冯永祥
(雅砻江流域水电开发有限公司,四川成都,610051)
锦屏水电站公共安全风险及管控措施
冯永祥
(雅砻江流域水电开发有限公司,四川成都,610051)
水电站大坝运行安全关系到上下游人民生命财产的公共安全。水电站在蓄水和运行过程中,水库水位的大幅升降和下游河道水位的急剧变化都会对电站上下游人民生命财产构成安全风险。我国多座水电站曾发生过库区滑坡涌浪或水库泄洪造成人身伤亡及财产损失的事故。结合锦屏水电站蓄水及运行初期安全生产管理工作,对锦屏水电站公共安全风险进行了分析,介绍了公共安全风险管控措施及其成效,可供其它水电工程借鉴。
公共安全;风险;防范措施;锦屏水电站
水电站大坝运行安全关系到上下游人民生命财产的公共安全。随着我国国民经济的高速发展,公众的安全风险意识逐步增强,国家对企业安全风险防范的要求也越来越高。近年来,国家相继出台了《突发事件应对法》、《生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则》、《水库防洪抢险应急预案编制大纲》、《电力企业综合应急预案编制导则》、《电力企业专项应急预案编制导则》等法规或指导性文件。《水电站大坝运行安全监督管理规定》明确要求“电力企业应当建立大坝安全应急管理体系,制定大坝安全应急预案,建立与地方政府、相关单位的应急联动机制”。
按照国家法规要求,电力企业基本上都编制了相应的应急预案。这些应急预案中,除防洪抢险应急预案涉及到公共安全外,其它预案主要是针对企业内部生产安全,而防洪抢险应急预案涉及到公共安全的内容主要是溃坝洪水对下游的影响。
众所周知,水电站在蓄水和运行过程中,水库水位升降造成的滑坡和库岸再造,以及下游河道水位的急剧变化,都会对电站上下游人民生命财产构成安全风险。虽然这些风险造成的后果远小于溃坝洪水,但发生事故的概率却远大于溃坝洪水。我国多座水电站曾发生过库区滑坡涌浪或水库泄洪造成人身伤亡及财产损失的事故。
为确保锦屏水电站大坝运行安全,切实履行企业大坝运行安全主体责任,雅砻江公司采取了一系列工程和非工程措施,建立了企业与地方政府联动的公共风险管控体系,取得了良好的效果。
锦屏水电站位于四川省凉山彝族自治州木里、盐源、冕宁三县交界处的雅砻江干流锦屏大河湾上。锦屏水电站包括锦屏一级水电站和锦屏二级水电站。锦屏一级水电站为高坝大库,锦屏二级水电站为闸坝加长引水隧洞。
锦屏一级水电站装机容量3 600 MW,混凝土双曲拱坝最大坝高305 m,水库正常蓄水位1 880 m,死水位1 800 m,正常蓄水位以下库容77.6亿m3,调节库容49.1亿m3,属年调节水库。正常蓄水位时,库区干流回水至木里县卡拉乡,回水长度58 km;一级支流小金河回水至木里县后所乡,长度约90 km;二级支流卧罗河回水至盐源县壁基乡,长度21 km。锦屏一级水电站2005年9月8日正式开工,2012年 11月30日导流洞下闸开始蓄水,蓄水分四个阶段,2014年9月水库蓄水至正常蓄水位1 880 m,水库正式进入正常运行阶段。
锦屏二级水电站总装机容量4 800 MW,拦河闸坝位于雅砻江大河湾西端的猫猫滩,上距锦屏一级电站7.2 km,最大坝高34 m。锦屏二级水库为河道型水库,水库正常蓄水位1 646 m,库容1 401万m3,库容较小,对洪水的调蓄作用甚微。锦屏二级水电站利用雅砻江大河湾河段的天然落差,通过穿越锦屏山的4条长约17 km的引水隧洞,截弯取直,获得水头约310 m。锦屏二级发电厂房位于雅砻江大河湾东端,厂址至闸坝河道距离123 km。锦屏二级水电站2007年1月30日正式开工,2014年11月29日全部机组投产发电,电站正式进入正常运行阶段。
锦屏一级水电站水库库区位于青藏高原东南缘侵蚀山原区,属以侵蚀作用为主的准高原地貌景观。库区山高谷深,河谷狭窄,多呈不对称的“V”型谷,其横剖面总体上表现为上宽下窄的“谷中谷”形态,江面宽度在50~200 m之间。库岸岩性以变质岩为主,主要由变质砂岩、粉砂质板岩及千枚岩组成。根据可行性研究阶段调查报告,在库区全库段内,库岸不稳定岸坡占全库两岸总长度的13%。受水库水位升降的影响,这些不稳定岸坡可能会出现滑动或崩塌,威胁岸坡影响区域人员、房屋、道路、桥梁安全。根据锦屏一级水库特点将影响公共安全的风险分为四类。
2.1.1 库区滑坡风险
主要发生在滑坡堆积体以及规模较大的覆盖层堆积体部位。蓄水后滑坡的整体复活或局部失稳破坏,如水凼子滑坡整体复活,摩梭沟滑坡、滴水岩滑坡逐级滑塌。
2.1.2 库区塌岸风险
主要出现在覆盖层堆积体部位。受库水的浸泡、淘蚀、浪蚀以及库水升降的动静水压力等作用产生的岸坡变形破坏现象,主要表现为坍塌,如花椒坪、吴三和屋基等。
2.1.3 库岸变形风险
