问题

老挝一水电站大坝坍塌,已致多人遇难数百人失踪近 7000 人无家可归,现场情况怎么样?事故原因是什么?

回答
老挝遭遇了一场令人心痛的灾难。2018年7月23日,位于老挝南部占巴塞省巴松县的阿速坡(Attapeu)水电站的附属堆石坝(Saddle Dam D)发生溃决,导致下游的三个村庄被汹涌的洪水瞬间吞噬,情况之惨烈,至今令人不寒而栗。

现场情况:一片狼藉,生离死别

当大坝溃决的消息传来,下游的村庄瞬间变成了人间炼狱。想象一下,原本宁静的村落,突然间被巨量的水流和泥石混合的洪流以排山倒海之势席卷,房屋瞬间被冲垮,树木被连根拔起,一切都在水中翻滚漂浮。

洪水肆虐: 洪水的力量是毁灭性的,它不分青红皂白地冲毁了沿途的一切。房屋、学校、寺庙,甚至是连接村庄的道路,都在洪流中变得面目全非。泥浆、瓦砾、树枝以及各种被冲走的生活用品混杂在一起,形成了一片浑浊的汪洋。
失联与搜救: 溃坝发生时,正值夜晚,许多村民正在家中休息,对突如其来的灾难毫无防备。当洪水来临时,许多人被困在家中,来不及逃生。救援队伍到达现场时,看到的景象令人心碎:到处是漂浮的杂物,幸存者们聚集在残存的建筑物顶部或高地上,绝望地呼喊着失联的亲人。搜救工作异常艰难,因为洪水冲刷和泥石淤积,许多失踪者可能被埋在了废墟之下,或者被卷入了难以到达的区域。搜救人员不得不冒着生命危险,在浑浊的洪水中艰难地寻找生命迹象。
避难与援助: 数千名幸存者被紧急疏散到临近的地区,他们失去了家园,几乎一无所有。临时避难所条件简陋,食物、饮用水、药品和帐篷等基本物资极度匮乏。许多人在灾难中失去了至亲,悲痛万分,精神上也受到了巨大的创伤。国际社会和老挝政府迅速展开了救援行动,提供了紧急援助,但要重建被毁的家园和安抚受灾民众,还有很长的路要走。
生态影响: 除了人员伤亡和财产损失,这次溃坝也对当地的生态环境造成了严重破坏。被污染的河流,被摧毁的植被,这些都需要很长时间才能恢复。

事故原因:多重因素交织的悲剧

关于阿速坡水电站大坝的溃决原因,调查显示是多种因素叠加作用的结果,并非单一原因所致。以下是主要的几个方面:

1. 设计与施工问题:
“Saddle Dam D”的特殊性: 需要强调的是,这次溃决的并非主体发电大坝,而是附属的堆石坝(Saddle Dam D)。这类大坝通常用于拦截低洼地带的水流,以形成水库的一部分。堆石坝的稳定性对填筑材料的质量、压实度、防渗处理等要求非常高。
材料质量与施工工艺: 有报道指出,在施工过程中可能存在使用的填筑材料质量不达标、压实度不足,或者防渗处理存在缺陷等问题。如果用于堆砌坝体的石料不够坚固,或者压实不充分,就容易导致坝体在水的长期作用下发生变形、沉降,最终失稳。
防渗措施的有效性: 堆石坝通常需要完善的防渗系统,例如粘土心墙或沥青混凝土心墙,来防止水体渗透到坝体内部,从而引起内部侵蚀和破坏。如果防渗层的施工质量不过关,或者在设计上就存在薄弱环节,水流会从内部侵蚀坝体,逐渐形成孔洞,削弱坝体强度,最终导致溃决。

2. 异常的降雨与水位:
极端天气事件: 溃坝发生前,该地区遭遇了连续数日的强降雨。老挝地处热带季风气候区,夏季是雨季,降雨量本就很大。但当时的情况是,降雨量超过了正常预期,导致水库水位急剧上升。
超出设计标准的荷载: 堆石坝的设计都有一定的荷载和水位标准。当实际水位超过设计水位,并且持续时间较长时,会对坝体施加更大的静水压力和渗流压力。即使坝体本身存在一些细微的缺陷,在超设计标准的荷载作用下,这些缺陷也可能被放大,最终触发失稳。

