辽宁省德力吉水库溃坝回顾分析

侯 锴，黄延贺

(1.辽宁省水利厅供水局，沈阳110003;2.沈阳市水利建筑勘测设计院，沈阳110015)

1 工程概况

德力吉水库位于大凌河支流老虎山河上，属朝阳县境。水库集雨面积为1 359 km2，河流长度71.2 km，总库容5 500万m3，属中型水库。

水库始建于1958年，由于坝址距下游锦承铁路桥仅8.5 km，距朝阳市约35 km，故水库定为Ⅱ级，应按100 a洪水进行设计，1000 a洪水进行校核。当时由朝阳县组织各公社劳力，在大连理工大学部分学生和某工程师的协助下，当年汛期即初具规模并拦洪蓄水。但事先未进行勘探，也没有设计文件。1958年拦洪时坝高22 m，溢洪道宽约40 m，1959年溢洪道加宽至70 m，同年汛期曾一度溢洪，库水位达18 m。

1960年，省水电厅进行检查时发现，水库规模偏小，防洪标准低，仅相当于20 a一遇洪水标准，工程质量也存在问题。同年7月省水电厅勘测设计院拿出了水库改建规划报告作为临时防洪措施。决定大坝加高2 m，溢洪道拓宽至100 m，并对上、下游坡、黏土心墙、大坝坝头等部分的处理提出了明确要求。汛前进行了施工，但仍未达到300 a一遇洪水，坝高达24.4 m标准。1961年8月，为安全计，朝阳县又在坝顶增设防浪墙，坝顶以上墙高1.2 m(砖砌体)，基础深0.8 m(浆砌石)，以争取达到抗御300 a洪水要求。但直至水库失事前仍未达到上述要求。具体见表1。

2 溃坝过程

1962年7月24日14:31～25日21:25，水库上游连续降雨121.9 mm，随后26日3时～9时，又降了72.2 mm。25日8:30，水库水位上升至16.88 m，之后不久溢洪道开始泄流，26日7时，库水位升至23 m，7:14分水位最高达23.44 m，7:15于大坝0+315附近迎水坡距上游坝顶0.7～0.8 m处出现漩涡，坝下游坡距坝顶下面2 m附近开始出现管涌，继之坝顶土石塌落，防浪墙失去支撑，约有20 m长一段塌落。7:20，大坝开始决口，洪水外溢。决口由西向东(左)发展延伸，8时溃坝过程最快，水位由23.5 m骤降至19.5 m，至10:35，库内存水基本泄空。大坝决口为上口宽156.3 m，下口宽95.2 m，决口部位均在主河槽内。

表1 项目要求及施工结果对比表

险情发生后，由于交通中断，使抢险队伍不能及时到达现场，仅管理所的7名同志与洪水进行了斗争，再加上防汛物资短缺，最终没有成功，但连续观测了水位并及时向市、县防汛指挥部门进行了汇报，掌握了洪水变化及失事情况等。

3 损失情况

1)水库垮坝后，库存5 100万m3水量在150 min内全部泄空，造成了16 900 m3/s的垮坝流量，使下游两岸之杨树湾，大平房及台子三公社田地、房屋、林木受到直接冲击，受灾农田1 573 hm2，冲倒房屋3 465间，受灾1 562户，受灾人口7 301人，并发生人员和牲畜死亡事故。坝址下游8.5 km处之锦承线21孔黄花滩大铁桥全部冲毁，使铁路交通中断15 d，一段时期内不能恢复原有运输能力。

2)由于得力吉水库垮坝，使大凌河干流之最大洪峰流量提前6 h出现，朝阳市洪峰达16 600 m3/s，使最高洪水位增加约1.2 m，持续时间延长6 h。如果水库不垮，朝阳市洪峰约在10 000m3/s左右。市区堤防决口39处，长1 970 m，洪水漫堤7 300 m。市区内平均进水深1 m以上。受淹房屋10 181间，其中倒塌3 133间，死亡10余人。

4 溃坝原因

德力吉水库垮坝前最高库水位为23.44 m，如果大坝不垮，最高库水位亦不过23.47 m，未达到23.88 m之坝顶高度，不会使其漫顶。坝之失事，系开始于坝体管涌破坏。因此，造成大坝决口失事的主要原因是由于工程存在着严重的质量问题。

