受臺風“美莎克”影響,7月6日上午,南寧橫州市六藍水庫、云表水庫出現漫頂及缺口情況,賓陽縣六旺水庫出現漫壩情況。
在7月9日的防汛救災新聞發布會上,當地通報,截至當天上午11時,南寧六藍水庫潰口洪災已造成26人死亡、7人失聯。
這座1960年建成的中型水庫,控制流域面積195平方公里,總庫容9319萬立方米,是橫州市規模最大的中型水庫,灌溉、供水惠及4個鄉鎮17萬人。在2024年,六藍水庫實施過標準化改造,內容為修補500平方米老化脫落壩內坡漿砌石等,還建成了智慧監控中心,實時監測運行數據,當地新聞通稿稱,其實現了從“人工巡查”到“智能管護”的跨越。
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水庫出現缺口 圖源/網絡
長期致力于大壩安全防控與時空監測數據挖掘及轉異預警模型研究的河海大學水工程安全研究院副院長陳波對《中國新聞周刊》表示,“一些基層水庫面臨相似的困境:建成時間較長,設計標準低于現行規范,安全監測設備使用不充分,關鍵自動化和預警技術缺位,實際調蓄能力偏離設計值。”
近日,中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發《關于全力做好防汛抗旱工作的通知》,對全力做好防汛抗旱、搶險救災各項工作作出部署,要求加強穿堤建筑物、險工險段、歷史出險點、水庫大壩、溢洪道等重點部位巡查,提高巡查防守質效,及時處置發現的問題隱患。
潰口的主要原因是“漫頂”
《中國新聞周刊》:據了解,六藍水庫是在主動開啟泄洪的情況下,出現水庫潰口、壩體部分垮塌。你認為可能的原因是什么?
陳波:從專業的角度來看,大壩原本攔蓄的洪水失去約束,全部涌向下游,這是大壩攔蓄功能的整體喪失。
為什么主動泄洪仍發生潰決?這涉及水庫的動態水量平衡問題。水庫水位的升降取決于進水流量(降雨量乘以集水面積及匯流)與出水流量(泄洪流量)的差值。如果來水流量遠大于泄洪出去的水量,水位必然會持續上漲。這個計算本身并不復雜,土石壩是不允許出現漫頂狀況的,水一旦從壩頂漫過,土石壩必然會發生潰決。應該在極端暴雨來臨前提前騰出庫容,并動態掌控入庫、出庫流量與剩余有效庫容之間的關系。
同時需要說明的是,水庫汛期調度有嚴格的調度規程約束。汛期水位要求維持在汛限水位以下,這一水位通常低于正常蓄水位,目的正是預留出用于調蓄洪水的庫容;來水之前,專業人員已經根據歷史來水情況測算,水位達到多高該開幾扇閘門,達到什么水位該全部打開。基層管理人員沒有超越調度規程自主調度的權限,不允許提前放水,也不允許越級操作。換句話說,即使他們判斷形勢危急,也只能在既定規程框架內行動,除非本身具備足夠的專業知識去主動判斷“這次的雨確實超出了預案設計的極限”。
《中國新聞周刊》:六藍水庫曾進行過標準化改造、除險加固,為何仍未能擋住這次洪災?
陳波:這類建成于20世紀50至70年代的基層水庫,面臨著相似的困境:設計標準本身就低于現行規范,實際調蓄能力偏離設計值。打個比方,這些水庫就像是20世紀50至70年代出生的人,如今已經70多歲了,必然會生病。除險加固就像是給特定的疾病做手術,它能解決當時碰到的特定問題,但不能保證今后其他器官不出問題。所以除險加固完成之后,水庫仍然可能出現新的險情。行業里有人提出,全國水庫除險加固的總次數已經超過了水庫的總數量,就是因為有的水庫一輩子要做好幾次“手術”。
但需要厘清的是,導致此次水庫潰決的主要原因是“漫頂”,次要原因才是“病險”。退一步講,即便這座土石壩的質量填筑得再好,只要發生漫頂,它依舊會潰決。在漫頂面前,除險加固無法改變大壩被沖毀的物理結果。
部分監測系統“只監測不預警”
《中國新聞周刊》:六藍水庫在2025年完成標準化改造后,建成了智慧監控中心,實時監測運行數據,當地新聞通稿稱,其實現從“人工巡查”到“智能管護”的跨越。但從此次事故看,智慧監控似乎并未真正發揮作用。這是監測技術本身存在局限,還是另有原因?
