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王维洛:全中国人民被病险水库包围 三峡溃坝将是灭顶之灾

——从中国病险水库的主要原因看水库大坝的是使用寿命

这是关于中国水库大坝总数与病险水库大坝数量的最新资料:中国9.8万多座水库大坝,6.6万多座水库大坝曾经是病险水库大坝,另外还有1.6万多座是现行的病险水库大坝,急需尽快除险加固。曾经的和现行的病险水库大坝一共是8.2万多座,占中国水库大坝总数的百分之八十四。

中国病险水库有三万多座,一旦遭遇强大洪水后果不堪设想。(法新社图)

2019年6月11日在国务院举行政策例行吹风会上,水利部水旱灾害防御司司长田以堂介绍说,中国9.8万多座水库大坝,6.6万多座水库大坝曾经是病险水库大坝,另外1.6万多座是现行的病险水库大坝,急需尽快除险加固。根据这个数据,曾经的和现行的病险水库大坝一共是8.2万多座,占中国水库大坝总数的百分之八十四。田以堂把中国病险水库大坝的主要原因之一归之于多数水库大坝都是50年代到70年代修建的。就是说,这些水库大坝已经使用了40多年到60多年。如果按水库大坝的正常使用年限50年计算,这些水库大坝已经来了正常使用期的末尾阶段或者已经是超期服役了。田以堂介把病险水库大坝的问题归于这些水库大坝多数是50年代到70年代修建的,这种解释对于目前正在热论的三峡工程使用寿命也许有所帮助。

一、中国9.8万多座水库大坝,6.6万多座曾经是病险水库大坝,另外1.6万多座是现行的病险水库大坝

2019年6月11日在国务院举行政策例行吹风会上,国家防汛抗旱总指挥部秘书长、水利部副部长兼应急管理部副部长叶建春、水利部水旱灾害防御司司长田以堂和应急管理部应急指挥专员张家团出席了会议,向记者们介绍当当前防汛抗旱情况。

田以堂介绍说,中国有9.8万多座水库大坝,多数都是50年代到70年代修建。“那个时候修建水库标准不高,质量也不是很好,运行了几十年,到现在多多少少都有这样那样的毛病。问题发现以后,水利部通过十几年连续除险加固,目前加固了6.6万座,还有1.6万座没有除险加固,就是所谓的病险水库。”

这是关于中国水库大坝总数与病险水库大坝数量的最新资料:中国9.8万多座水库大坝,6.6万多座水库大坝曾经是病险水库大坝,另外还有1.6万多座是现行的病险水库大坝,急需尽快除险加固。曾经的和现行的病险水库大坝一共是8.2万多座,占中国水库大坝总数的百分之八十四。

其实,关于病险水库大坝的调查和统计起始于1975年发生的板桥溃坝事件,当时溃坝的一共有六十多座水库大坝,其中两座是中型水库——板桥水库和石漫滩水库,造成死亡人数24万。据说这个调查报告是钱正英主持完成的,但是完成后并没有公开,只是说全国的病险水库大坝大约占三分之一。调查报告报上去以后,中央政府就紧急拨款,责成水利部迅速采取措施治理病险水库大坝。十多年过去后,大量的资金投进去了,第二个调查报告又出炉了,结果是病险水库大坝的数量不但没有减少反而增加了,病险水库大坝所占的比例也增加了。

对于病险水库大坝的投资和实施除险加固的工程措施,中国政府是“屡战屡败,屡败屡战”,情况没有得到根本的改善。根本原因是只看问题表象,不究问题的本质。从此,病险水库大坝就成为一种常态了,或者称新常态了。特别是那些已经拿到投资、并实行了工程措施的所谓的得到治理的病险水库大坝,不时地不时地又回到新的病险水库大坝行列中。比如2018年发生的山东寿光洪水,寿光弥河上游有一个大型水库冶源水库与两个中型水库,分别是黑虎山水库和嵩山水库。冶源水库大坝是大跃进和人民公社的产物,建成于1959年。冶源水库大坝曾两次被列入病险水库的行列,于1997年和2011年实施除险加固工程。黑虎山水库于文化大革命开始的1966年11月9日动工,动用数万民工于1970年初建成。王庆博在硕士论文《青州市黑虎山水库除险加固工程研究与设计》中指出黑虎山水库大坝存在诸多安全问题:

