偵測工作在水利災害應急救援中的應用

(中國人民武裝警察部隊 水電第一總隊，廣西 南寧530018)

1 紅石巖堰塞湖處置

1.1 基本情況

2014年8月3日16：30，云南省魯甸縣發生6.5級地震，地震造成重大人員傷亡，對人民生命財產和基礎設施造成巨大的破壞。8月3日17：40，昭通市防辦接到昭陽區水利局情況報告，在魯甸縣火德紅鄉李家山村和巧家縣包谷垴鄉紅石巖村交界的牛欄江干流上，地震造成兩岸山體塌方形成堰塞湖。

紅石巖堰塞湖堆積體高83～96 m，迎水面長286 m、背水面78 m，順河方向寬度753 m，堰塞體總方量約1 200萬m3。堰塞湖集水面積11 832 km2，水位達到堆積體頂1 216 m高程時庫容將達到2.6億m3，上游回水長度25 km,水面7.1 km2，影響人口0.9萬人、淹沒耕地567 hm2。堰塞湖下游兩岸分布有魯甸縣4個鄉鎮、巧家縣5個鄉鎮、昭陽區1個鄉鎮，涉及3萬余人，耕地2 201 hm2。水量如此巨大的堰塞湖對上、下游人民生命財產等造成嚴重威脅。當時牛欄江處于主汛期，余震不斷，暴雨頻發，入庫流量大，堰塞湖水位上升快。如遇強降雨，堰塞湖內水位將迅速上升，將加劇庫區地質災害的發生。同時堰塞湖潰決風險日益增加，一旦潰決，將形成潰壩洪水，對下游沿岸人民生命財產造成的危害難以估量，并直接威脅著下游天花板、黃角樹等水電站安全，極易引發連鎖災害，故堰塞湖排險處置迫在眉睫。

8月7～12日，經過6個晝夜的不間斷作業，武警水電部隊成功在堰塞體頂部打通一條底寬5 m、深8 m的泄流槽，降低了水位，減少了庫容，之后利用工程減流的機理，解決了紅石巖堰塞湖帶來的安全隱患。

1.2 偵測過程分析

2014年8月3日下午16：30，地震發生, 昭陽區水利局當即命令所屬單位和人員加強對區域內的水情及水利設施情況的調查與監測；17：40，獲知紅石巖堰塞湖險情，立即上報市防辦，全程用時約70 min。

昭通市防辦接到紅石巖堰塞湖險情的報告后，立即啟動應急響應機制，將情況上報省防辦，同時派出相關部門的專業技術人員，連夜趕赴魯甸、巧家地震災區察看災情。8月4日清晨08：00許到達火德紅李家山村大坪村社，因交通中斷步行2 h抵達堰塞體上游。

地震發生后，水電部隊積極關注險情態勢，收集水文、地質、區域概況等相關信息，并就該部隊在地震災害救援中可能擔負的任務，收集物資、裝備、人員等信息。例如，在接到正式搶險命令之前，觀音巖項目部在接到有可能去地震災區處理堰塞湖的通知后，及時聯系反鏟和推土機等搶險設備。當救援人員到達昭通市后，所有設備都已裝車完畢，為救援部隊及時進入災區進行道路搶修贏得了寶貴時間。

部隊派出先遣組提前趕往災區，對交通道路情況、災情現狀及救援進展進行勘察。經過勘察發現，由于受地震影響，昭通—巧家公路魯甸至天生橋段道路塌方嚴重，尤其是天生橋附近2 km公路從地震發生到8月5日仍未搶修通；下游昭巧公路天生橋距堰塞湖約6 km，局部路段塌方形成斷崖，交通恢復十分困難。聯指商討后決定，裝備設施利用浮船從上游運往堰塞體。救援人員通過水路使用沖鋒舟往返于堰塞體和上游臨時碼頭。偵測人員第一時間將此情況反映給前指，前指立即命令部隊將已經裝車準備運往下游的設備向上游火德紅鄉開進，利用浮船將PC360反鏟運送到堰塞體上游，實現了首臺大型裝備上堰頂的目標，為部隊遂行上游側泄流槽開挖創造了條件。

根據國家防總的要求，按照省委省政府指示，2014年8月4日下午，云南省水利廳、省發改委、省能源局、省移民局主要領導與相關部門領導、專家趕赴堰塞湖上游區域調查，并在魯甸縣火德紅鄉主持召開工作部署會。

