由于持續(xù)降雨,密歇根州Tittabawassee河上發(fā)生梯級(jí)水電站連續(xù)潰壩(漫壩)。美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月19日19:30左右,Edenville大壩漫壩并潰決,下泄洪水于20:49又沖垮下游Sanford大壩,迫使密歇根州中部約1萬人撤離。另據(jù)外媒報(bào)道,Edenville大壩上游的Smallwood大壩也發(fā)生漫壩,具體時(shí)間不詳。根據(jù)美國(guó)有線新聞網(wǎng)CNN當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月20日17時(shí)左右報(bào)道,潰壩洪峰已經(jīng)過去,目前暫無人員傷亡報(bào)道。前日,我們于事故發(fā)生的第一時(shí)間報(bào)道相關(guān)情況(突發(fā)!美國(guó)密歇根州連潰兩壩 上萬人緊急撤離),隨著當(dāng)?shù)孛襟w報(bào)道與披露資料的不斷增多,我們嘗試著進(jìn)一步廓清這次重大事故的種種疑團(tuán),并探討它為我國(guó)大壩安全監(jiān)督管理帶來的警示。密歇根州Tittabawassee河修建有4座水電站大壩,從上游依次為Secord、Smallwood、Edenville和Sanford,工程主要任務(wù)均是發(fā)電。上述四座水電站均修建于1924年,至今已服役96年,現(xiàn)由Boyce Hydro公司負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)。
Tittabawassee河梯級(jí)水電站位置示意圖Secord大壩位于格拉德溫縣,距格拉德溫市東北約13.7km、米德蘭市上游約67.6km,是此次事件中唯一幸免的大壩。Smallwood大壩位于米德蘭市上游約54.7km處。該壩建于1924年,主體結(jié)構(gòu)由混凝土溢洪道和發(fā)電廠房組成。壩頂高程214.8m。2000年,堤壩上游側(cè)加固了防滲樁墻。在正常蓄水位214.8m的情況下,水庫(kù)蓄水面積約為2.02k㎡。大壩總長(zhǎng)度約為313.9m,混凝土溢洪道和發(fā)電廠房約為22.9m。
Edenville大壩位于米德蘭郡和格拉德溫郡之間。大壩由兩部分組成,一部分壩段在Tobacco河上,另一部分在Tittabawassee河上,裝機(jī)4.8MW,壩體為土壩,兩側(cè)均設(shè)有混凝土溢洪道。壩頂高程216.3m,大壩總長(zhǎng)度1.9km,壩高16.6m,每條溢洪道長(zhǎng)度約21.3m。在正常蓄水位205.98m時(shí),水庫(kù)蓄水面積約為9.3k㎡,水庫(kù)庫(kù)容約4933.9萬m3,按照我國(guó)定義,是一座中型水庫(kù)。從潰壩現(xiàn)場(chǎng)視頻看,此次大壩潰決位置位于左側(cè)壩段。Sanford大壩位于Edenville大壩下游約11.3km處,壩長(zhǎng)600m,大壩高7.9m,安裝有3臺(tái)發(fā)電機(jī)組,總?cè)萘?.3MW。大壩有6孔溢洪閘,由液壓?jiǎn)㈤]閘門控制。漫頂潰決位置始于緊鄰溢洪道的壩體位置。據(jù)美國(guó)國(guó)家氣象局消息,5月17日和18日,當(dāng)?shù)亟涤炅窟_(dá)100~180mm,Tittabawassee河在19日上午進(jìn)入大洪水期。據(jù)了解,潰壩影響地區(qū)的應(yīng)急部門具有較完備的各標(biāo)準(zhǔn)洪水和潰壩洪水風(fēng)險(xiǎn)圖。
5月19日全天,美國(guó)國(guó)家氣象局向Tittabawassee河流域不斷發(fā)布洪水警報(bào),敦促民眾撤離。米德蘭市位于Tittabawassee河畔,人口數(shù)量約為4.3萬。當(dāng)?shù)卣ㄟ^手機(jī)即時(shí)通訊工具、網(wǎng)站等及時(shí)發(fā)布了潰壩信息,約1萬人進(jìn)行了撤離。密歇根州州長(zhǎng)19日晚間宣布進(jìn)入緊急狀態(tài),并呼吁受影響地區(qū)數(shù)以千計(jì)的民眾前往親友家中或緊急避難所?!霸诮酉聛淼?2至15小時(shí)內(nèi),米德蘭市中心可能會(huì)被9英尺(2.74m)深的洪水淹沒”。從事故后的現(xiàn)場(chǎng)圖片看,潰壩洪水經(jīng)過米蘭德郡后,繼續(xù)向下游演進(jìn),經(jīng)弗里蘭,并由貝城匯入休倫湖。