金沙江上游水电站应对白格堰塞湖灾害的措施及经验

（华电金沙江上游水电开发有限公司，四川省成都市，610041）

0 引言

堰塞湖是指山崩、泥石流或熔岩堵塞河谷或河床，储水到一定程度形成的湖泊。当堰塞湖构体受到冲刷、侵蚀、溶解、崩塌等作用，堰塞湖便会出现溢坝，最终会因为堰塞湖构体处于极差地质状况，演变为溃堰而瞬间发生山洪暴发的洪灾，对下游地区有着毁灭性破坏。对于发生在大江大河上的堰塞湖，由于河道流量较大，因此蓄水更快，从发生到溃堰时间更短，溃堰时能量更大，造成的破坏力更强[1][2]。

2018年10月11 日和11月3日，西藏自治区昌都市江达县金沙江上游右岸白格村两次发生山体滑坡，造成金沙江断流并形成“10·11”和“11·03”白格堰塞湖，给金沙江上游沿岸人民生产生活设施造成超过百亿元的巨大经济损失和安全威胁。在相关部委、地方政府、相关企业和沿江民众的共同努力下，采取系列有效措施科学有序应对，尤其是对“11·03”白格堰塞湖采取了开挖泄流槽的人工干预措施，做到了人员无伤亡、财产少损失、险情早排除。华电金沙江上游水电开发有限公司（简称华电金上公司）组织所属企业及参建单位快速响应，成功应对，最大限度减轻了对金沙江上游在建的叶巴滩、拉哇、巴塘、苏洼龙等水电站的灾害损失和后续影响。

1 白格堰塞湖发生及溃决中对各在建电站的损毁

2018年10月11 日凌晨，白格滑坡体发生山体滑坡，导致金沙江断流形成“10·11”白格堰塞湖。堰塞体主要由强风化的片麻岩高位垮塌碰撞形成的块碎石土组成，顺河向长约1500m，横河宽约500m，堰塞体主体部位平均高70m，最大蓄水量约2.9亿m3。白格堰塞湖在经过2天的壅水后自然溃决，溃口洪峰达到10000m3/s以上，处于其下游的叶巴滩、拉哇、巴塘和苏洼龙等四个在建水电站遭遇洪峰流量7300～7800m3/s，超过百年一遇洪水。

“10·11”白格堰塞湖灾害导致堰塞湖上游波罗水文站、金沙江支流藏曲河水文站被堰塞湖壅水淹没，波罗电站进场公路因浸泡垮塌损毁约4km。叶巴滩电站左右岸导流洞被动进水，沿江低线施工营地冲毁，2座跨江索道桥桥台基础淘脚脱空，发生沉降变形，沿江低线公路路基部分冲刷损毁。拉哇电站两岸公路交通设施挡墙、路基冲毁，临江布置的拌和系统、砂石加工系统和生产生活设施被冲毁。巴塘电站1座渣场挡墙基础和钢筋石笼防护设施被冲毁，2座跨江索道桥桥台基础冲毁严重。苏洼龙电站永久大桥基础被冲刷，1座索桥桥台基础局部垮塌，上游围堰堰面出现3条裂缝，1座渣场边坡钢筋石笼防护设施被损坏。洪水经苏洼龙电站上游围堰库容调节后最大下泄5700m3/s，对其下游地区未造成损害。

11月3日17 ：00左右，白格滑坡体再次塌方形成“11·03”白格堰塞湖。滑坡体垮塌方量约200万m3，加上上次遗留于金沙江河床的800万m3，堰塞体合计1000万m3，堰顶龙口宽度195m、顺江长度273m，堰顶垭口高程约EL.2966m，较“10·11”白格堰塞湖高出35m，总库容约7.75亿m3。在采取开挖泄流槽的人工干预措施后，11月12日泄流槽开始过流，11月13日18：20堰塞体溃口流量达到33900m3/s，金沙江上游在建的叶巴滩、拉哇、巴塘和苏洼龙电站遭遇洪峰流量达28300～19800m3/s，超过万年一遇洪水标准[3][4]。