(1)湖區與兩岸邊坡監測。①詢問了解堰塞湖下游建筑及居民等方面的情況，為方案制定與組織民眾撤離作參考。②利用電話詢問和實地調查與觀測等方式獲取堰塞湖流域概況、上下游水庫的運行情況及動態監測堰塞湖水位，為水文監測站點的選取提供了參考依據。③利用無人機搭載三維掃描儀獲取堰塞湖周邊的地形地貌資料和平面圖。一方面用于尋找具有崩塌滑坡危險的山體，做到及時處理，防止因此造成堰塞湖水位突漲，進而威脅到搶險安全。另一方面為后續施工布置提供直觀的資料依據。④加強堰塞體以及上游兩岸邊坡的變形監測。對新增的裂縫、塌滑體，及時向指揮部報警，緊急避險，確保安全；對地質危險點布置采用地質災害監測手段，監測發現堰塞湖庫區有11個滑坡、7個崩堆積體、14處不穩定斜坡及4條泥石流溝。

(2)水文氣象監測。①為滿足堰塞湖搶險的需要，聯指聯系協調了中央氣象臺、云南省氣象臺和昭通市氣象臺每日報送堰塞湖及周邊氣象情況，尤其是上游的降雨情況;并組織了云南省水文水資源方面的技術人員，在現場架設了水位、雨量、流量等觀測設施，及時準確掌握雨水情。②為實時觀測堰塞湖上游來水與水位變化、加強下游沿程防護，在現狀查勘基礎上，分別于堰塞湖上游22 km處(大沙店水文站)、堰塞體上游湖區800 m處、堰塞體下游區(天花板電站庫區)、天花板電站下游、小河水文站等地布設5個臨時水文自動監測站點，配置壓力式水位傳感器、電源系統、衛星通訊系統、高清視頻攝像頭和一體化支架，并配備氣象水文監測技術人員，用視頻實時監控和水位自動遙測。

(3)堰塞體監測。①測量人員架設測量儀器對堰塞體的地形進行現地測量與測量放樣等。②加強堰塞體滲流、位移、沉降、變形觀測，主要做法有巡視檢查和架設儀器監測。巡視檢查內容包括堰塞體變形和滲流，巡查次數為每天一次，在高水位時增加巡查次數，發現異常情況實行連續監測。儀器監測主要對象為堰塞體變形、裂縫、滑坡、滲流和堰塞體兩岸及近壩區邊坡的穩定、地下水等。

(4)潰壩洪水分析。為避免因堰塞湖潰壩導致嚴重次生災害的發生，昭通市水利水電勘測設計研究院、昭通市水文水資源局立即成立技術組，啟動堰塞湖基本情況及潰壩洪水的分析工作。通過現場踏勘和查閱相關資料，在基本了解堰塞湖所在區域的地形、地質及堰塞湖上、下游已建水利水電工程等影響區的情況下，進行了堰塞體現狀及潰壩洪水的分析，為堰塞湖處置工作提供相關基礎數據。

(5)地震災情監測。時刻與地震監測部門聯系，并現地架設地震監測儀器，時刻關注險情變化，避免二次災害事故的發生。

(1)監測工作。持續開展對流域水文氣象、堰塞體、邊坡及地震信息等方面的監測，掌握實時動態信息。

(2)人員物資裝備情況。對人員、裝備、物資的投入情況進行實時跟蹤，隨時加以補充，使之處于最優配置。例如，在泄流槽開挖的前期，部隊只投入了1臺斗容量為1.8 m3的PC360大型反鏟，其余反鏟均為小型反鏟，效率很低，很多大塊石無法直接挖除，如果不增加大型反鏟，可能無法在規定的時間內完成開挖任務。現場指揮人員及時與上級領導溝通協調，在征得上級領導同意后，立即增加了兩臺斗容量為1.8 m3的徐工370反鏟，兩臺大型反鏟于8月11日上午到達開挖工作面，為12日下午17：00時提前完成泄流槽開挖起了重要作用。

(3)安全隱患偵測工作。為了防止安全事故的發生，針對此次搶險任務，專門成立了由經驗豐富的專職安全員組成的25人安全管理小組，組長由部隊副總工程師擔任。經過現場排查，堰塞湖搶險現場共有三大危險源，分別是右岸邊坡滾石或滑坡、爆破和水上運輸，前指結合實際，制定了相應的預防措施。

