长江水文

【身边的故事】与时间赛跑

来源:“长江水文”公众号 时间:2019-03-04 作者: 杜涛 王琨 编辑:徐高洪 邵骏

2018年是不寻常的一年,金沙江和雅鲁藏布江接连发生4次堰塞湖,水资源中心倾全处之力抢算堰塞湖溃坝洪水。

“又来了!?”

微信群里叮咚一响,我们猛地发出一声惊呼。这是11月3日,一个周六的晚上8点半,办公室里的同事们本都准备再加会儿班就回家去了。微信群传来了徐高洪主任转发的水文局关于白格堰塞湖右岸山体再次垮塌形成堰塞湖的消息。这次垮塌发生在三个多小时前,傍晚5点左右。距离第一场堰塞湖还不到一个月,上次的工作才刚刚收尾,所有人都以为可以过一个寻常的周末了,它就又来了。

故事要从20多天前说起,10月10日晚间,西藏昌都市波罗乡发生山体滑坡,造成金沙江断流并形成白格堰塞湖。

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“10.10”白格堰塞湖

11日上午,接到水文局应急处置的紧急通知后,水资源中心迅速组建以徐高洪主任为组长的溃坝洪水分析计算小组,紧急开展堰塞湖水位~库容曲线量算及溃坝洪水计算工作。

工作伊始,大家面对的就是现场资料匮乏的困境——堰塞体具体位置不清楚、堰顶高程未掌握、河段比降、坝前水位和蓄水量这些洪水计算的关键数据一概不知。面对这个棘手的局面,应急小组首先不断整理分析现场反馈的可靠信息,并同时查找谷歌地球和堰塞体所处河段水电站设计资料,徐主任和我们一起在图上一步步找寻堰塞体的踪迹,眼睛都快要贴到了电脑屏幕上。在经过多种分析后,终于初步确定了堰塞体的大致位置。

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寻找“10.10”白格堰塞湖位置

堰塞湖的位置大概找到了,墙上的表也转了钟。接下来便是连夜的数字高程地形提取、水位库容曲线量算、高水水位流量关系曲线外延以及溃坝洪水计算。

堰塞湖应急抢险,抢的是什么?抢的时间,抢的是效率,抢的是人民生命、财产的转移。哪里的人口和物资需要转移,这就要知道下游各个位置的水位涨幅,水位又是由流量根据水位流量关系推求的;那么各个断面的洪峰流量从哪里来?由坝址处的溃坝洪水演进而来,这就是我们为什么要算溃坝洪峰。水在库里装着,那水库的形状和容积就得知道,这就需要依托地形资料进行堰塞湖水位库容曲线的量算。如此看来,整个应急抢险工作一环扣一环,时间的快车不容许我们任何一个小小的计算环节迟到。

日复一日地会商,夜复一夜地计算,终于,在12日下午6点,洪水冲垮堰塞体奔腾而下,13日、14日、15日,堰塞体下游巴塘、奔子栏、石鼓等水文站相继现峰转退,白格堰塞湖险情基本解除。电脑前的我,听不到咆哮的浪涛,只能从前线传来的一组组数据聆听洪峰的到来与远去。洪峰过后,只感到一股倦意袭来,我们互相打趣说,只想好好睡上一天。可是大家心里都清楚,原滑坡体后缘裂缝尚未完全贯通,简单的说,就是还有一块山体挂在那儿欲坠未坠,仍不能排除再次滑坡风险,通宵达旦过后,是枕戈待战。接到马建华主任指示后,工作小组立即开展洪水计算参数再率定,并进一步完善模型,以备不时之需。

现在,我们把时间拉回到11月3日晚,在短暂的心理冲击后,中心分析计算小组原班人马便快速调整进入备战状态。有了前一次的经验,大家的任务分工已经非常明确。20多天的时间,这支队伍迅速地成长,在紧张的心情下,各项工作仍旧有条不紊地推进。

“10.10”堰塞湖处置为这次的计算提供了宝贵的数据和技术支撑,我们不再是单单凭借理论和经验推算,而是依托上一次计算成果进行反率定,给牵一发动全身的参数们埋下了更加可靠的根基。

11月4日上午在委里会商的过程中,前方传回了多项数据,其中就包括堰塞体的体量——顺水流方向长273m,顶高程较上一次堰塞湖高30m,单论土方量,并没有上一次的大。