潰壩下游河段下游有一家著名企業(yè)陶氏化學(xué)的總部,包含三家大型化工廠區(qū),據(jù)當(dāng)?shù)卣烙?jì),米徳蘭化工基地將有一半?yún)^(qū)域被淹沒,目前還暫時(shí)不清楚洪水可能對(duì)化工廠造成的影響,并且未來對(duì)下游和休倫湖生態(tài)的影響也還不能確定。潰壩洪水發(fā)生后,陶氏化學(xué)公司表示,已啟動(dòng)緊急行動(dòng),包括安全關(guān)閉仍在生產(chǎn)塑料和其他化工產(chǎn)品的區(qū)域。從已有信息源和潰壩位置衛(wèi)星圖像推測(cè),導(dǎo)致潰壩主要因素是持續(xù)降雨、大壩泄流能力不足、大壩運(yùn)行維護(hù)不到位。持續(xù)降雨。美國(guó)國(guó)家氣象局對(duì)該地區(qū)的降雨過程做出了較準(zhǔn)確的洪水預(yù)報(bào),最大洪水來臨時(shí)段與Edenville潰決時(shí)段幾乎重合。關(guān)于此次洪水是否超過大壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),尚缺乏數(shù)據(jù)支撐。大壩泄流能力不足。有關(guān)報(bào)道稱,外界此前就已開始擔(dān)憂上述幾座大壩的安全狀況。其中Edenville大壩由于長(zhǎng)期未解決溢洪道泄流能力不足問題,屬高風(fēng)險(xiǎn)大壩,2018年被密歇根州評(píng)定為不合格的狀態(tài),且由于Boyce Hydro公司存在違規(guī)問題,被聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(huì)(FERC,F(xiàn)ederal Energy Regulatory Commission)吊銷了運(yùn)營(yíng)許可證。此后,Edenville大壩的管理權(quán)被密歇根州環(huán)境、大湖和能源管理局接管。從FERC于2018年9月10日起生效的Edenville大壩許可吊銷文件看,該水庫(kù)不具備應(yīng)付可能最大洪水(PMF)的下泄能力,實(shí)際泄洪能力僅能達(dá)到要求值的50%。可以推測(cè),由于泄洪能力不足,即使遭遇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)洪水,Edenville大壩亦有漫頂潰決的可能,其潰壩洪水下泄又造成了下游Sanford大壩的潰決。
大壩運(yùn)行維護(hù)不到位。Edenville和Sanford大壩都是運(yùn)行近100年的大壩。Edenville需要更大的溢洪道以及更好的保護(hù)措施,以防漫頂損壞。但遺憾的是,因維修成本較高,業(yè)主沒有及時(shí)進(jìn)行溢流到擴(kuò)建。Sanford雖然通過了當(dāng)時(shí)的評(píng)估,但也因?yàn)榻?00年的運(yùn)行歷史讓人對(duì)其質(zhì)量產(chǎn)生了擔(dān)憂。事件發(fā)生前,包括這兩座大壩在內(nèi)的數(shù)座大壩正在公開招標(biāo)改擴(kuò)建,都因種種原因沒有企業(yè)愿意競(jìng)標(biāo),直至發(fā)生潰壩事故。
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聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(huì)表示,自2004年以來,他們一直在敦促Boyce Hydro公司對(duì)大壩進(jìn)行升級(jí)改造,使其能夠抵擋預(yù)期可能發(fā)生的大洪水。經(jīng)前期評(píng)估,Edenville大壩需要更大的溢洪道以及更好的保護(hù)措施,以防漫頂損壞。但因維修成本較高,業(yè)主沒有及時(shí)擴(kuò)大其溢流能力。
事實(shí)上,Edenville大壩被要求提高泄洪能力的文件記錄最早甚至可以上溯到1999年1月。而在此后的20余年中,大壩業(yè)主雖然由Wolverine Power Corporation變更為Boyce Hydro(2004年),他們與大壩監(jiān)管機(jī)構(gòu)“打太極”方式一直未變——通過各種泄洪能力專門論證拖延整改,水庫(kù)的泄流能力也一直未能本質(zhì)提升。即使2018年大壩發(fā)電許可被吊銷,大壩業(yè)主也僅將大壩列入待出售狀態(tài),而沒有采取任何有針對(duì)性的處置措施,最終釀成此次大壩潰決事件,嚴(yán)重威脅了下游地區(qū)的公共安全。