搶險任務結束后，救援力量組織返營，先遣組做好沿途交通道路的偵測工作。當地政府繼續派遣偵測人員對堰塞湖進行持續監測，為后續整治工作提供信息支撐。

2 唱凱堤決口處置

2.1 基本情況

唱凱堤位于江西省撫州市撫河中游右岸，圩堤總長81.8 km，為一封閉圩區，保護區域面積100.65 km2、耕地面積8 197 hm2、人口14.43萬人。圩堤途經撫州市臨川區湖南、羅湖、唱凱、羅針、云山5個鄉(鎮)。堤內有福銀(福州至銀川)高速公路、316國道、213省道通過。該圩堤是撫州市唯一的保護耕地面積6 670 hm2以上的重點堤防工程。

唱凱堤處于撫河沖積平原上，圩區地勢較為平坦，主要出露第四系全新統人工堆積層、沖積層和白堊系上統地層，堤內總庫容2.96億m3，頂高程為38.54 m，堤高5.5 m，頂寬10 m，上游邊坡1∶1.25，下游邊坡1∶1.76，堤身填土為粉細砂，堤基為中粗砂-砂礫石透水地基，堤身填土主要為含砂低液限黏土、低液限黏土、粉(黏)土及級配不良細中砂，填筑質量較差，堤身防滲性能差。

2010年6月下旬，江西省遭遇了50 a一遇的洪澇災害，21日18：30，受強降雨影響，江西撫州市臨川區唱凱堤福銀高速與撫河交匯上游堤段，即唱凱堤靈山何家段(撫河右岸樁號33+000.0處)發生決口。決口初始寬度約60 m，22日決口寬度發展至348.0 m，導致羅針、羅湖、唱凱、云山四鎮大片房屋被淹、農田被毀，淹沒水深2.5～4.0 m，近10萬受災群眾被迫離開家園，造成嚴重的經濟損失和巨大的社會影響，情況十分危急。

2010年6月21日19：20，武警水電部隊受命承擔唱凱堤決口封堵應急搶險任務。24日08：00堤防決口封堵正式開始，30日08：00決口合龍，7月2日08：00防滲閉氣完成。此次封堵過程歷時8個晝夜，提前3 d完成任務，十多萬災區群眾能得以提前返回家園，提前進入災后重建階段，對于穩定社會、撫慰百姓、提升政府公信力意義重大。

2.2 偵測過程分析

早在2010年入汛前，江西省政府就根據天氣情況，明確指出要做好防大汛、抗大洪、救大災的準備，全省各級防汛機構3月底前全部調整到位，加強了對水庫巡查及山洪地質災害防御力度。各級防汛機構對所屬區域內的水文、地質、地形地貌、重點設施等基礎資料進行了收集與整理，并建立了嚴格的險情上報與防汛責任體系。

2010年6月21日18：30，唱凱堤發生決口險情之后，江西省防總在第一時間就收到了險情報告，迅速鎖定了決口區域位置，掌握了險情的基本情況與災害情況，并及時向江西省武警、消防、武警水電、公安民警、預備役以及附近的南京軍區、江西軍區等多個救援力量提出救援的請求，從而確保了受災群眾能夠及時得到解救和安置。

2010年6月21日19：20，武警水電部隊接到江西省防汛抗旱指揮部《關于派員緊急馳援撫州唱凱堤搶險救援的函》后，迅速啟動應急響應機制，召開作戰會議，主要根據初步獲取的信息和省防總提供的信息圍繞以下幾個方面進行研究分析：

(1)結合省防總提供的災情信息、地形圖、區域基本概況、工程概況以及水文等資料信息，通報分析災情，明確任務重點。

(2)結合所屬部隊人員、裝備、物資器材、專業能力以及決口封堵處置經歷等信息資料，決定由剛剛完成鷹潭市余江縣中潢圩堤搶險任務的170名具有堤防搶險經驗的官兵參與前期處置，并抽調曾參加三峽、萬安等大型電站截流的精干力量成立專家技術組，隨前指人員趕往一線，加強技術指導。