“11·03”白格堰塞湖灾害导致波罗电站进场公路路基损坏12.8km，2处边坡出现垮塌。叶巴滩电站左右岸导流洞再次遭遇洪水冲刷，截流道路和9km进场公路路面和挡护设施全部损毁，沿线供电、供风、照明设施全部损毁，沿线临时包括钢筋加工场、临时营地和环保设施全部损毁，沿线水情测报系统被毁，1座在建永久大桥桥基、桥钢拱架和附属设施全部损毁，2座跨江索桥全部损毁，1座炸药库损毁。拉哇电站2个隧洞江水倒灌，淤积严重，1.5km路基垮塌，拉哇沟工区和4号洞洞口2个工区设备、砂石混凝土系统设备和场地设备设施全部冲毁，1座跨江索桥冲毁。巴塘电站3km道路路基和挡护设施损坏严重，2座渣场沿江挡墙损毁，场内2座索桥冲毁，1座变电站基础挡墙冲毁，1座炸药库损毁。苏洼龙电站上下游围堰全部冲毁，基坑过水，大坝防渗墙和振冲桩受损，1座沥青拌和系统被冲毁，场内2座索桥桥台边坡冲刷严重，基本失去使用功能，2座渣场挡护设施严重冲毁，引水隧洞下支洞进水淤积严重，下游护岸工程被严重冲毁。

两次白格堰塞湖造成的各电站直接经济损失达5亿元以上。

图1 “11·03”白格堰塞湖溃堰金沙江上游各站址流量过程图Figure 1 The riverflow process diagram of hydropower stations in the 11.03 baige barrier lake

2 金沙江上游各电站应急处置措施

险情发生后，位于白格堰塞湖下游的叶巴滩、拉哇、巴塘和苏洼龙四级在建水电站面临严重的施工人员及设备安全威胁和工程局部损毁风险。华电金上公司快速响应，采取有效避让、主动干预、恢复生产等措施，最大限度降低了工程可能的损失。

2.1 快速启动应急响应机制

华电集团及金上公司第一时间启动Ⅰ级应急响应，成立应急抢险指挥机构并派负责人亲赴现场指挥，停止现场施工作业，安排了现场人员和机具安全有序撤离，及时研判险情和部署抢险工作。各项目单位与沿江两岸地方政府成立前线应急抢险救援指挥部，密切配合、有条不紊开展抢险工作。各级应急抢险指挥部办公室24小时值班，搜集现场资料，做好险情信息报送工作。

2.2 科学有效采取避让和防护措施

（1）对金沙江上游河道水情信息测量报送加密到1h 1次；

（2）快速安排进行堰塞体相关数据的测量；

（3）安排停止施工作业，快速撤离现场人员、可移动的机具和设备等；

（4）组织流域各电站设计单位分析各种工况下溃决洪水演变，为采取工程防护措施提供依据；

（5）有序拆除低高程部分临时设施，对部分重要临时设施进行保护等。

在“10·11”事件中，苏洼龙电站根据溃堰洪水计算接近堰顶主程但不会漫堰的结论进行了对上游围堰加高3m的工程保障措施。在“11·03”事件中，对各工程项目重点部位进行排查、梳理，制定了44项工程措施，包括跨江桥梁提前拆除，沿江低线公路隧洞封堵，临江大型设备提前拆除和加固，叶巴滩电站左右岸导流洞提前灌入江水等工程措施，以减少灾害损失，对苏洼龙电站上、下游围堰进行主动破口，降低洪峰流量，减轻对下游的不利影响。

图2 苏洼龙电站围堰主动破口应对“11·03”白格堰塞湖洪峰Figure 2 The cofferdam of Suwallong hydropower station actively break in response to the flood peak of“11·03 ”Baige barrier lake

