美国奥罗维尔大坝溢洪道事故及处置

2018-03-27S.

水利水电快报 2018年1期

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1 事故发生过程

2017年1～2月期间，风暴袭击了美国加利福尼亚州(以下简称加州)，并带来了强降雨。在全州范围内，湖泊、河流和溪流水位陡涨导致洪水泛滥，大量河流(湖泊)超过最大蓄水量。受到风暴的影响，巴特(Butte)县奥罗维尔(Oroville)湖也面临超过最大蓄水量的风险。奥罗维尔大坝是加州水资源计划中规模最大的工程，为加州2/3的人口提供水资源，挡水建筑物为高235 m的奥罗维尔大坝，同时也是全美最高的大坝。

根据降雨径流预报，2017年2月7日，主闸门溢洪道泄流量提升至1 543 m3/s，以降低水位。然而，加州水资源部(DWR)发现水流流态异常，因此暂停溢洪道泄流，以待进一步的调查处理。然而工程师发现，溢洪道混凝土泄槽底部的大部分区域已经开始被水流侵蚀。

发现问题之后，DWR立即与FERC以及其他大坝安全机构展开磋商，在被侵蚀的溢洪道展开径流试验，监测有可能进一步发生的侵蚀，同时也做好了启用紧急溢洪道的准备(在奥罗维尔大坝过去48 a的历史中，还没有对该紧急溢洪道进行过测试)。

当湖水位高于海平面275 m时，将开启紧急溢洪道，水流从混凝土堰自然溢流，并沿树木繁茂的山坡顺流而下，冲积物进入菲泽(Feather)河。因此，DWR迅速行动，对山坡上的树木进行清理，尽可能减少冲入菲泽河的冲积物，同时对紧急溢洪道廊道进行加固，尽可能避免损坏。

DWR迅速做出保证：无论紧急溢洪道是否投入使用，奥罗维尔大坝坝体将不会受到威胁，公众也不会面临潜在风险。将尽力避免使用紧急溢洪道，避免冲积物在下游河道沉积。

风暴比之前预计得更猛烈，持续时间也更长。为了对水库入流进行合理调度，将损坏溢流道的泄洪量从1 133 m3/s提至1 840 m3/s。虽然泄洪量增大导致带闸门溢洪道被进一步冲刷，但DWR认为不会对上游大坝坝体造成整体性损害。

此外，DWR还试图恢复海亚特(Hyatt)水电站的运行。溢洪道损毁产生的碎片已经在下游堆积，导致河水回流到了菲泽河的引水池，水位上升影响水电站运行，故电站已停运。如果海亚特水电站运行恢复，可增加368 m3/s 的泄洪量。

尽管如此，2017年2月11日，紧急溢洪道还是首次投入使用。然而到2月22日，该溢洪道地基的侵蚀速度远快于预期。当时，加州水务官员确认紧急溢洪道存在垮塌风险。一旦垮塌，会形成一个高9 m的“水墙”，造成灾难性洪水。为应对紧急溢洪道垮塌的威胁，加州州长依法采取行动，下令执行州应急计划。

州长表示，在过去1 a加州遭受了十多次灾害，因此在应对此次灾害威胁时，财政上已经捉襟见肘。他认为，此次灾害极其严重且影响甚广，需要持续有效的应对处置，已经超出了加州和地方政府的能力范围，必需寻求联邦政府的援助以保护人民生命财产安全。

巴提速特(Buttei Sutter)县和尤巴(Yuba)县约188 000名居民被迫立即撤离，DWR通过继续降低奥罗维尔湖水位，缓解紧急溢洪道压力，溢洪道泄流量增加到2 832 m3/s。几小时后，水库入库流量减少，紧急溢洪道停止溢流。

2月14日，随着湖面水位持续下降，强制撤离令已修改为疏散警告。相关人员开始全天候工作，评估侵蚀损坏程度并清除溢洪道损毁产生的碎片。

2月20日，湖水位已经降至海拔259 m附近。2月27日，DWR停止被损毁溢洪道的泄流，以便挖掘机能更好地进行碎片清理工作。

虽然降雨还在持续，但评估和清理工作并没有受到显著干扰，也没有引起人们对湖泊水位的担忧。DWR表示，他们将继续密切监测天气预报，

在3月5日的新闻发布会上，DWR表示，在溢洪道暂停泄流的过程中，奥罗维尔湖的水位不会超过260 m,这比紧急溢洪道启动时的水位还要低12.5 m。

接下来紧密开展相关清理、监测和评估工作，并取得进展。相关人员正在紧急溢洪道以下的区域、交通道路和其他受到紧急溢洪道径流侵蚀的地区作业。在主溢洪道底部通道中，估计约有130万m3的碎片，其中约 25.2万m3已被清除。继续疏浚有助于海亚特电厂恢复满负荷运转。事实证明，碎片清理工作确实有助于降低溢洪道底部通道水位，并帮助电厂初步重启发电。

3月3日，有1台水轮机组进行了满发运行，为渠道开挖人员提供了关键反馈信息，同时也对水库管理的短期和长期规划提供了指导。然而，为了使挖掘机更好地清理碎片，3月4日水轮机关闭。该电站重启后，水库又多了一种泄流途径。完全运行后，发电产生的泄流量可达368 m3/s，可以对水库入库出库流量进行调度。DWR密切监测大坝、溢洪道、海亚特电站的状态和维修活动的进展。