美國(guó)奧羅維爾大壩溢洪道事故及處置

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1 事故發(fā)生過程

2017年1～2月期間，風(fēng)暴襲擊了美國(guó)加利福尼亞州(以下簡(jiǎn)稱加州)，并帶來了強(qiáng)降雨。在全州范圍內(nèi)，湖泊、河流和溪流水位陡漲導(dǎo)致洪水泛濫，大量河流(湖泊)超過最大蓄水量。受到風(fēng)暴的影響，巴特(Butte)縣奧羅維爾(Oroville)湖也面臨超過最大蓄水量的風(fēng)險(xiǎn)。奧羅維爾大壩是加州水資源計(jì)劃中規(guī)模最大的工程，為加州2/3的人口提供水資源，擋水建筑物為高235 m的奧羅維爾大壩，同時(shí)也是全美最高的大壩。

根據(jù)降雨徑流預(yù)報(bào)，2017年2月7日，主閘門溢洪道泄流量提升至1 543 m3/s，以降低水位。然而，加州水資源部(DWR)發(fā)現(xiàn)水流流態(tài)異常，因此暫停溢洪道泄流，以待進(jìn)一步的調(diào)查處理。然而工程師發(fā)現(xiàn)，溢洪道混凝土泄槽底部的大部分區(qū)域已經(jīng)開始被水流侵蝕。

發(fā)現(xiàn)問題之后，DWR立即與FERC以及其他大壩安全機(jī)構(gòu)展開磋商，在被侵蝕的溢洪道展開徑流試驗(yàn)，監(jiān)測(cè)有可能進(jìn)一步發(fā)生的侵蝕，同時(shí)也做好了啟用緊急溢洪道的準(zhǔn)備(在奧羅維爾大壩過去48 a的歷史中，還沒有對(duì)該緊急溢洪道進(jìn)行過測(cè)試)。

當(dāng)湖水位高于海平面275 m時(shí)，將開啟緊急溢洪道，水流從混凝土堰自然溢流，并沿樹木繁茂的山坡順流而下，沖積物進(jìn)入菲澤(Feather)河。因此，DWR迅速行動(dòng)，對(duì)山坡上的樹木進(jìn)行清理，盡可能減少?zèng)_入菲澤河的沖積物，同時(shí)對(duì)緊急溢洪道廊道進(jìn)行加固，盡可能避免損壞。

DWR迅速做出保證：無論緊急溢洪道是否投入使用，奧羅維爾大壩壩體將不會(huì)受到威脅，公眾也不會(huì)面臨潛在風(fēng)險(xiǎn)。將盡力避免使用緊急溢洪道，避免沖積物在下游河道沉積。

風(fēng)暴比之前預(yù)計(jì)得更猛烈，持續(xù)時(shí)間也更長(zhǎng)。為了對(duì)水庫(kù)入流進(jìn)行合理調(diào)度，將損壞溢流道的泄洪量從1 133 m3/s提至1 840 m3/s。雖然泄洪量增大導(dǎo)致帶閘門溢洪道被進(jìn)一步?jīng)_刷，但DWR認(rèn)為不會(huì)對(duì)上游大壩壩體造成整體性損害。

此外，DWR還試圖恢復(fù)海亞特(Hyatt)水電站的運(yùn)行。溢洪道損毀產(chǎn)生的碎片已經(jīng)在下游堆積，導(dǎo)致河水回流到了菲澤河的引水池，水位上升影響水電站運(yùn)行，故電站已停運(yùn)。如果海亞特水電站運(yùn)行恢復(fù)，可增加368 m3/s 的泄洪量。

盡管如此，2017年2月11日，緊急溢洪道還是首次投入使用。然而到2月22日，該溢洪道地基的侵蝕速度遠(yuǎn)快于預(yù)期。當(dāng)時(shí)，加州水務(wù)官員確認(rèn)緊急溢洪道存在垮塌風(fēng)險(xiǎn)。一旦垮塌，會(huì)形成一個(gè)高9 m的“水墻”，造成災(zāi)難性洪水。為應(yīng)對(duì)緊急溢洪道垮塌的威脅，加州州長(zhǎng)依法采取行動(dòng)，下令執(zhí)行州應(yīng)急計(jì)劃。

