運用人類智慧 化解自然風險——唐家山堰塞湖科學搶險成功揭秘

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2008年06月11日 23:24:07 　來源：新華網  





    【資料圖片】圖表：7處堰塞湖險情解除 唐家山堰塞湖形勢嚴峻 新華社發




      這是6月10日航拍的四川北川縣城，縣城部分被洪水淹沒。 目前，唐家山堰塞湖大壩基本穩定，洪水把導流槽沖刷成一個深達幾十米的峽谷。導流槽泄洪的全過程在救災人員的控制之中，不會給下游造成災害。截至記者發稿時，水流量已經降到3000立方米/秒，整個泄洪過程比預想的情況好。在大壩搶險的解放軍官兵大部分已經撤離。 新華社記者李剛攝


唐家山堰塞湖泄流洪水經過綿陽（6月10日攝）。新華社記者張國俊攝  

    新華網四川綿陽６月１１日電（新華社「新華視點」記者王聖志、汪延）６月７日至１１日，經過４天多的泄流排洪，唐家山堰塞湖曾經排山倒海般的洪水如同馴服的猛虎，按照人們規定的路線洶湧而下。至１１日下午３時，唐家山堰塞湖壩前水位已穩定在７１３米－７１４米高程之間，來水與出水基本平衡。

    昨天還很清晰的「Ｕ」形泄流槽經過幾晝夜的淘刷，新呈現出相對穩定的河道特徵。水利部副部長矯勇告訴記者，從目前情況看，唐家山堰塞湖搶險繼昨天解除了對綿陽１２０多萬群眾的威脅之後，今天又解除了對最後５萬人的威脅。唐家山堰塞湖的險情已全部排除。

    １１日１６時，唐家山堰塞湖搶險指揮部鄭重宣布，全線解除黃色警報。２１萬轉移安置群眾在經歷了１０多天的不安和焦慮之後，終於可以放心地返回家園，安居樂業。

    唐家山堰塞湖搶險，創造了世界特大堰塞湖搶險、除險無一人傷亡的奇迹。

    科學搶險，水位逼近７１０米高程，超出預期的「第四種可能」

    全潰壩、二分之一潰壩、三分之一潰壩。水利和地質專家們通過多次對唐家山堰塞湖的勘察，終於弄清了這個世界罕見的特大型堰塞體的風險所在。

    由特大地震引發山體高速滑坡形成的這個堰塞湖，壩體是結構複雜，極不穩定的散粒體。當唐家山堰塞湖水位漲至７５２米，庫容超過３億立方米時，因湖水漫堤造成全潰壩的可能性高達９３％。屆時，綿陽１３０萬群眾將因頭上的「懸湖」傾瀉而下，直接面臨著的滅頂之災！即使是出現二分之一潰壩、三分之一潰壩，生命安全受到威脅的群眾也高達１００萬、２０萬。

    一定要把唐家山潰壩的風險控制在三分之一潰壩之內，保證人民群眾無一人傷亡，這是黨和政府交給參加唐家山堰塞湖搶險人員的一項重大任務。這了實現這一目標，水利部調集全國水利專家要趕在汛期之前確定唐家山堰塞湖搶險的各種方案。

    要不要做工程，能不能做工程，怎樣做工程？這一系列難題都要專家在兩天內給出答案。

    ５月２４日，唐家山堰塞湖應急處置指揮部成立的第三天上午，通宵達旦工作的專家們經過反覆勘測、計算、設計，終於完成了按三分之一潰壩作出的工程和避險方案。

    水利部總工程師劉寧拍板決定：在壩體右側埡口的軟硬結合處，開挖一條泄流槽，槽口下切深度按低、中、高方案分別為５米、７米、１０米，從７４２米高程處開始泄流。

    按此方案泄洪，即使出現潰壩，下游淹沒區影響的群眾為２０萬人。如能達到預期效果，通過泄流水頭的沖刷，泄流槽的槽底將降至７２０米，此時唐家山堰塞湖再接受汛期上游來水時，它傾瀉而下的洪流影響的群眾為５萬人，從而達到釋放堰塞湖風險的減災目的。

    此後，武警水電部隊和各方搶險人員傾全力按此方案施工。

    ６月７日７時０８分，唐家山堰塞湖泄流槽開始泄洪。起初不過每秒一二個立方米，到９日夜裡泄流槽出現突變，流量迅速擴大，到１０日１１時出現了峰值流量每秒６５００立方米！

    與此同時，泄流槽的槽底也開始迅速下切：７米、１０米、１５米，到１０日下午６時，泄流槽的槽底已下切到７２０米。

    消息傳來，唐家山堰塞湖搶險指揮部專家會商組的２０多名專家彈冠相慶。他們開始籌劃，如何等水流穩定後進行新的工程，將泄流槽的槽底再下切１０米，以解除懸在下游剩餘５萬人頭上的威脅。

    ６月１１日中午，一個出乎大多數人預料的結果出現了：泄流槽的槽底還在繼續下切，水位降至７１４米，槽底高程逼近７１０米高程。這意味著唐家山堰塞湖搶險剩餘５萬人生命安全的威脅也已完全排除。原來設想的二步走的工程已一步走完！