2.3 坚决果断地采取“人工干预”措施

第二次堰塞湖发生后，经过计算，如不尽快采取干预措施，堰塞湖最终蓄水量将达到7.75亿m3。华电金上公司及相关设计院充分意识到事态严峻性，及时向国家有关部委、两省区政府汇报，提出人工干预的建议及相应措施。11月5日国家应急管理部同意对堰塞体采取开挖泄流槽引流人工干预方案。华电金上公司立即就近组织叶巴滩电站的施工设备奔赴现场，组织挖掘机12台，装载机5台，空压机5台，于8日10：00打通至堰塞体的施工通道，10日8：00完成泄流槽开挖，泄流槽长220m，顶宽42m，底宽3m，最大深度15m，底部高程2952.52m，开挖土石约2.6万m3，11月12日泄流槽开始过流，11月13日18：20堰塞体溃口溃口最大流量33900m3/s。此次人工干预将溃堰水头降低13.5m，蓄水量减少约2.16亿m3，洪峰流量较自然溃堰减少约30%，同时通过主动对苏洼龙水电站的上下游围堰进行破口拆除，减轻了对下游的损失程度[5][6]。

3 快速恢复生产，降低灾害损失

灾情过后，华电金上公司及所属企业考虑各电站当时的交通条件、关键项目工期安排及后续功能等快速制定了灾后复建方案，以桥梁、受损的交通、渣场、砂石混凝土系统、苏洼龙电站围堰、大坝及厂房基坑等为重点，高效开展生产恢复，于2019年5月底各电站全面恢复到正常施工状态；同时根据各电站受损情况及灾后复建的难易程度，合理评估对后续建设项目影响，科学调整各电站里程碑节点目标，苏洼龙电站首台机组发电时间由2020年12月调整至2021年7月，叶巴滩电站通过调整围堰为“两期建设，一期过水围堰”型式，截流时间由2018年11月底推迟到2019年3月底，首台机组发电时间由2025年7月推迟到2025年12月，巴塘电站和拉哇电站正在进行筹建期施工可以通过施工组织措施减轻所受的影响。同时通过保险理赔获得了3亿多元赔偿。通过上述综合措施，将各电站直接损失降低至1亿元左右，发电工期影响控制在半年左右。

4 大力推动滑坡体后续处置，消除或降低安全隐患

“11·03”白格堰塞体溃堰后，金沙江形成略偏向右岸的长约800m，底宽100～160m的泄流槽；左岸（四川侧）残留堰塞体长约800m，宽150～250m，高20～120m，体积约800万m3；右岸（西藏侧）河床存在部分堰塞体，滑坡体槽内及上下游侧壁残留约30万m3松散块碎石，滑坡后缘及上下游侧壁还存在K1、K2、K3 三个区变形破坏危险体，合计超过340万m3，且变形仍以每日4mm左右持续，存在再次失稳形成与“11·03”规模相当的大型堰塞湖灾害的风险。

为防止白格滑坡体再次垮塌堵江成灾，降低对金沙江上游在建电站的安全威胁，华电金上公司积极推进白格滑坡体和残留体后续处置工作。一是配合地方政府，于2019年3月底组织将则巴村到堰塞体道路改扩建完成，路面宽度6m，具备大型设备快速上堰干预条件。二是委托设计院研究编制了《金沙江白格堰塞湖与白格滑坡综合处置规划设计》，该报告分析了堰塞湖的当前情况，有可能再次垮塌形成大规模堰塞湖，提出了左岸河床残留堰塞体清理和右岸滑坡体后续处理建议方案。三是积极向四川、西藏两省（区）、国家相关部委汇报，推动开展后续处置工作。2019年5月底，四川省人民政府启动了左岸残留体清理工作，按照“将堰塞体残体靠近河道侧不小于40m范围内且EL.2920m以上的残留体全部清除”方案实施，7月中旬共计完成清理248万m3，腾出了河道空间，从而降低堰塞坝顶高程及溃堰洪水的洪峰流量。2019年6月5日，西藏自治区人民政府启动右岸滑坡残留体应急处置工作，按照“顶部削坡+边坡截排水”方案实施，9月16日应急处置工作完成，总计完成K1块体削坡39.7万m3，K2块体削坡15.1万m3，裂隙封填1200m，排水沟850m，提高了相应变形体尤其是K1区的稳定性，极大降低了滑坡体失稳风险和最大可能一次垮塌方量，从而降低滑坡后堵江成灾的规模。