首先,大坝填筑质量差,上游干砌乱石段护坡质量差、风化严重、未设反滤层,塌陷变形,坝后无排水体;主坝上游坝坡在正常工况与地震设防烈度Ⅶ度条件下,抗滑稳定安全系数均不满足规范要求;大坝清基不彻底,基岩透水率大,主坝齿槽与坝基卵砾石和副坝坝基黄土状壤土(具中等强烈湿陷性)与坝基卵砾石间发生接触冲刷破坏;主、副坝坝体及副坝上游铺盖发生多条裂缝,主坝裂缝未处理,副坝未作防渗工程坝段仍产生裂缝;主坝右岸山岩裂隙发育,透水率大,绕渗严重,与壤土心墙间存在渗透变形隐患。非常溢洪道下游为村庄和耕地,不具备运行条件。

其次,坝下放水洞管身与坝体填土间存在接触冲刷的可能;洞基井柱桩坐落在不同岩性土基上,不均匀沉降已引起洞身裂缝严重,内衬钢管锈蚀严重;竖井强度及地基承载力不满足要求;闸门与启闭机设施老化锈蚀、破损严重,不能安全运行。

第三,溢洪道两岸山体陡立,页岩夹层破碎,抗风化能力低,稳定性差,护砌工程不完善,挑流坎防冲齿槽不满足防冲要求,泄流回水冲刷;溢洪道无闸控制,不能充分发挥工程防洪、兴利效益。

尽管黑虎山水库大坝工程通过除险加固工程,险情有所缓缓,但是许多安全问题是通过补救工程无法消除的,比如非常溢洪道下游为村庄和耕地,根本不具备运行条件等。在2018年洪水过程中,黑虎山水库调度存在严重问题。在暴雨到来之前继续采取蓄水措施,致使暴雨来临时,水库已经没有多少库容可以容纳洪水。当黑虎山水库的水位持续上升,大坝填筑质量差的问题就显露出来了,大坝有溃坝的危险。黑虎山水库就加大下泄流量,当下泄流量尚没有到达溢洪道设计最大泄量1523立方米/秒时,溢洪道就被冲坏。幸亏暴雨持续时间不长,才避免一场溃坝的灾难。寿光洪水之后,政府投入六千万元用于加固黑虎山水库大坝和改建溢洪道。

二、保证水库安全度汛是各级抗旱防汛指挥部的首要任务

在国务院的政策例行吹风会上田以堂继续指出,水库是一把“双刃剑”,一方面,水库在国家经济社会发展过程中对防洪和供水发挥着重要作用;另一方面,水库如果管不好,汛期出现问题,甚至溃坝,就有可能造成灭顶之灾。田以堂说,水利部对水库安全度汛非常重视,加强水库汛限水位监管,严控超汛限水位运行。

紧接着,田以堂谈到了大家关心的三峡工程。田以堂说:“三峡水库按规定是6月10号到汛限水位145米,今年6月6号就消落到位,提前了4天,腾出221.5亿立方米防洪库容,为拦蓄汛期洪水做好准备。水利部要求汛前所有水库都要消落到汛限水位,腾出防洪库容拦截洪水,为下游防洪安全提供保障。”

如果没有理解错的话,田以堂认为三峡工程也是一把“双刃剑”,如果管不好,汛期出现问题,甚至溃坝,就有可能造成灭顶之灾。但是1992年邹家华副总理向全国人大代表解释三峡工程,没有提到“双刃剑”的概念。田以堂是否要把记者引入这么一个思路,三峡工程按规定将水位降低到汛限水位145米,是为了防止在汛期出现问题,甚至溃坝,可能造成灭顶之灾。

接着,田以堂又说,对于刚才提到的病险水库,现在还增加了两条措施:有病有险、有安全隐患的要降低水位运行,汛期不得高于汛限水位,甚至更低;有重大安全隐患的,要求空库运行。

田以堂指出,技术责任人要到水库大坝去查看有没有险情,看看有没有问题,有没有裂缝,有没有渗漏;巡查责任人每天都要在堤上巡查。请注意这两个词:一是裂缝,一是渗漏。2019年7月初三峡集团微信公众号承认三峡大坝有形变,同时又说是在设计的许可范围之内,但是又不公布设计许可范围是多少。至于渗漏的数据,三峡集团微信公众号没有公布。田以堂认为大坝有没有发生渗漏,对于大坝安全很重要。希望三峡集团微信公众号能够尽早公布三峡大坝渗漏数据,同时公布设计许可范围,让全国老百姓放心。如果三峡集团还不公布渗漏数据,笔者将公布三峡大坝的渗漏数据。

2019年7月4日下午,叶建春主持召开主汛期重点地区水旱灾害防御视频会商会,分析研判主汛期全国洪水干旱趋势,指出确保水库安全度汛,是各级防汛抗旱指挥部的最主要任务。