3. 监测与预警机制的不足:
早期征兆未被充分识别或重视: 理论上,大坝在失稳前可能会出现一些预警信号,例如渗流量增加、坝体变形、滑动迹象等。调查需要审视当天的监测数据,以及现场人员是否及时发现了这些异常情况,并采取了相应的应对措施。
应急预案的有效性: 即使出现了预警信号,如果没有及时有效地启动应急预案,并且将危险信息准确、迅速地传达给下游居民,灾难的后果也会更加严重。老挝作为发展中国家,在大型工程的监测和预警系统方面,可能还存在一些技术和管理的不足。

4. 管理与监管问题:
工程质量监管: 大型水利工程的质量监管是一个系统工程,需要政府部门、设计单位、施工单位和监理单位共同负责。如果监管不到位,或者存在腐败行为,都可能导致工程质量出现问题。
运营维护: 大坝建成后,日常的巡查和维护也至关重要。即使最初的施工质量达标,长期的运营维护不到位也可能导致大坝结构发生退化,增加风险。

总结来说,老挝阿速坡水电站附属堆石坝的溃决,是一场由设计不当、施工质量问题、极端天气影响以及可能的监测预警和管理失误等多重因素共同作用下酿成的惨剧。 这起事件也给全球的水利工程建设敲响了警钟,尤其是在发展中国家,如何确保工程的质量安全,建立完善的监测和应急预案,是保障人民生命财产安全的关键所在。这场灾难带来的伤痛和反思,将是长久的。

网友意见

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转载自《水利学报》

2018年7月23日20时左右,位于老挝、越南、柬埔寨三国接壤地区的桑片-桑南内(Xepian-Xenamno)水电站发生溃坝事件,导致水库蓄水下泄,淹没老挝南部阿速坡省数个村庄,目前已造成数十人死亡,数百人失踪,大坝溃决产生的洪水泛滥导致6000多人流离失所。
老挝桑片-桑南内(Xepian-Xenamno)水电站的溃坝事件一经披露,立刻在国际社会形成了巨大的反响,也引起了国内外水电工程界的巨大关注。尽管目前相关的技术资料不详,但根据有限的网络报道也可大致对这一事件做出初步的分析,并由此进行一些相关的思考。

1. 工程项目概况

老挝桑片-桑南内(Xepian-Xenamno)水电站位于老挝东南部占巴塞省(Champasack)北松地区(Paksong)的布拉万高原,距离老挝首都万象东南约550km。项目业主桑片-桑南内电力公司是2012年由韩国SK工程建设公司(SKE&C)、韩国西部电力公司(KOWEPO)、泰国发电公司(Ratchaburi)发电控股公司(RATCH)以及老挝控股国有企业(LHSE)成立的合资企业,其中,韩国SK工程建设公司持股24%,老挝控股国有企业持股26%,韩国西部电力和泰国Ratchaburi发电控股公司各持股25%。

电站工程由HouayMakchanh、Xe-Namnoy及Xe-Pian三座大坝、五座副坝、输水系统以及发电厂房组成,总装机容量410MW(图1)。

图1 桑片-桑南内(Xepian-Xenamno)水电站项目规划示意图(源自项目报告)

从规划图看,项目涵盖的水系包括Xe Kong河的两条支流Xe Pian河(向西)和Xe Namnoy河(向东),相关的四个小流域在图中分别用不同颜色区分,其中深黄色的流域流向Xe Pian河,浅黄色、绿色和紫色的流域流向Xe Namnoy河。电站水库的主体位于绿色流域部分。工程规划在浅黄色流域建坝形成水库,用水渠引至深黄色流域,再在深黄色流域建坝形成水库,用水渠引至绿色流域。然后在绿色流域中建坝形成一个较大的水库,并在此开挖发电引水隧洞,将水流引入东南侧山下的发电厂房。水库及发电引水系统如图2所示。

图2 水库及发电引水系统示意图(源自项目报告)