從上述情況看,這與2017年美國(guó)加州奧利維爾大壩溢洪道事故有著同樣“診而不治”的原因,反映了美國(guó)在大壩安全監(jiān)督管理機(jī)制上存在缺陷。
近年來,國(guó)內(nèi)外已經(jīng)發(fā)生多起水電站大壩嚴(yán)重事故。今年5月,烏茲別克斯坦Sardoba大壩潰壩,造成4人死亡、1人失蹤、56人受傷,附近7萬多人被疏散;去年7月,我國(guó)汶川地區(qū)因?yàn)閺?qiáng)降雨和泥石流,龍?zhí)端娬荆ㄐ∷姡┌l(fā)生泄洪設(shè)施淤堵漫壩,太平驛水電站因下游堰塞湖被淹沒。上述事故和災(zāi)害為我國(guó)大壩安全監(jiān)督管理工作敲響了警鐘,針對(duì)當(dāng)前面臨的新形勢(shì)和新任務(wù),對(duì)我們有以下警示:一、必須進(jìn)一步強(qiáng)化大壩安全意識(shí),時(shí)刻謹(jǐn)記大壩運(yùn)行安全事關(guān)公眾生命和財(cái)產(chǎn)安全,不能有絲毫的懈怠。水電站的運(yùn)行管理單位要始終把大壩安全放在第一位,嚴(yán)格按照國(guó)家法律法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,健全管理體系、落實(shí)安全責(zé)任,保證工程建設(shè)質(zhì)量、規(guī)范運(yùn)行維護(hù)工作,確保水電站大壩運(yùn)行安全。二、在全球極端氣象情況和地震頻發(fā)的自然條件下,需謹(jǐn)慎設(shè)計(jì)度汛方案,充分考慮設(shè)計(jì)洪水發(fā)生改變,或者原有設(shè)計(jì)泄洪泄流能力未達(dá)到設(shè)計(jì)要求,或者調(diào)度泄洪通道受阻等原因可能造成的工程防洪隱患,明確對(duì)工程進(jìn)度及相關(guān)度汛措施的要求和留有余地。同時(shí),還應(yīng)特別關(guān)注閘門、啟閉機(jī)等泄洪設(shè)施的金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行情況,保證在需要時(shí)能及時(shí)啟閉運(yùn)行。三、大壩運(yùn)行管理單位要重視并做好風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控和隱患排查治理,落實(shí)安全經(jīng)費(fèi),及時(shí)徹底解決檢查發(fā)現(xiàn)的安全問題。持續(xù)降雨是本次多座大壩失事的誘因,而Edenville大壩泄流能力不足和運(yùn)行維護(hù)不到位可能是此次水庫(kù)連續(xù)潰決的主因,這暴露了其安全管理體系的重大缺陷,“診而不治”,多年來對(duì)監(jiān)管單位的連續(xù)警告置若罔聞,最終釀成了此次大壩潰決事件。四、大壩運(yùn)行單位要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急能力建設(shè),提升應(yīng)急演練水平,積極應(yīng)用各類現(xiàn)代化技術(shù)手段,進(jìn)一步提高災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警能力。尤其在汛期,要立足于嚴(yán)防潰壩、漫壩等重大險(xiǎn)情,壓實(shí)防汛責(zé)任、落實(shí)防汛措施,加強(qiáng)汛期應(yīng)急處置,有效應(yīng)對(duì)各種突發(fā)天氣情況。進(jìn)一步建立完善上下游、干支流各水電站業(yè)主之間的信息共享共用技術(shù)途徑和工作機(jī)制,確保響應(yīng)的聯(lián)動(dòng)、協(xié)調(diào)。要按照有關(guān)規(guī)定和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開展大壩下游潰壩洪水分析、繪制洪水風(fēng)險(xiǎn)圖,為可能發(fā)生的洪水災(zāi)害應(yīng)急搶險(xiǎn)和救援提前做好準(zhǔn)備。五、關(guān)注大壩老化問題。Tittabawassee河部分大壩潰決,只是密歇根州大壩老化問題的一個(gè)縮影,密歇根州大約有2600座大壩,其中三分之二的大壩已經(jīng)超齡服役,在未來五年內(nèi),密歇根州大約80%的水壩將超過50年的使用年限。對(duì)于老壩,更應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)安全檢查,定期開展全方位的安全評(píng)估,在風(fēng)險(xiǎn)可控的情況下確保安全運(yùn)行。