陳波:監測系統一般不存在數據遲滯和技術盲區,但可能存在其他技術短板。從近年來的實踐看,全國已建成的大壩安全監測體系,在汛情下基本能夠實現準確測量,技術本身是成熟的,成效也經得起檢驗;但部分水庫的預警失效,是很多基層水庫未開展自動化安全監測,或監測系統只監測不預警導致的。
其中,預警存在技術門檻,且部分監測系統建設單位重硬件、輕算法,未開展認真應對。
預測預警這類系統屬于“未來驗證型”,在工程驗收階段,這種面向未來極端天氣的預警算法往往不具備現實的驗證條件。幾乎所有系統都宣稱自己具備預警功能,但預警究竟能做到什么程度,差別非常大。加之傳感器數據本身可能不準,數據經由線路傳輸也可能出現誤差。
有效的自動預警系統,必須具備提前預測和研判的功能。它需要清楚地計算出當前的實時進出水量和水位,并能根據這些數據自動推演出未來幾分鐘或更長時間后的水位動態變化,這需要極強的專業計算內置在軟件中。
此外,不同水庫對“暴雨”的判定標準并不統一。國家對降雨等級本身有規定,但具體到某一座水庫,多大的雨量該怎么處置,并沒有統一的國家標準,只能靠各水庫自行判斷,這就完全依賴具體人員的專業水平。
應建設國家級基層水庫統一云平臺
《中國新聞周刊》:面對此類短板,當前最需要做什么?
陳波:極端暴雨是極具挑戰的非常規工況。一些基層水庫面臨相似的困境:建成時間較長,設計標準低于現行規范,安全監測設備使用不充分,關鍵自動化和預警技術缺位,實際調蓄能力偏離設計值。
它們面對極端暴雨和超標準洪水,漫頂風險是呈指數級上升的。而且,突發暴雨留給調度系統的響應時間往往以小時計,但我了解到,在部分現場管理單位,從數據采集、傳輸到專業分析,全鏈條耗時較長——這意味著有時候預警研判信息跑不過洪水,基層指揮員有可能面臨信息不全的情況,未能做出準確決斷。
所以我認為,當前最緊迫的是把“人機協同”的應急響應機制做實。第一,水利、氣象、應急必須建立實時會商和指令直通機制,提前預泄騰庫,主動把庫水位降到風險控制點以下;第二,必須下決心建設國家級基層水庫統一云平臺,把水文、氣象、庫水位、位移、滲壓這些數據全部打通,把“監測—分析—預警—調度”的閉環壓縮到1小時以內,做好極端工況的推演;第三,必須給水庫管理單位配備大壩安全智能體,為基層水庫提供源頭水利技術研判支持。只有讓數據真正跑贏洪水,決策才有底氣。
《中國新聞周刊》:為什么必須將“監測—分析—預警—調度”的閉環壓縮到1小時以內?
陳波:壓縮在1個小時以內是比較合理的。我們對一場雨的定義,一般按24小時或72小時來計算,從降雨開始的第一秒起算,一場暴雨正常情況下不會超過72小時。我們在設計水庫、核算洪水位的時候,本身就是把這72小時拆解成一個個1小時的迭代單元來計算:每一個小時,入庫流量是多少、出庫流量是多少、水庫里還剩多少水、當時的水位是多少,逐時迭代,最后算出的最高水位就是校核洪水位。所以從工程設計的角度看,把整個響應鏈條壓縮到1小時內完成,是有其合理性的。如果拉長到4個小時甚至24小時才做一次調度決策,這個顆粒度就顯得太粗了。
《中國新聞周刊》:你提到具體人員的專業水平很重要。這個問題如何解決?
陳波:正常情況下,如果基層管理人員本身不具備足夠的判斷能力,那應該由更高一級集中調配專業人員,形成統一的調度系統。我們國家有近10萬座大壩,平均分到每個省大概是三千座,平均分到每個市有兩三百座。不可能每個省市同時出現險情,一旦個別水庫出現險情,就應該立刻把專業人員和資源調度過去。
設想一個地級市,如果有三百多座水庫,可以形成一個統一平臺,把每座水庫的水位、庫容等信息匯總,配備專業人員集中支持,關鍵時刻能迅速掌握每座水庫的水位、壩頂高程、來水量、取水量,并在每年汛期之前提前試提閘門,檢驗應急通道是否正常。這種集約化的管理方式,對整體安全管理是有很大好處的。
記者:李沁樺(qinhualilqh@163.com)
編輯:徐天
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