遼寧省德力吉水庫潰壩回顧分析

侯 鍇，黃延賀

(1.遼寧省水利廳供水局，沈陽110003;2.沈陽市水利建筑勘測設計院，沈陽110015)

1 工程概況

德力吉水庫位于大凌河支流老虎山河上，屬朝陽縣境。水庫集雨面積為1 359 km2，河流長度71.2 km，總庫容5 500萬m3，屬中型水庫。

水庫始建于1958年，由于壩址距下游錦承鐵路橋僅8.5 km，距朝陽市約35 km，故水庫定為Ⅱ級，應按100 a洪水進行設計，1000 a洪水進行校核。當時由朝陽縣組織各公社勞力，在大連理工大學部分學生和某工程師的協(xié)助下，當年汛期即初具規(guī)模并攔洪蓄水。但事先未進行勘探，也沒有設計文件。1958年攔洪時壩高22 m，溢洪道寬約40 m，1959年溢洪道加寬至70 m，同年汛期曾一度溢洪，庫水位達18 m。

1960年，省水電廳進行檢查時發(fā)現(xiàn)，水庫規(guī)模偏小，防洪標準低，僅相當于20 a一遇洪水標準，工程質量也存在問題。同年7月省水電廳勘測設計院拿出了水庫改建規(guī)劃報告作為臨時防洪措施。決定大壩加高2 m，溢洪道拓寬至100 m，并對上、下游坡、黏土心墻、大壩壩頭等部分的處理提出了明確要求。汛前進行了施工，但仍未達到300 a一遇洪水，壩高達24.4 m標準。1961年8月，為安全計，朝陽縣又在壩頂增設防浪墻，壩頂以上墻高1.2 m(磚砌體)，基礎深0.8 m(漿砌石)，以爭取達到抗御300 a洪水要求。但直至水庫失事前仍未達到上述要求。具體見表1。

2 潰壩過程

1962年7月24日14:31～25日21:25，水庫上游連續(xù)降雨121.9 mm，隨后26日3時～9時，又降了72.2 mm。25日8:30，水庫水位上升至16.88 m，之后不久溢洪道開始泄流，26日7時，庫水位升至23 m，7:14分水位最高達23.44 m，7:15于大壩0+315附近迎水坡距上游壩頂0.7～0.8 m處出現(xiàn)漩渦，壩下游坡距壩頂下面2 m附近開始出現(xiàn)管涌，繼之壩頂土石塌落，防浪墻失去支撐，約有20 m長一段塌落。7:20，大壩開始決口，洪水外溢。決口由西向東(左)發(fā)展延伸，8時潰壩過程最快，水位由23.5 m驟降至19.5 m，至10:35，庫內存水基本泄空。大壩決口為上口寬156.3 m，下口寬95.2 m，決口部位均在主河槽內。

表1 項目要求及施工結果對比表

險情發(fā)生后，由于交通中斷，使搶險隊伍不能及時到達現(xiàn)場，僅管理所的7名同志與洪水進行了斗爭，再加上防汛物資短缺，最終沒有成功，但連續(xù)觀測了水位并及時向市、縣防汛指揮部門進行了匯報，掌握了洪水變化及失事情況等。

3 損失情況

1)水庫垮壩后，庫存5 100萬m3水量在150 min內全部泄空，造成了16 900 m3/s的垮壩流量，使下游兩岸之楊樹灣，大平房及臺子三公社田地、房屋、林木受到直接沖擊，受災農田1 573 hm2，沖倒房屋3 465間，受災1 562戶，受災人口7 301人，并發(fā)生人員和牲畜死亡事故。壩址下游8.5 km處之錦承線21孔黃花灘大鐵橋全部沖毀，使鐵路交通中斷15 d，一段時期內不能恢復原有運輸能力。

2)由于得力吉水庫垮壩，使大凌河干流之最大洪峰流量提前6 h出現(xiàn)，朝陽市洪峰達16 600 m3/s，使最高洪水位增加約1.2 m，持續(xù)時間延長6 h。如果水庫不垮，朝陽市洪峰約在10 000m3/s左右。市區(qū)堤防決口39處，長1 970 m，洪水漫堤7 300 m。市區(qū)內平均進水深1 m以上。受淹房屋10 181間，其中倒塌3 133間，死亡10余人。

4 潰壩原因

德力吉水庫垮壩前最高庫水位為23.44 m，如果大壩不垮，最高庫水位亦不過23.47 m，未達到23.88 m之壩頂高度，不會使其漫頂。壩之失事，系開始于壩體管涌破壞。因此，造成大壩決口失事的主要原因是由于工程存在著嚴重的質量問題。