Xepian-Xenamno水电站的三座大坝分别为Houay Makchanh大坝、Xe Pian大坝和Xe Namnoy大坝,其中Houay Makchanh大坝为混凝土溢流坝,最大坝高8.5m,坝轴线长1789.0m,坝顶高程814.5m。XePian大坝为混凝土重力坝与黏土心墙堆石坝的组合(图3),最大坝高47m,坝轴线长1250.0m,坝顶高程799.5m。水库正常蓄水位791.9m,大坝拦蓄库容2.872亿立方米。Xe Namnoy大坝为黏土心墙堆石坝(图4),最大坝高75.5m,坝轴线长1430m,坝顶高程792.5m。水库正常蓄水位786.5m,大坝拦蓄库容10.43亿立方米。

图3 Xe Pian大坝

图4 Xe Namnoy大坝

2. 溃坝事件


此次发生溃决事故的大坝是位于Xe-Namnoy水库西南侧的D副坝(Saddle Dam D),其位置如图5所示。图中从北到南每个副坝依次编号为A~F。D副坝坝型为土坝,坝高16m,坝轴线长770m,坝顶宽8m。

图5 Xe-Namnoy水库副坝位置示意(源自欧洲应急响应中心的灾害地图)


根据法新社25日援引一名韩国国会议员收到的报告报道,7月20日,D副坝“中部出现11厘米沉陷”。 韩国西部电力公司发言人说:“不清楚为何水坝部分结构沉陷、形成裂缝。不过,所有这些都在大雨情况下发生。”

7月23日,业主公司给当地政府发出告急信函(图6),要求紧急疏散下游Xe Pian下游居民。当晚8时左右,D副坝溃决,库水倾泻而下,向西流入Xe Pian河。由于Xe Pian河道容量有限,洪水漫出河道,下游顿成泽国。图7所示为中科院中国遥感卫星地面站获取的7月13日和7月25日的雷达卫星图像,图像可见下游村庄密集区大部被淹没。

图6 业主公司的告急信(源自澎湃新闻)

图7 水库及其下游的雷达卫星图像(源自中科院中国遥感卫星地面站)

3. 溃坝原因的初步分析

从溃坝事件的发展过程看,最晚在7月20日之前,项目公司就发现了D副坝坝顶的结构缺陷。从报告的描述看,坝顶结构的缺陷主要是裂缝和沉陷。从网上发布的溃坝现场照片看(图8),裂缝主要为顺坝轴线方向的纵向裂缝,以及部分垂直于坝轴线的横向裂缝。D副坝的坝型为土坝,从结构上分析,造成坝顶裂缝的原因主要包括:

(1)坝体填筑不密实,水库蓄水后坝体的湿化变形造成坝体上、下游方向的不均匀沉陷,从而在坝顶表现出顺坝线方向的裂缝。

(2)由于坝体材料或施工质量的问题,造成副坝中部(鞍形垭口底部)与岸坡处的不均匀变形,从而形成垂直于坝轴线方向的裂缝,通常,这种裂缝主要分布在坝肩部位。

(3)坝体渗流控制措施存在缺陷,在高水位情况下,坝体内部出现渗透破坏,坝体内细颗粒流失后造成坝顶塌陷。

通常,从溃坝的过程上看,土石坝是一种渐溃式的坝型。由于土石坝的坝型特点,从其破损的出现到最终溃决,将会有一个逐渐发展的过程。在这个过程中,如果处置及时,完全有可能避免最终溃决的发生。由此可见,建设单位的应急处置可能存在较大问题。

图8 溃坝现场图片(源自网络报道)

从上述分析看,连日大雨导致坝体裂缝和沉降的说辞并不可信。东南亚热带地区建设的大坝都会遭遇雨季暴雨的情况。一个设计完备、施工质量良好的大坝是不可能经受不住连续几天暴雨的考验的。

从另一个方面看,老挝属热带、亚热带季风气候,5月~10月为雨季,11月至次年4月为旱季。作为一个库容如此巨大的水库,对于雨季的水库运行,应该在设计阶段就会有一个明确的防洪度汛计划,在水库投入运行后,还需要根据水、雨情的变化,及时进行调整、应对。Xe-Namnoy水库在进入雨季前是否提前预留了防洪库容?在水库水位涨起来的时候是否及时开闸泄洪?这些情况目前尚不得而知。但从现场的情况看,D副坝溃决时,水库为满库或接近为满库,最终溃决时,库水漫过坝顶,形成冲蚀溃决。