州長(zhǎng)表示，在過去1 a加州遭受了十多次災(zāi)害，因此在應(yīng)對(duì)此次災(zāi)害威脅時(shí)，財(cái)政上已經(jīng)捉襟見肘。他認(rèn)為，此次災(zāi)害極其嚴(yán)重且影響甚廣，需要持續(xù)有效的應(yīng)對(duì)處置，已經(jīng)超出了加州和地方政府的能力范圍，必需尋求聯(lián)邦政府的援助以保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

巴提速特(Buttei Sutter)縣和尤巴(Yuba)縣約188 000名居民被迫立即撤離，DWR通過繼續(xù)降低奧羅維爾湖水位，緩解緊急溢洪道壓力，溢洪道泄流量增加到2 832 m3/s。幾小時(shí)后，水庫(kù)入庫(kù)流量減少，緊急溢洪道停止溢流。

2月14日，隨著湖面水位持續(xù)下降，強(qiáng)制撤離令已修改為疏散警告。相關(guān)人員開始全天候工作，評(píng)估侵蝕損壞程度并清除溢洪道損毀產(chǎn)生的碎片。

2月20日，湖水位已經(jīng)降至海拔259 m附近。2月27日，DWR停止被損毀溢洪道的泄流，以便挖掘機(jī)能更好地進(jìn)行碎片清理工作。

雖然降雨還在持續(xù)，但評(píng)估和清理工作并沒有受到顯著干擾，也沒有引起人們對(duì)湖泊水位的擔(dān)憂。DWR表示，他們將繼續(xù)密切監(jiān)測(cè)天氣預(yù)報(bào)，

在3月5日的新聞發(fā)布會(huì)上，DWR表示，在溢洪道暫停泄流的過程中，奧羅維爾湖的水位不會(huì)超過260 m,這比緊急溢洪道啟動(dòng)時(shí)的水位還要低12.5 m。

接下來緊密開展相關(guān)清理、監(jiān)測(cè)和評(píng)估工作，并取得進(jìn)展。相關(guān)人員正在緊急溢洪道以下的區(qū)域、交通道路和其他受到緊急溢洪道徑流侵蝕的地區(qū)作業(yè)。在主溢洪道底部通道中，估計(jì)約有130萬m3的碎片，其中約 25.2萬m3已被清除。繼續(xù)疏浚有助于海亞特電廠恢復(fù)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。事實(shí)證明，碎片清理工作確實(shí)有助于降低溢洪道底部通道水位，并幫助電廠初步重啟發(fā)電。

3月3日，有1臺(tái)水輪機(jī)組進(jìn)行了滿發(fā)運(yùn)行，為渠道開挖人員提供了關(guān)鍵反饋信息，同時(shí)也對(duì)水庫(kù)管理的短期和長(zhǎng)期規(guī)劃提供了指導(dǎo)。然而，為了使挖掘機(jī)更好地清理碎片，3月4日水輪機(jī)關(guān)閉。該電站重啟后，水庫(kù)又多了一種泄流途徑。完全運(yùn)行后，發(fā)電產(chǎn)生的泄流量可達(dá)368 m3/s，可以對(duì)水庫(kù)入庫(kù)出庫(kù)流量進(jìn)行調(diào)度。DWR密切監(jiān)測(cè)大壩、溢洪道、海亞特電站的狀態(tài)和維修活動(dòng)的進(jìn)展。

2 啟 示

極端天氣對(duì)加州的道路、橋梁和防洪系統(tǒng)的壓力越來越大，在奧羅維爾大壩事件發(fā)生之后，州長(zhǎng)宣布實(shí)施一系列緊急和長(zhǎng)期措施，以加強(qiáng)大壩安全和防洪，并致力于修復(fù)州內(nèi)老化的水利基礎(chǔ)設(shè)施。

加強(qiáng)大壩安全和防洪的4點(diǎn)計(jì)劃包括：

(1) 投入 4.37億美元進(jìn)行短期防洪和應(yīng)急措施建設(shè)，其中，從共同基金(General Fund)中出資5 000萬美元，并盡快向立法機(jī)關(guān)申請(qǐng)撥款 3.87億美元。

(2) 要求為州內(nèi)所有大壩制定緊急行動(dòng)計(jì)劃和洪水淹沒地圖。

(3) 加強(qiáng)對(duì)加州所有大壩的檢查。

(4) 尋求聯(lián)邦政府的立即監(jiān)管，增加聯(lián)邦政府的資金投入，用以加強(qiáng)大壩的安全性。

然而，加州州長(zhǎng)表示，即使措施均得以執(zhí)行，加州在洪水管理基礎(chǔ)設(shè)施方面仍有近50億美元的資金缺口。