(3)結合江西省道路交通圖以及其他客觀因素，初步制定了兵力投送方案。

兵力投送方案確定后，部隊首先派出先遣組提前出發趕往災區。先遣組按照兵力投送方案開進，觀察匯報沿途道路、交通狀況，為后續部隊選擇合適的臨時休息點，并與交通部門聯系取得先期放行權，為后續部隊的有序開進提供便利。在此過程中，由于連日暴雨與堤壩決堤的影響，災區部分道路難以通行，先遣組通過向當地居民詢問了解，獲取其他道路信息，及時調整開進路線，并將情況告知后續部隊。

先遣組到達指定區域與當地政府協商好部隊宿營地后，立即明確分工，進行現地勘測，分頭收集相關信息資料，保障前指定下決心。①詢問災區負責人及相關人員，掌握堤壩的基本情況和撫河流域內的水利設施情況，了解災區狀況、險情的現狀以及可能發展的態勢。②現地實時觀測，采用測量、遙感、地質勘測等技術手段搜集水文、地形、地貌、地質等信息。定期施測決口龍口寬度、水位、水深、流速和流量等，繪制龍口縱、橫斷面圖；在現場附近設置雨量計進行雨量觀測，并據此進行現場氣象預測；指定專人與當地氣象部門聯系，定期進行中、短期雨量、水位和流量預報；勘查決口上下游河勢變化情況，分析龍口水位、流量發展趨勢。③實地走訪周邊群眾和地方單位，搜集當地社情、歷史災情、氣候規律、道路交通和裝備物資分布等情況。④與江西武警總隊協商，調用衛星保障車，及時將現場情況實時傳回基指，實現基指與前指互動指揮，使用數字集群構建聯接上下、橫貫友鄰、全面覆蓋的指揮通信網絡，確保對部隊實施不間斷的指揮控制。

現場的勘測在此次搶險行動中發揮出了強有力的支撐保障作用，主要體現在制定決口封堵方案和降低搶險難度兩個方面。

(1)制定封堵方案。①封堵時間選擇。一般來說，堤防一旦決口，要采取一切必要措施，減少災害損失，縮小淹沒范圍。同時，要抓緊時機，利用上游水庫或分洪工程消減洪水，盡快搶堵合龍，此為封堵決口首先采取的上策。萬一因客觀條件限制，不能當即堵口合龍，可考慮安排在洪水降落到下次洪峰到來之前封堵。選擇恰當的封堵時機，將有利于順利地實現封堵復堤，減少決口災害的損失。通常，根據龍口發展變化趨勢、一段時間內的上游來水情況及天氣情況、洪水淹沒區的社會經濟發展情況、堤防決口封堵料物的準備情況、施工人員組織情況、施工場地和施工設備等來決定封堵時機。6月22日，國內相關資深水利專家趕赴唱凱堤決口現場進行詳細勘察，并根據已獲取的上游來水情況、流域天氣狀況、現場交通條件，以及物料采集情況，確定決口封堵開始時間為6月25日，因為此時撫河水位呈下降趨勢，降雨量減小，適宜封堵決口。②封堵軸線選擇。堵口堤線的選定關系到堵口的成敗，必須慎重地調查研究。對部分分流的決口，在河道寬闊并具有一定灘地的情況下，或堤防背水側較為開闊且地勢較高的情況下，可選擇“月弧”形堤線，以有效增大過流面積，從而降低流速，減少封堵施工的困難。若決口較小，過流量不大，龍口土質較好，則可按原堤線進行堵口。若河道過窄，水流靠近堤身，臨河不易前進封堵，則可從原堤的背河側進行封堵，但由于堤身內圈易兜水，不易防守，一般不采用。若決口是全河奪流，即原河道斷流，則應先選定分流渠的路線，為水流尋找出路，然后根據河勢、地形與河床土質選擇堵口堤線，堤線與分流渠河頭的距離以 350～500 m 為宜。堤線盡可能選在老崖頭和深水的地方，有一岸靠老崖也可。若兩岸均系新淤嫩灘，則就原堤進堵，堤線選在龍口跌坎的上游。經現地勘測發現，此次唱凱堤決口為部分分流，河道寬度大，封堵施工時由于流域降雨量將減少、撫河水位降低、決口過流量不大，適于選擇按原堤線進行封堵。③封堵施工方法選擇。決口封堵的方法主要有立堵、平堵和混合堵3種方式。根據現場條件和快速封堵決口的原則，唱凱堤決口封堵適于選擇單戧雙向機械化立堵方法，封堵材料使用的石渣、塊石料、大塊石可在距現場20 km的石料場開采；鋼筋石籠及鉛絲石籠可在鋼筋廠制作，載重運輸車運至石料場進行填裝石料后碼放整齊；黏土可在距現場約1.5 km的土料場開采。