综合上述初步分析,D副坝溃决的原因一方面有可能是副坝的设计(变形控制措施和渗流控制措施)或施工(筑坝材料、坝体填筑质量)存在重大缺陷,使大坝在结构上存在隐患,在高水位情况下产生裂缝、坍塌等结构破坏,从而导致大坝溃决。另一方面有可能是项目在管理上存在问题,雨季洪水期的防洪度汛方案不合理,缺乏有效的应急抢险预案,项目的安全管理和应急响应措施都存在较大缺陷。

4. 关于事故教训的思考

目前,关于此次老挝Xe-Namnoy水库副坝溃决事件的详细技术调查和分析尚未明确,相关资料也比较缺乏。但针对此次事件的初步思考,也可为我们得出一些有益的教训。

(1) 大坝安全是一个涉及社会公共安全、关乎人民生命财产的重大问题,来不得丝毫的疏忽。这虽然是老生常谈,但是每一次大坝安全事故,都会为大坝工程师敲响警钟。考虑到大坝失事的严重后果,大坝建设工程师必须时刻紧绷大坝安全的责任担当。大坝建设的管理也必须层层设防,严格把关,确保大坝安全万无一失。

(2) 在安全管理领域,一个重要的概念是要保证其管理主体的本质安全。大坝的本质安全存在于其诞生过程中的各个阶段,各阶段的安全因子与大坝的最终安全状态存在着相互作用关系。将安全管理的理念贯彻于大坝规划、勘测、设计、施工、运行的各个阶段,对于形成大坝安全保障的综合系统将具有突出的意义。任何一座大坝的溃决,一定都会在勘测、设计、施工和运行管理的某一阶段或几个阶段中找到原因。以Xepian-Xenamno水电站为例,在项目的规划阶段,是否对流域的水文条件有了充分的了解?大坝设计的防洪能力是否满足要求?在设计阶段如何充分考虑土石坝的特点布置泄洪设施?在运行阶段如何实现有效的安全管理?所有这些都与工程的本质安全有着直接的联系。

(3) 对于土石坝工程而言,造成其溃决失事的最主要的原因一个是漫顶引起的外部冲蚀破坏,另一个是渗流引起的内部冲蚀破坏。对于漫顶破坏,一方面有可能是坝体过大的沉降变形或塌陷导致库水漫顶,这属于结构方面的因素。另一种就是水库泄流能力不够(水文方面因素)或泄流设施损坏(结构因素)。因此,对于土石坝工程而言,除了要首先保证其大坝结构设计、施工质量的可靠外,对于泄洪设施的能力和可靠性要高度重视,目前,对于高坝大库通常都会考虑多种泄洪形式的并用。

(4) 在大坝安全管理中,大坝的设计和运行管理要充分考虑极端气象条件的应对措施,建立行之有效的应急预警系统。从此次Xepian-Xenamno水电站事故看,项目的设计和运行管理很有可能存在重大缺陷,这与项目建设的管理模式有可能有着直接的联系,不排除项目建设中存在着只追求经济效益而忽视设计上必要安全余量的可能性,以及对运行和应急安全管理方面漠视的可能性。目前,对于重要工程的设计,通常都会适当地考虑一些必要的冗余措施,以形成多道安全保障。

(5) 随着中国“一带一路”战略的实施,越来越多的中国水电企业走向海外,如何对这些海外工程实行有效的管理,将国内的安全控制措施延伸到海外?这是一个需要高度重视的问题。可喜的是中国电建等一批央企在在这方面作出了非常好的表率。作为老挝最大的中资企业,中国电建集团对其建设的项目严把工程质量,设计审查、施工质量控制、蓄水安全鉴定等措施逐一落实。此次Xepian-Xenamno水电站事故后,电建集团及时对其30余个在建项目进行了安全自查,以确保每个项目安全度汛。

(6) 从目前国际上大坝安全管理的发展现状看,发达国家的大坝安全管理水平较高,与大坝相关的公共安全措施也相对比较到位。中国在多年的大坝建设中也形成了具有自身特色的大坝安全管理体系。中国企业在海外拓展的过程中,不但需要在工程建设中打出品牌,同时也需要在充分借鉴发达国家成功经验的基础上,促进发展中国家大坝安全管理体系的建设。

