老挝桑片-桑南内水电站溃坝事件初步分析与思考

(中国水利水电科学研究院，北京 100038)

2018年7月23日20：00左右，位于老挝、越南、柬埔寨3国接壤地区的桑片-桑南内(Xe Pian-Xe Namnoy)水电站发生溃坝事件，导致水库蓄水下泄，淹没了老挝南部阿速坡(Attapu)省数个村庄。截至7月27日，溃坝洪水已造成28人死亡，130多人失踪，导致6 600多人流离失所。

老挝桑片-桑南内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广泛关注。尽管目前相关技术资料不详，但根据有限的网络报道也可大致对这一事件做出初步分析，并由此进行相关的思考。

1 工程概况

老挝桑片-桑南内水电站位于老挝东南部占巴塞(Champasack)省北松(Paksong)地区的布拉万高原，距离老挝首都万象东南约550 km。项目业主桑片-桑南内电力公司(PNPC)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SKE&C持股24%，LHSE持股26%，KOWEPO和泰国Ratchaburi发电控股公司各持股25%。

电站工程由会马克安(HouayMakchanh)、桑南内及桑片3座大坝、5座副坝、输水系统以及发电厂房组成，总装机容量410 MW(见图1)。

图1 水电站项目规划示意图(源自PNPC网页)

从水电站项目规划图(见图1)看，项目涵盖的水系包括色贡(Xe Kong)河的两条支流桑片河(向西)和桑南内河(向东)，相关的4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桑片河，浅黄色、绿色和紫色的流域流向桑南内河。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(源自PNPC网页)

桑片-桑南内水电站的3座大坝分别为会马克安(Houay Makchan)大坝、桑南内大坝和桑片大坝，其中会马克安大坝为混凝土溢流坝，最大坝高8.5 m，坝轴线长1 789.0 m，坝顶高程814.5 m。桑片大坝为混凝土重力坝与黏土心墙堆石坝的组合(见图3)，最大坝高47 m，坝轴线长1 250.0 m，坝顶高程799.5 m。水库正常蓄水位791.9 m，大坝拦蓄库容2.872亿m3。桑南内大坝为黏土心墙堆石坝(见图4)，最大坝高75.5 m，坝轴线长1 430 m，坝顶高程792.5 m。水库正常蓄水位786.5 m，大坝拦蓄库容10.43亿m3。

图3 桑片大坝(源自PNPC网页)

图4 桑南内大坝(源自PNPC网页)

2 溃坝事件

此次发生溃决事故的大坝是位于桑南内水库西南侧的D副坝，其位置如图5所示。图中从北到南每个副坝依次编号为AF。D副坝坝型为土坝，坝高16 m，坝轴线长770 m，坝顶宽8 m。

根据法新社7月25日援引自1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 cm沉陷”。 韩国西部电力公司发言人表示：“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。”

图5 桑南内水库副坝位置示意(源自欧洲应急响应中心的灾害地图)

图6 业主公司的告急信(源自澎湃新闻)

7月23日，业主公司给当地政府发出告急信函(见图6)，要求紧急疏散桑片河下游居民。当晚20：00左右，D副坝溃决，库水倾泻而下，向西流入桑片河。由于桑片河道容量有限，洪水漫出河道，下游顿成泽国。图7所示为中国科学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，由图可见下游村庄密集区大部分被淹没。

图7 桑片水库及其下游的雷达卫星图像(源自中国科学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(见图8～10)，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：

图8 溃坝现场1(源自网络报道)

图9 溃坝现场2(源自现场无人机拍摄)

图10 溃坝现场3(源自现场无人机拍摄)

(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。

一般从溃坝的过程上看，土石坝是一种渐溃式的坝型。鉴于该坝型特点，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，电站工程建设单位的应急处置措施可能存在较大问题。

以上分析表明，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。

从另一方面看，老挝属热带、亚热带季风气候，5～10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，应该在设计阶段就有明确的防洪度汛计划，水库投运后，还需要根据水、雨情的变化，及时进行调整、应对。桑南内水库在进入雨季前是否提前预留了防洪库容,在水库水位涨起时是否及时开闸泄洪,目前这些情况尚不得而知。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 事故经验教训的思考

目前，关于此次老挝桑南内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，也可得出一些有益的经验教训。

(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，不容许丝毫疏忽。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穿于大坝规划、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。以桑片-桑南内水电站为例，在项目的规划阶段，是否充分了解流域的水文条件,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之一是漫顶引起的外部冲蚀破坏，或是渗流引起的内部冲蚀破坏。对于漫顶破坏，一种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。另一种可能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，首先除了要保证其大坝结构设计、施工质量的可靠外，也要高度重视泄洪设施的能力和可靠性，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。从此次桑片-桑南内水电站事故看，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可能有直接联系，不排除项目建设中存在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，以形成多道安全防线。

(5)随着我国“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，能否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。可喜的是中国电建集团等一批央企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。此次桑片-桑南内水电站事故后，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。

(部分内容综合自中国新闻网、桑片-桑南内电力公司网、今日头条、新浪网、澎拜新闻等网站信息)