紧接着7月8日,长江委召开两次会商会,滚动研判近期水雨情发展趋势,部署流域近期强降雨洪水防御工作。会商强调,受前期降雨影响,当前江河水位偏高,土壤含水量偏饱和,要高度关注和重点防范近期强降雨和洪水所带来恶劣形势,切实做好各项工作,确保防洪安全。一要进一步加强监测预报预警,密切关注水雨情。二要按照水利部要求,严格监督管理流域超汛限水位运行水库,确保水库安全度汛。三要及时发布汛情通报与洪水预警,提醒两湖地区相关省市提前做好堤防防守等暴雨洪水防御工作,切实保障人民群众生命安全。四要滚动会商三峡水库来水情况,加强与国家电网等单位沟通协调,提前制定相关调度方案,做好调度安排。五要毫不松懈做好近期强降雨防范工作,严格防汛纪律,加强24小时值班制度,强化堤防巡查防守,一旦发现险情要及时上报通报、应急处置。

无论是国务院的政策例行吹风会,还是全国抗旱防汛总指挥部召开的水旱灾害防御视频会商会,还是长江委召开两次会商会,都强调一件事:要确保水库(大坝)安全度汛!要确保水库(大坝)安全度汛!要确保水库(大坝)安全度汛!

水库大坝是中国政府防汛抗旱的最主要工程措施,是当初从斯大林那里取来的真经。希望把洪水期的洪水拦蓄在水库里,供干旱季节使用,既能防洪又能抗旱。1992年国务院副总理邹家华在给全国人大代表介绍三峡工程时,用了大量篇幅来讲解三峡工程的防洪效益。1998年发生长江所谓的百年不遇洪水时,三峡集团老总陆佑楣说,若有三峡工程在,岂容洪水逞凶狂。那时三峡工程尚在建设之中,无法用实践来证明三峡工程巨大的防洪效益。2019年,三峡大坝已经横立在长江上,似乎好像应该如毛泽东所期望的那样,在三峡卡住长江洪水;似乎好像应该如陆佑楣所说,长江洪水不能再逞凶狂。可惜,2019年长江中下游的湖南、江西等省,洪水灾害十分严重,几百万灾民在洪水中等待来自上面的救灾物质、救灾资金。

现在建设水库大坝的防洪抗旱功能没有人提了,最要紧的是“确保水库(大坝)安全度汛”。建设水库大坝工程前的许诺,好像都忘在脑后了。人们不禁要问:建造这些水库大坝的真正目的是什么?是制造一些病险水库大坝让人担惊受怕的?是制造一些病险水库大坝让人多花一些冤枉钱的?是制造一些水库大坝来确保它们本身的安全度汛?

三、刘崇熙教授关于胡佛大坝与三峡大坝使用寿命的论述

许多网友在讨论三峡大坝使用寿命时,都会提出胡佛大坝使用寿命为什么会比三峡大坝长?在这里摘录刘崇熙教授的论述,内容来自刘崇熙与汪在芹的《坝工混凝土耐久寿命的现状和问题》,发表在2000年2月《长江科学院院报》第17卷第一期上。

“美国的胡佛大坝建成于1935年。大坝坝高221.4米,长279米,混凝土总方量248.5万立方米,是当时世界上最高,体积最大的世界级混凝土高坝。胡佛大坝的兴建标志着大体积混凝土大坝建设进入快速发展的时代,标志着大型混凝土坝施工技术革命时代的开始。胡佛大坝成为建坝的新纪元。当今世界各国的筑坝技术基本上是因循胡佛大坝的技术体系。1985年国际大坝会议的各国专家云集美国,庆祝胡佛坝50寿诞。他们惊奇地看到运转已半个世纪的胡佛大坝,依然如一座刚刚落成的新坝,坝体没有渗漏痕迹,没有剥落的鳞痕。尽管大坝没有被加固维修过,但大坝混凝土岩芯所显示的强度和性能却在增长,各国坝工专家一致认定这是一座世界长寿坝。1998年,世界各国建筑大师评选20世纪十大建筑物,胡佛大坝即是其中之一。

我国兴建的长江三峡大坝,其规模堪称世界第一的混凝土大坝。在创世界级长寿大坝方面,我们曾建议把胡佛大坝作为三峡大坝的“样板坝”,构想建成500年耐久寿命的长寿大坝。日本在建设长寿大坝方面是认真的。据奥田彻等的调查报告,截至1987年,日本共建有2850座水坝,其中混凝土坝962座(日本电力公司有265座,约占1/3)。大部分混凝土坝耐久性状良好。其中优秀的是大井坝(1921至1924年建造),已有85年的坝龄;还有冢原坝(1938年建成),已有60年的坝龄。这两个长寿坝的特点和秘诀是:采用波特兰水泥,若外掺火山灰时,则同时补钙(波特兰水泥1+火山灰1/3+ CaO1/6);选用低水灰比和较富的水泥用量(220(内部)~273(外部)kg/立方米)。运转60多年,大坝混凝土表面中性化厚度为0.19~0.36毫米,34年龄期强度增加到396 kg/平方厘米(91d为169 kg/平方厘米)。综合考察,坝工混凝土组成设计上,采用纯波特兰水泥或补钙措施,保持高钙物质组成和低水灰比,较富裕的水泥用量,强化冷混凝土浇筑和坝块冷却,以及加气-减水剂技术等,是创建长寿大坝的公开“诀窍”。”