主要出现在较突出的山脊部位和支沟上下游临江岸坡,以软硬相间的砂板岩、中~陡倾角的顺向坡或反向坡为主,蓄水前岩体本身已普遍倾倒变形和强烈风化卸荷。蓄水后,岸坡下部倾倒变形和强烈风化卸荷的岩体受库水浸泡软化或边坡应力调整等影响,在边坡表面(多以边坡的中后部为主)出现多处拉裂缝,下座陡坎,变形一般会影响到表部松散堆积体,如小金河支库的翁家瓦厂、拉姑梁子、小金河大桥左岸桥台变形库岸等。
2.1.4 水面交通风险
雅砻江大河湾天然河道比降大,水流湍急,不具备通航条件。随着水库蓄水,形成宽阔平稳的水面,沿岸居民将水运作为沟通两岸的首选交通工具。库岸再造引起的涌浪将是水上交通最大的安全风险。
锦屏二级水电站建成运行后,一般按生态环境要求泄放流量至闸坝下游河道,闸址至厂址之间河段水文情势总体表现为河道流量减少较多、水位下降较大、洪枯水位变幅加大等。
随着锦屏二级闸坝下游河道水位下降,天然河滩及部分河床出露,沿江居民在河道的人为活动必将大大增加。因锦屏二级库容很小,基本没有调节能力,锦屏二级电站发电负荷的变化及锦屏一级水库泄洪都会对下游带来安全风险。
要准确管控安全风险,首先必须进行风险排查,并对风险区域实物进行调查。为此,在锦屏一级水库蓄水前,业主单位联合设计院,会同地方政府开展了锦屏一级库区及锦屏二级减水河段安全隐患排查及实物调查,确定了重点关注区域及风险管控措施。
3.1.1 锦屏一级库区
锦屏一级水库区发育各类滑坡、崩塌、变形体,以滑坡为主,共49个,崩塌及变形体规模较小。主库两岸有滑坡20处,总体积约1.9亿m3,其中体积100~1 000万m3的滑坡2处,大于1 000万m3的巨型滑坡4处,最大的草坪子滑坡达1亿m3以上。支流小金河库区有滑坡29处,总体积约0.8亿m3,体积100~1000万m3的大型滑坡18处,大于1000万m3的巨型滑坡有2处。
蓄水前重点对库区滑坡体及不稳定岸坡进行排查,对库区滑坡体及不稳定岸坡区域的人口、房屋、耕地、道路进行了普查,对库区船只情况进行了调查。经现场调查,确定木里县境内20个点、盐源县境内3乡镇及17个点为重点防范区域。
3.1.2 锦屏二级减水河段
锦屏二级减水河段风险区域按照锦屏二级溃坝最大洪水影响范围开展调查。锦屏二级最大溃坝洪水影响范围涉及凉山州冕宁县、木里县、盐源县和甘孜州九龙县,共计4个县21个乡,涉及农户6 505人,房屋面积515 196 m2,集镇2座,企事业单位6个,等级公路49.4 km,小型水电站10座,铁索桥5座。
根据调查结果,确定影响范围内人口规模较大的14个农村居民点为公共安全风险重点关注区域,详见表1。
3.2.1 建立风险管控体系
锦屏一级库区滑坡塌岸重点防范区域涉及盐源县3个乡镇和木里县9个乡镇。风险区域在库区内分布范围广,通行难度大。为确保锦屏一级水库蓄水及运行期库区人员生命和财产安全,雅砻江公司与地方政府国土部门建立了风险预警联动机制,分别与盐源县国土局和木里县国土局签订了锦屏一级水电站库区重点防范区域预警工作协议,分工协作,以定期工作会议的形式,协商解决出现的问题,共同做好水库蓄水及运行期重点防范区域公共安全风险防范工作。
表1 锦屏二级减水河段公共安全风险重点关注区域表Table 1 Areas with public safety risk in flow-reduced river reach of Jinping hydropower station
业主单位承担预警工作经费,为相关工作人员配备必要的设备和工器具,向风险管控体系内人员发布相关水情信息,不定期参加现场巡视检查工作。
地方国土部门负责编制重点防范区域监测预警工作方案和应急演练工作;落实每个防范区域的监测预警人员,确定县、乡、村(组)联系人,并将联系人信息纳入本县地灾预警平台管理;编制“一表两卡”,并组织实施;在重点防范区域建立警示标示;发生险情时组织风险区域人员主动避让和紧急避险;及时向业主单位报送监测预警信息。
3.2.2 安全风险动态管理
随着库水位的升降,库区原有的不稳定区域范围可能会扩大,也可能出现新的影响公共安全的地质灾害。为此,锦屏一级水库蓄水过程中,业主单位定期组织设计院及地方政府共同对库岸稳定性进行调查复核。对新出现的滑坡、变形体等,进行规模、地质特征勘查,对其稳定性进行定性分析,确定需要重点防范的区域及防范措施,并将其纳入风险管控体系管理,确保所有安全风险在控、可控。
3.3.1 建立泄洪预警体系
锦屏二级减水河段全长123 km,涉及凉山州冕宁县、木里县、盐源县及甘孜州九龙县。为保障电站泄洪信息及时准确传递,及时向河道沿岸居民发出泄洪预警,保障人民生命财产安全,雅砻江公司联合减水河段涉及的4县共同建立了锦屏水电站泄洪预警体系,由雅砻江公司出资,为4县水务局及有关乡镇配备必要的预警设备和配套的预警工作经费。各县水务局和相关乡镇成立指挥机构,明确预警工作人员,负责预警区域巡逻和预警工作。泄洪预警体系人员及设备配置情况详见表2。
3.3.2 泄洪预警体系运作