4.1 壩端結頭問題

大壩開始決口部位位于右壩端0+315附近，這是全壩線質量問題最為集中的薄弱地段。施工中，右壩頭未開挖結合槽，山坡坡度多變且不平整，與壩體接觸之局部山體邊坡近乎直立，因此，當工程蓄水運用以后，將可能出現(xiàn)下列后果:

1)壩頭將由于不均勻沉陷出現(xiàn)裂縫，尤其是與直立巖體結合處更易產生通縫，當水位升高壓力增大后，即將沿此裂縫產生管涌，破壞壩體而失事;

2)由于山坡未認真進行清理，壩體土料難以與山坡緊密結合，同時又未開挖結合槽，故原有不平整和不密實的山坡便形成了極易滲水之通道。蓄水后之繞壩滲漏必不可免，持久之繞滲結果，將逐漸破壞壩體與山坡結合的條件，一旦遭遇洪水，水位增高，水壓力增大后，即可能在此處產生管涌而導致壩之失事。

這已從大壩決口失事之開始產生管涌的部位及垮壩后外露之山坡得到證明。

4.2 右壩頭裂隙問題

如前所述，右壩頭矽化石灰?guī)r節(jié)理裂隙甚為發(fā)育且有溶洞，北東、北西兩組裂隙相互切割，形成了上下游滲水通道。裂隙寬長達0.5～1.0 m。施工中，寬大裂隙及沖溝內洪積坡積物(黏土及碎石)未經清除即填筑壩體，而寬大裂隙之出口位于壩下游體之下部。1960年，曾在右壩頭上游進行過黏土處理，但僅達17.5 m左右亦不徹底。因而裂隙防滲處理問題未得解決。從初步鉆探壓水資料來看，右壩頭節(jié)理裂隙集中地帶之滲透系數達6 m/d以上，滲透性強。

自1958年欄洪蓄水后，右壩頭裂隙中之滲流即處于發(fā)展過程，當年汛期庫水位達23.44 m，為蓄水后最高紀錄。

當壩體在下游坡上部出現(xiàn)管涌后，壩體被淘刷、塌落，促進了大壩的迅速失事過程。

4.3 大壩頂部加高部分質量問題

大壩于1960年加高部分之質量較差。通過在0+080，0 +140處挖試坑取樣檢查，壩頂部土料不均勻，有黃色、黑色黏土及山皮土，平均干容重＜1.50 t/m3，土中并夾雜有沙礫料。上游邊坡較陡為1∶1.7，護坡石料下面無沙礫料墊底，防浪墻雖為漿砌石，但施工方法不當，孔隙較大;0+310～0+ 320為大壩加高部分，質量更差。上游坡坡比為1∶0.7～1∶1.0，護坡下亦無沙礫料墊底。1960年汛前搶修時，曾一度由右岸山頂向下拋土(0+315附近)，由于黏土質量不好，加水量多，壓實時成為泥濘狀。故完工后兩年來極易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。故當水位升高，壩體浸潤線亦隨之抬高，由于土體浸水后沉陷不均，形成了縫隙而管涌。

以上三方面原因結合在一起，便加速了大壩破壞過程。

另外，洪水較大及防守麻痹大意也是一方面原因。

5 經驗教訓

1)科學合理的規(guī)劃設計是水庫建設必不可少的一項前期工作，先天不足問題必須抓緊彌補，建立檔案，以便針對工程問題進行除險加固。

2)施工質量是水庫安全運行的基本保證。德力吉水庫由于歷史原因已無法挽回，但現(xiàn)有新建和除險加固工程應嚴格按照基本建設程序認真管理，并分階段逐步驗收。

3)應建立完善的《水庫防汛搶險應急預案》。德力吉水庫雖與上游農場成立了聯(lián)防指揮部，但汛期調動不靈活，水庫管理所僅有數十條麻袋，且上壩公路低于壩頂2～3 m，發(fā)現(xiàn)險情得繞道上壩，再加上交通中斷，搶險隊伍無法到位，只能眼看大壩決口失事。

4)對水庫防汛及管理工作應給予足夠的重視。市縣有關部門對水庫當年的防汛工作缺乏充分的分析和估計，對歷年檢查出的問題未及時采取有效措施加以解決，存在一定的麻痹大意思想，認為水庫已基本達到100～300 a洪水標準，汛前竟撤銷了流量站和雨量站，并取消了防汛電臺，這些都應引以為戒。

［1］ 吳中如，沈長松，阮煥祥.水工建筑物安全監(jiān)控理論及應用［M］.南京:河海大學出版社，1990.

［2］ 驪能惠.土石壩安全監(jiān)測分析預報系統(tǒng)［M］.北京:中國水利水電出版社，2002.

［3］ 顧慰慈.滲流計算原理及應用［J］.北京:中國建材工業(yè)出版社，2000.