(2)降低搶險難度。①搶通搶修道路。通過詢問和實地勘測了解到當地福銀高速公路與唱凱堤堤頭相距不遠，而且上游316國道田椴村入口有直通唱凱堤的公路。經過反復推敲協調，聯指最終決定在福銀高速胡背張家村處打開入口，修建一條長450 m的匝道，與唱凱堤樁號33+900處相接，并填筑加固下游道路800 m。另外，從316國道田椴村入口至唱凱堤樁號27+900處，搶通決口上游道路10 km，這樣就使得雙向立堵成為了可能，大大提高了決口封堵的速度。②利用上游水庫調蓄削減流量。水利調度降低了原河床來水流量，創造的良好分流條件降低了決口流量，決口的上游水位和落差一般都會因此而下降，這是降低難度、加速封堵的最有效技術手段。通過水利部門了解到，唱凱堤上游的廖坊水庫可用來調蓄洪水，削減下游洪峰流量。2010年6月25日，上游廖坊水庫下泄流量 5 000 m3/s，龍口處水位抬高至34 m高程，石渣堤填筑高程抬高至35 m高程，26日降到3 500 m3/s左右，龍口處水位下降近2.3 m，達到了降低決口處上游水深以及上下游最大水位差，為快速封堵創造了最為有利的條件。

在救援行動階段中，信息偵測的任務主要是觀測搶險形勢的變化，保障搶險順利進行。

(1)繼續定期施測決口龍口寬度、水位、水深、流速和流量等，繪制龍口縱、橫斷面圖，根據現場情況每4 h施測1～2次不等，堵口前期采用低頻次，堵口后期至合龍階段采用高頻次；繼續關注雨水情變化和河流水勢變化等。

(2)隨時關注人員裝備的投入使用情況。由于搶險行動是超常規施工作戰，為確保搶險快速高效，在允許的條件下，人員、裝備、物資和油料等都必須高額配置，武警水電部隊在搶險過程中先后增加兵力471人，裝備238臺。此外，經與江西省政府協商，除調集臨川區所有工程車輛、撫州市200多輛社會工程車輛外，還從省內就近調集有關工程車及駕駛員。

(3)探查附近可利用的填筑料源。唱凱堤決口封堵填筑料總用量70 000 m3，由于初始階段沒有現成的料源，在迅速探明附近料場的情況后，經過與當地政府協調，第二天就啟用了附近的土料場。針對大粒徑拋料，在現場組織制備了近2 000個鋼筋籠、鉛絲籠，解決了大粒徑堵截體問題，以確保快速封堵成功。由于當地沒有石渣料源儲備，經過勘查發現，附近擁有多個民用塊石料場，但其開采規模都比較小，單個料場無法滿足搶險需要，所以就采用軍民聯合作戰方式，在方圓50 km范圍的石料廠進行分散制備并運輸到現場，解決了約 5萬m3石渣料。采用后臺供應能力大于決口封堵現場能力的策略，以縮短進入現場運距，實現堤線上最大輸送能力。正是由于對這些料源供給地的了解和及時投入使用，才確保了唱凱堤決口封堵的成功。

救援任務完成后，救援力量組織撤離返營，偵測工作分為兩個部分。一部分人員隨先遣組返回營地，觀察返營路線的道路交通狀況，尋找適宜的大小休息點及車輛裝備油水供給點，并與交通部門協調，做好交通保障。另一部分人員留守搶險區域，繼續觀測區域的雨水情及堤壩運行狀況。

3 結 語

偵測工作貫穿于水利應急救援的全過程，對于水利災害的預警預報、搶險救援、災后重建等工作都具有不可忽視的重大作用，是確保部隊全時全域捕捉災情信息、準確預判、快速反應、快速投送和迅捷高效處置各類險情的關鍵所在。在開展應急救援偵測工作的過程中，不僅要注重掌握實時信息的變化，還要注意平時對水利設施、地形、交通、水文等基礎信息的累積儲存，更要根據險情類別和重難險點合理調整偵測方向，這樣才能確保偵測工作的準確性和時效性。此外，應急救援偵測是一項涉及軍、警、民的跨部門、跨領域合作工程，搞好軍民深度融合對于應急救援偵測工作至關重要。