    １０日１６時才從壩上撤下的水利部總工程師劉寧終於舒了一口氣。在確認了這一結果后，他向記者捅開了心中的「秘密」：在做全潰壩、二分之一潰壩、三分之一潰壩的方案時，他心裡一直想著「第四種可能」，那就是通過泄流槽工程的加深加寬和消阻，在不發生潰壩的情況下，將水位降至７１０米高程左右，完全解除唐家山堰塞湖對下游群眾生命安全的威脅！

    實現了第四種可能，劉寧會心地笑了。

    利用和改變自然本身的力量來釋放積聚的風險，而不是用人力來抵消自然力量

    大型堰塞湖搶險，是一個世界性難題。有詳細史料記載的１７８６年康定大地震、１９３３年疊溪大地震，均發生了堰塞湖潰壩的慘劇，造成的死亡人數，數倍於地震直接死亡人數。

    參加唐家山搶險的幹部、專家、指戰員普遍認為，之所以創造了特大險情下無一人傷亡的奇迹，得益於舉全國之力，彙集跨多個學科專家的智慧，更得益於安全、科學、迅速的原則。

    長江水利委員會主任蔡其華說，實踐證明，最後確定的泄流槽開挖方案是非常正確的方案。做出正確決策之後，搶險成功的關鍵還在於尊重自然規律，堅持已經確定的科學方案。

    專家們在對壩體結構勘測分析時，發現堰塞體里有很多土和沙，炸藥對土和沙的爆破作用不大，加上炸藥極容易引起新的山體崩塌，因此放棄了這一計劃。選擇在沙土和岩石軟硬相交的地方開挖泄流槽，利用水流自然沖刷的規律，拓展泄流槽潰口和深度，逐步增強泄流能力，可使泄洪對下游的影響自始至終都掌握在可控範圍。

    水利部總工程師劉寧說，未雨綢繆，採取主動工程措施減災除險是一次成功嘗試。搶險於未災，既要搶時間，還要等時機。在每一步的選擇中，我們堅持採用積極的人力干預，利用和改變自然本身的力量來釋放積聚的風險，而不是用人力來抵消自然力量。

    尊重規律，崇尚科學。就如一條紅線貫穿唐家山堰塞湖搶險的始終。為最大限度取得科學決策的依據，參與唐家山搶險的多學科專家密切配合，殫精竭慮。

    為了及時獲取水情資料，為決策提供參考。以中科院上海微系統所為主研製的遠程視頻監控系統首次被運用於大型搶險工程中。搶險指揮部在唐家山堰塞湖壩前到綿陽涪家橋沿線，共設置了１４個無人值守視頻觀測點，即時傳輸視頻數據，攝像頭可以通過控制進行左右３６０度旋轉，上下９０度旋轉，３６倍變焦，提供清晰實時的圖片信息。在泄洪過程中，監測人員將很難接近水道，依靠遠程監控的畫面，均可獲得第一手信息。

    據綿陽市水文局局長杜后奇介紹，在唐家山堰塞湖排險水情測報指揮中心，建立完善了預警報警系統，加強水位和堰體的監測。在各水文監測站，安裝了北斗衛星傳輸系統的自動測報儀，每１５分鐘就可以報一次水文數據，在降雨的情況下，每５分鐘就要報一次數據，２４小時由專人值守，專家可以及時對獲得的數據進行分析和研判。

    「危湖」開始穩定　湔江從此水長流

    根據６月１０日２０時至１１日１４時水文觀測和實況綜合分析，唐家山堰塞湖蓄水量逐步減小。１１日１１時１５分，泄流槽下泄流量為５６立方米／秒，已經小於黃色預警標準中規定的１０００立方米／秒，新形成的急灘狀河段前段穩定性好。

    水利部長江委員會主任蔡其華說，截至１１日１４時，唐家山堰塞湖水位已降至７１４．１３米高程，相應蓄水量０．８６１億立方米，泄流槽泄洪減少庫容１．６３億立方米，使壩前水位下降２９米，唐家山堰塞湖險情已排除。

    她說：「如果不採取泄流槽這一工程措施，經過還原計算，將會在６月１７日出現最高水位７５２．２米高程，漫壩、快速潰壩等現象將不可避免，下游群眾將遭受巨大災難。」

    據蔡其華介紹，經初步分析，泄流后剩餘堰塞體整體是穩定的，泄流渠最大過流已達到６５００立方米每秒，斷面基本穩定，儘管存在泄流渠邊坡局部垮塌的問題，但不會堵塞泄流渠。通過泄流能力計算分析，當發生百年一遇甚至更大一些的洪水時，上游水位也不會超過堰塞湖的最高水位７４３．１３米高程。在今年汛期遭遇較大流量情況下，泄流渠還會受到進一步淘刷，斷面將進一步擴大，過流能力也會相應增加。

    水利部副部長矯勇說：「隨著流水對泄流槽不斷沖刷，如果泄流槽底部為堅硬的岩石，泄流槽高程降低的幅度會很小，如果泄流槽底部地質結構鬆散，泄流槽可能繼續下切，有可能達到新的河床高度。由於目前堰塞湖庫容量小，泄流槽進水和出水相對平衡，且過流能力也隨之增加，在這一過程中不會引發潰壩災害。如果有可能，在對堰塞體結構進行進一步勘測后，還可以考慮將堰塞湖建成水庫，化害為利，利用其水資源為人民造福。」

    險情結束，平安重至。傍晚，記者在綿陽市區看到，流動宣傳車不斷播報：從現在開始，綿陽市恢復生產生活秩序。