游影響；當葉巴灘電站投入正常運行后，通過合理水庫調度運行，完全可以將類似“11·03”潰堰洪水攔蓄在水庫；即使在極端情況下失穩堵江，通過制定應急預案和風險防范措施，也可大大降低工程損失。因此，金上流域不良地質滑坡堵江風險不影響梯級水電規劃布置格局，金上公司在建梯級電站應對白格滑坡殘留體再次滑坡堵江的措施和應急預案技術上可行，風險總體可控，電站建成后風險防控能力和減災作用效果顯著[7～9]。

6 結語

“10·11”和“11·03”兩次白格堰塞潰堰洪水對金沙江上游各在建水電站造成巨大的安全威脅和較大經濟損失，通過科學有效的應急響應、撤離避讓、工程防護、人工干預等措施，未造成人員傷亡，直接經濟損失降至最低，發電目標的影響控制在半年左右，通過后續處置和風險排查及評估及應對措施，后續風險得到有效控制，是一次成功的風險應對，為類似災害的處置提供了借鑒經驗。

金沙江上游水電站建成后，通過庫容調節、預泄等措施，可以有效減輕甚至消除該流域類似大型堰塞湖災害的威脅。建議繼續加快建設，早日發揮相應水庫的防災抗災減災功能。

水電工程建設期技術力量、施工設備均較強，建議當地政府將該力量納入相應地區應急能力建設，利于遇突發事件時快速組織進行應急搶險。

大型河流兩岸地質災害處理涉及應急管理、自然資源、水利等多個部門，建議加強對跨省河流上的地質災害風險處置的協調聯動，明確災害處理和風險預控的牽頭處理單位，以加快決策進程，主動防災減災。