锦屏二级水电站闸坝正常泄放水时,主要通过设置在居民点附近、桥梁、道口、渡口及河滩等地的警示标牌作为预警提示。当枯期泄放流量增幅超过200 m3/s时,发布泄洪放水信息。汛期在基础流量小于1 000 m3/s的情况下,泄放流量增幅超过200 m3/s时发布泄洪放水信息;在基础流量大于1 000 m3/s的情况下,泄放流量增幅超过500 m3/s时发布泄洪放水信息。一般情况下,电站泄洪预警信息提前2 h发布,紧急情况下提前30 min发布。
锦屏二级电站泄洪信息由锦屏电厂专职防汛人员通过电话、传真和短信相结合的方式报送给各县水务局,各县水务局专职防汛人员以传真方式回复确认已接收信息。
各县水务局接收到泄洪信息后,通过电话、短信和传真等方式将泄洪信息传递到各乡镇,由乡镇预警人员负责通知到沿河人员。特殊情况下,由县水务局出动预警车辆沿雅砻江预警河段开展语音预警工作。
为保障泄洪预警体系正常运作,锦屏电厂对减水河段每月至少进行1次巡视检查,并将巡视检查中发现的问题函告地方政府协调处理。每年4月和11月,锦屏电厂分别组织4县召开联络会议,沟通信息,总结和部署工作,协调解决出现的问题。
3.3.3 公众风险意识教育
水电站大多处于偏远地区,当地居民安全风险
表2 锦屏二级泄洪预警体系人员及设备配置表Table 2 Staff and equipment in flood warning system of Jinping hydropower station
意识普遍不高。虽然地方政府开展了安全法律法规宣传教育活动,但依然存在在河道中挖沙、打捞水柴、非法摆渡、钓鱼以及破坏安全警示标识的行为。
为进一步提高当地居民的安全风险意识,锦屏电厂以当地民众喜闻乐见的形式,定制了印有泄洪预警宣传标语的脸盆、雨伞、学生作业本及宣传手册,通过地方政府发放给沿河居民,进一步强化公众安全风险意识教育。
锦屏水电站一级水库自2012年11月30日导流洞下闸,历经四阶段蓄水。电站从施工期转入运行期过程中,锦屏一级水库水位多次大幅度升降,锦屏二级下游河道水位频繁变化。由于预警及时,除造成少量财产损失外,未发生人身伤亡的不安全事件,由此说明锦屏水电站公共安全风险防范措施有效,风险管控体系运转正常高效。
锦屏水电站公共安全风险防范实践表明,建立企业与地方政府联动的风险管控体系是保障公共安全的有效方法。水电站公共安全风险区域民众安全风险教育是减少不安全事件发生的有力保障措施,采用当地民众乐意接受的方式开展安全风险教育能达到较好的效果。
大坝运行安全风险管理已经在发达国家普遍开展。目前,我国大坝运行安全风险管理涉及公共安全的内容主要是溃坝洪水对下游的影响,内容不够全面。水库水位大幅升降和下游河道水位急剧变化是影响公共安全的重要风险因素,建议将其纳入水电站大坝运行安全管理的范畴。
Public safety risks and control measures of Jinping hydropower station
FENG Yong-xiang
Yalong River Hydropower Development Co.,Ltd.
Dam operation safety of hydropower station is closely related to the security of life and proper⁃ty of people both upstream and downstream.During the storage and operation of hydropower stations,the sharp rise and fall of water level of reservoir and lower reaches would pose a safety risk to people's lives and property.Such accidents had occurred in many hydropower stations in China.Based on safety man⁃agement of Jinping hydropower station during the storage and early operation,public safety risk,control measures and their effectiveness are introduced and analyzed,for reference.
public safety;risk;prevention measure;Jinping hydropower station
TV698
:B
:1671-1092(2017)04-0006-04
2016-11-22
冯永祥(1967-),男,甘肃永昌人,硕士,教授级高级工程师,长期从事水电站大坝运行安全管理工作。
作者邮箱:fengyongxiang@ylhdc.com.cn