4.1 坝端结头问题

大坝开始决口部位位于右坝端0+315附近，这是全坝线质量问题最为集中的薄弱地段。施工中，右坝头未开挖结合槽，山坡坡度多变且不平整，与坝体接触之局部山体边坡近乎直立，因此，当工程蓄水运用以后，将可能出现下列后果:

1)坝头将由于不均匀沉陷出现裂缝，尤其是与直立岩体结合处更易产生通缝，当水位升高压力增大后，即将沿此裂缝产生管涌，破坏坝体而失事;

2)由于山坡未认真进行清理，坝体土料难以与山坡紧密结合，同时又未开挖结合槽，故原有不平整和不密实的山坡便形成了极易渗水之通道。蓄水后之绕坝渗漏必不可免，持久之绕渗结果，将逐渐破坏坝体与山坡结合的条件，一旦遭遇洪水，水位增高，水压力增大后，即可能在此处产生管涌而导致坝之失事。

这已从大坝决口失事之开始产生管涌的部位及垮坝后外露之山坡得到证明。

4.2 右坝头裂隙问题

如前所述，右坝头矽化石灰岩节理裂隙甚为发育且有溶洞，北东、北西两组裂隙相互切割，形成了上下游渗水通道。裂隙宽长达0.5～1.0 m。施工中，宽大裂隙及冲沟内洪积坡积物(黏土及碎石)未经清除即填筑坝体，而宽大裂隙之出口位于坝下游体之下部。1960年，曾在右坝头上游进行过黏土处理，但仅达17.5 m左右亦不彻底。因而裂隙防渗处理问题未得解决。从初步钻探压水资料来看，右坝头节理裂隙集中地带之渗透系数达6 m/d以上，渗透性强。

自1958年栏洪蓄水后，右坝头裂隙中之渗流即处于发展过程，当年汛期库水位达23.44 m，为蓄水后最高纪录。

当坝体在下游坡上部出现管涌后，坝体被淘刷、塌落，促进了大坝的迅速失事过程。

4.3 大坝顶部加高部分质量问题

大坝于1960年加高部分之质量较差。通过在0+080，0 +140处挖试坑取样检查，坝顶部土料不均匀，有黄色、黑色黏土及山皮土，平均干容重＜1.50 t/m3，土中并夹杂有沙砾料。上游边坡较陡为1∶1.7，护坡石料下面无沙砾料垫底，防浪墙虽为浆砌石，但施工方法不当，孔隙较大;0+310～0+ 320为大坝加高部分，质量更差。上游坡坡比为1∶0.7～1∶1.0，护坡下亦无沙砾料垫底。1960年汛前抢修时，曾一度由右岸山顶向下抛土(0+315附近)，由于黏土质量不好，加水量多，压实时成为泥泞状。故完工后两年来极易出现裂缝现象。故当水位升高，坝体浸润线亦随之抬高，由于土体浸水后沉陷不均，形成了缝隙而管涌。

以上三方面原因结合在一起，便加速了大坝破坏过程。

另外，洪水较大及防守麻痹大意也是一方面原因。

5 经验教训

1)科学合理的规划设计是水库建设必不可少的一项前期工作，先天不足问题必须抓紧弥补，建立档案，以便针对工程问题进行除险加固。

2)施工质量是水库安全运行的基本保证。德力吉水库由于历史原因已无法挽回，但现有新建和除险加固工程应严格按照基本建设程序认真管理，并分阶段逐步验收。

3)应建立完善的《水库防汛抢险应急预案》。德力吉水库虽与上游农场成立了联防指挥部，但汛期调动不灵活，水库管理所仅有数十条麻袋，且上坝公路低于坝顶2～3 m，发现险情得绕道上坝，再加上交通中断，抢险队伍无法到位，只能眼看大坝决口失事。

4)对水库防汛及管理工作应给予足够的重视。市县有关部门对水库当年的防汛工作缺乏充分的分析和估计，对历年检查出的问题未及时采取有效措施加以解决，存在一定的麻痹大意思想，认为水库已基本达到100～300 a洪水标准，汛前竟撤销了流量站和雨量站，并取消了防汛电台，这些都应引以为戒。

［1］ 吴中如，沈长松，阮焕祥.水工建筑物安全监控理论及应用［M］.南京:河海大学出版社，1990.

［2］ 骊能惠.土石坝安全监测分析预报系统［M］.北京:中国水利水电出版社，2002.

［3］ 顾慰慈.渗流计算原理及应用［J］.北京:中国建材工业出版社，2000.