图3 白格滑坡残留体变形危险体范围示意图Figure 3 The schematic diagram of Baige landslide deformation after Baige barrier lake

5 配合金沙江上游地质灾害风险评估，有效控制重大风险

灾害过后，中国水利水电科学研究院和水电水利规划设计总院分别组织开展了“金沙江上游地质灾害风险评估”工作，对不良地质体滑坡体进行全面调查和深入评价，以消除影响沿江人民生产生活和工业建设的不良因素。华电金上公司积极参与和配合本次风险评估工作。

对金沙江上游129处规模大于100万m3不良地质体的排查工作表明，稳定性差16处，不稳定1处，共占约13.2%，其中不稳定的1处为白格边坡。针对稳定性差和不稳定的不良地质体进行堵江风险分析后，堵江风险大的有4处，分别为白格滑坡、沙东滑坡、敏都滑坡和定曲河口滑坡。其中敏都滑坡、定曲河口滑坡虽存在堵江可能，但可能形成的堰塞湖规模不大，对流域安全影响较小。

位于拉洼水电站库区的沙东滑坡上游侧可见较大范围的历史滑动迹象，滑坡产生的堰塞湖库容约7200余m3，溃决后不致造成重大灾情。白格滑坡残留体极端情况下失稳，形成堰塞湖溃决洪水和“11·03”溃堰洪水规模基本相当，但可依靠电站调洪拦蓄能力，大大减轻损失，在苏洼龙电站大坝2021年具备蓄水条件后，即可消除溃堰洪水对下游沿岸人民群众生命财产影响；当叶巴滩电站大坝在2025年汛前浇筑到EL.2820m，采用临时断面挡水，可消除溃堰洪水对下游拉哇、巴塘梯级施工安全和下游影响；当叶巴滩电站投入正常运行后，通过合理水库调度运行，完全可以将类似“11·03”溃堰洪水拦蓄在水库；即使在极端情况下失稳堵江，通过制定应急预案和风险防范措施，也可大大降低工程损失。因此，金上流域不良地质滑坡堵江风险不影响梯级水电规划布置格局，金上公司在建梯级电站应对白格滑坡残留体再次滑坡堵江的措施和应急预案技术上可行，风险总体可控，电站建成后风险防控能力和减灾作用效果显著[7～9]。

6 结语

“10·11”和“11·03”两次白格堰塞溃堰洪水对金沙江上游各在建水电站造成巨大的安全威胁和较大经济损失，通过科学有效的应急响应、撤离避让、工程防护、人工干预等措施，未造成人员伤亡，直接经济损失降至最低，发电目标的影响控制在半年左右，通过后续处置和风险排查及评估及应对措施，后续风险得到有效控制，是一次成功的风险应对，为类似灾害的处置提供了借鉴经验。

金沙江上游水电站建成后，通过库容调节、预泄等措施，可以有效减轻甚至消除该流域类似大型堰塞湖灾害的威胁。建议继续加快建设，早日发挥相应水库的防灾抗灾减灾功能。

水电工程建设期技术力量、施工设备均较强，建议当地政府将该力量纳入相应地区应急能力建设，利于遇突发事件时快速组织进行应急抢险。

大型河流两岸地质灾害处理涉及应急管理、自然资源、水利等多个部门，建议加强对跨省河流上的地质灾害风险处置的协调联动，明确灾害处理和风险预控的牵头处理单位，以加快决策进程，主动防灾减灾。