参考资料:
chinanews.com/gj/2018/0
toutiao.com/i6582340795
news.sina.com.cn/w/2018
news.sina.com.cn/o/2018
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8.16补充:

老挝能矿部等相关部门早已开始了对全国水电站安全情况的巡视。


另外说明一些情况:

1.这个项目应该是三座副坝,原回答写成了五座。

2.Xe Namony水库库容仅为10亿立方米,实际上还未蓄满,常见新闻报道中的“下泻50亿立方米的水”不知从何而来。


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这次溃坝事件,几乎可以说一句在现场了——我当时在距离溃坝地点数十公里的某项目部上。


项目部在色公河(Xe Kong)左岸的一条支流上,由于溃坝地点是色公河的右岸另一条支流Xe Namnoy,所以虽然距离不远,但我们并没有受到溃坝事件的影响。


关于溃坝的具体情况,上面已经有回答和文献详细说明了,就来补充一点细节。


1.信息传递问题。7.22出现预兆,7.23晚溃坝,7.24中午才收到消息——不知是有意封锁,还是通信设施不够完备,这个信息传递速度无论如何都太慢了,下游民众根本没有反应时间,甚至如果影响到我们,也是没有反应时间的。


2.项目情况。项目是韩国SK公司主导的BOT项目,意为建设-运营-移交,公司承担建设费用,在特许运营期内获取利润(主要是将电力出口),运营期结束后将工程移交给老挝政府。这也是老挝水电开发近年很常见的形式。10亿美元是整个项目的成本,包括三个主坝,三个副坝,引水系统,地下管道,发电厂房,输变电设施等。

在最上方回答的评论区里有人提到“中国不要花钱帮老挝建设水电”一说——实际上中国在老挝的项目很多都是BOT形式,的确是承包公司自己花钱建设,但也会获得特许运营期间相应的利润。大家都是上市公司,还是向利润看齐的。

举个典型的例子,中电建在老挝北部,湄公河左岸最大支流南欧江上投资二十余亿美元建设七级梯级电站,相当于承包了一整条江的水能资源,投产发电后电力卖给老挝和泰国来盈利。


3.救灾情况。老挝政府救灾动员能力一般,部分依赖于社会帮助和国际支援。8.2我前往了受灾地区县政府,同时也是各国际救援队驻地。现场有来自各个国家的救援队。其中中国人民解放军某医疗队恰好之前在万象参加演练,溃坝发生后马上奔赴现场参加救灾工作,不知道是不是涉及保密问题,图就不放了。

从省城阿速坡到灾区的道路虽然很快抢通,但也只是泥土路,在时常暴雨的老挝雨季,其运输能力实在堪忧。在去灾区的路上,就目击了一次救护车下陷,道路堵塞,折腾了半天。下图是随意拍的道路。


4.溃坝原因猜测。据去坝体现场查看了的工程师说,溃坝时的水位甚至没有达到正常蓄水位,更不用说校核洪水位了,这基本排除了天灾的可能性。溃坝坝底有管涌和渗水的痕迹,断面土石分明,猜测是未经历足够的固结沉降就进行了蓄水,是工程问题。


5.溃坝影响。在别国的BOT项目中闹出这么大的工程事故,先不说SK公司自身所应该承担的责任,其他国家的项目乃至老挝将来的水利工程承包市场都会受到这次事件的波及,可以说是一坑坑一片了。目前中国在老挝的公司自身已经开始要求彻查安全,老挝政府在结束救灾之后会不会有新一步的动作,还要等之后才能知道。

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前几日在上海和一水利工程师闲聊到这件事情,工程师表示对老挝这种国家很无语。

当初投标文件里面写的很清楚,我国在建的各种水电大坝都有各种问题详细记录。

并且我国山川河流各种情况各种应对修建措施都有详细记录。

就算其他原因不选中国的你选日本的也要强的多,偏偏选个弹丸之地没搞过大批量水电大坝建设的韩国,就连国际上许多工程师都表示不理解。

就水电大坝等建设,超过中国积累的技术力量和经验厚度,工程师表示几乎没有。

结果工程师也是一声叹息。

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