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“11.03”白格堰塞湖

这样看起来问题似乎并没有想象的那么棘手,然而新滑坡体恰好就堵在了第一次的泄流槽位置。堰塞体就像一个天然形成的大坝一样,结结实实地横亘在金沙江上,如果水盛满,水面的末端会向上游方向延伸出几十公里。根据紧接着的对水量和洪峰流量的估算,预估这次总水量会比第一次的2倍还多,溃坝洪峰更是可能达到第一次的3倍以上。这意味着什么?上次的溃坝洪峰为10000m3/s,按照上次率定的模型再次计算,本次洪峰会超过30000m3/s。如若处置不及时或方法不当,那么对于堰塞体的上游、下游来说,都将是即刻可见的灾难——随着来水越壅越高而不溃坝,那么上游的村庄就会因为淹没而消失,随着堰塞体的溃决,巨大的洪水更是会顷刻间让良田化为乌有,让生命惨遭涂炭。下游奔子栏、巨甸、石鼓等多个沿江场镇数万人口等待转移。举个例子,1975年8月的河南省“板桥水库溃坝”事件,造成了29个县市近1100万人受灾,数万人死亡,直接经济损失近百亿,当年河南省全省GDP也不过才128亿。这次白格堰塞体下游56km、225km处就是在建的叶巴滩和苏洼龙水电站,再往下400多km起就是金沙江中游的六个梯级。此时此刻,叶巴滩即将截流,苏洼龙正在围堰体中施工。金中六个梯级上万MW的装机承担着西南、华南、西北、华东地区的供电任务。苏洼龙发生二次溃坝会把洪灾进一步扩大,一旦梨园溃坝,那么金沙江中下游各梯级电站均将产生超校核标准洪水,也就是说,洪水会像推多米诺骨牌一样一级级推下去。堰塞湖下游还有巴塘、奔子栏、石鼓等金沙江干流重要控制性水文站,有大量的水文资料和监测设备等待紧急转移,还要时刻准备着启动应急监测程序。这个时候,及时可靠的溃坝洪水分析计算成果,直接决定了前后方的决策部署。

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“11.03”白格堰塞湖下游水电站及重要水文控制站分布示意图

那么,在后方战斗的我们,在办公室里,在会商现场,在和预报中心、设计院、长科院相互商议、统筹决策的过程中,究竟需要挖掘出哪些信息呢?

首先,堰塞体何时溃决,以什么样的方式溃决;

其次,溃决发展的过程,从涓涓细流到排山倒海要经历多长的时间;

再次,洪水一路奔腾而下的过程中,将在什么时间,以多大的流量通过每一个重点监测的断面。

每一个需要回答的问题,都需要各种计算方法相互佐证比选。

在接下来的工作中,工作小组为了进一步准确确定参数,在对第一次计算成果反率定的基础上,对以往发生过的易贡堰塞湖、唐家山堰塞湖以及刚刚发生的雅鲁藏布江米林堰塞湖成果进行了反复的推演检验。纵观历次堰塞湖溃决事件,堰塞体多数以渐溃方式溃决。据此,工作小组采用多种计算方法,模拟了近30种溃决方案。早上8点半的会商现场,有这么一幅场景每天上演,金主任发出指令:水文局报成果,设计院报成果,长科院报成果。会商动辄讨论到下午。那么每天的计算成果什么时候出?那就是从晚上到早晨短短几个小时的时间抢算。初估、计算、检验、机理研究,每天都要推进新的节点,因为时间在跑、堰塞湖水位在涨、前线决策者在等。最终,计算得到的溃坝洪峰流量达30000量级,演进至巴塘、奔子栏等站点的洪峰流量均超万年一遇。通过一个个不眠的夜,基本回答了堰塞体什么时候溃,以什么样的方式溃以及溃决出多大的洪水量级的问题。溃坝实际发生后,经过动、静库容反推坝址最大下泄洪峰流量约31000m3/s,与先前计算成果基本吻合。

快速的响应和计算,及时的会商和上报,准确的溃坝洪水计算成果,为预报、前方采取的工程和非工程措施、应急监测等工作提供了重要的参考。正是对溃坝时间的准确估算,前方得出了有时间进行人工干预的结论,进而确定了挖掘机开挖泄流槽的方案;正是对高水水位流量关系的外延,水文上游局及时采取人员和设备的撤离转移,并把握住了每一个关键时间点,测到了各监测点的洪峰流量;正是溃坝洪水量级的及时确定,为金沙江中游梯级水库预留出消落库水位的时间,并为即将到来的洪水预留出13亿m3的库容。最终,本次堰塞湖应急处置工作取得了零人员伤亡的巨大胜利。

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挖掘机开挖泄流槽的工程处置措施

如果说白格堰塞湖是一次人民生命财产安全的劫难,那么使之最终渡劫的,是各个单位部门通力合作,一人搭一把手地推动着的那艘船。应急解除,脑子里还全都是噼里啪啦的键盘敲击声,鼻子好像还闻得到那放了一宿都没来得及吃上一口的盒饭的味儿,眼前还是徐高洪主任和大家伙一起围站在一台电脑前,度过一个个不眠不休的夜。

这次应急抢险,对我们来说是一次巨大的挑战。关于应急响应的加强,还有太多太多的工作要做。水火无情,灾难面前,人人渺小。我们期望天灾永远不要再来,但我们绝不惧怕它,因为我们正扛着技术的枪,时刻准备着。

责任编辑:郑力
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