刘崇熙与汪在芹指出:“40余年来,我国坝工混凝土执行着“按强度设计混凝土”的传统模式。混凝土材料设计仅是满足强度达标和坚持节约资金。混凝土超强和后期强度增长部分,被讥为浪费,都必须用大水灰比,大量外掺混合材料来冲淡强度和水化热。有时也引入某些耐久性指标(抗冻标号),但缺乏理论依据。混凝土建筑物的耐久寿命,迄今不存在评估和预报的概念。建筑物的业主仅对任期内的工程兴建硬指标负责,至于建筑物的运转问题,那是后任者的事。工程的承包商,在承包施工签约时,只满足工程部位验收的目标,不对耐久寿命即供用期承担责任,“验收”就是目的。工程设计师则重点只在结构力学计算分析传统方法上下功夫,几十年后或百年后建筑物状况如何,却从未估量。他们相信“后代的智慧将超过当代,没有必要提前研究”。这些短期行为导致我国垮坝、垮桥、垮路、垮楼、垮洞等工程质量事故的发生。我国工程界普遍认为:混凝土没有不裂缝的,裂缝是混凝土的常发病。这些错误认识,导致工程隐患丛生。在“按强度设计混凝土”的传统模式支配下,40余年来,迄今我国坝工混凝土主要参数的设计情况统计如下。

水泥:在各种硅酸盐水泥的基础上,现场大量外掺粉煤灰、煤渣、矿渣、烧粘土、天然火山灰质材料,以降低工程造价,从而冲淡了混凝土强度和水化热。实际的所谓“胶凝材料”(水泥+混合材料)中CaO总量仅有15%~35%,混凝土严重贫钙,抗中性化能力低下。

水灰比:在现场大量外掺混合材料的坝工混凝土,使原有的“水工混凝土施工规范”中规定的最大“水灰比”概念,相应地发生了变化,以“水胶比”概念取代了。大坝外部混凝土的“水胶比”(W/C+ F)为0.6~0.7,实际上“水灰比”(W/C)为0.9~1.1;大坝内部混凝土的“水胶比”为0.7~0.8,实际上“水灰比”为1.4~1.6以上。导致坝工混凝土组织结构疏松,耐久性低下。而美国从60年代以来,坝工混凝土水灰比选择是:外部W/C+F=0.4~0.45,内部W/C+F=0.5~0.55。在“按强度设计混凝土”的传统模式支配下,40余年来,我国坝工混凝土建筑物的综合耐久寿命约为30~50a左右。这一估量,我国当代某些坝工权威专家是不能接受的,反思的余地也没有。认为这是“危言耸听”,是中国坝工砼的困境。新中国建国的初期,根据毛泽东主席的“一定要把淮河修好”的战略布署,淮河流域皖西的佛子岭大坝、梅山大坝、响洪甸大坝、磨子潭大坝、龙河口大坝等5大水库于1954年以后相继建成。这5大皖西名坝,施工质量控制严格是现今任何施工中的水坝所不可媲配的。我国坝工专家也是引以为骄傲的。“……然而经过40年运行,这批超负荷运行的老坝已`积劳成疾’,陷入危境。……”,这是著名记者张坤于1998年2月26日在《中国青年报》社会版头条版面写出“中国老坝告危”的专栏报道。报道中指出:“佛子岭大坝于1954年建成不久,即发现坝体产生多处裂缝,曾于1965~1966年、1969年两次加固修复。”“1993年10月21日,大坝观测员通过仪器发现:大坝在向下游位移,而且大大超过极限值。1995年专家‘会诊’中,佛子岭大坝被国家级特种检查组宣布为‘病坝’,主要表现为坝体裂缝加大、多处渗水,强度降低、大坝严重位移等”。“……据水电专家介绍:中国五、六十年代建成的老坝,都患有不同程度的疾病,不少已严重变形,而这些带病运行的老坝长期得不到重视和投入,都有垮坝的隐患”。”

“在长江流域,20世纪50年代初兴建的世界著名的荆江分洪闸工程,经历30多年的环境考验,这个巨型水闸在20世纪80年代,底板、翼墙、闸墩闸门槽、胸墙等部位,裂缝遍布,钢筋銹露,成了病危工程,不得不在20世纪80年代中期投资数千万元人民币,予以首次维修加固。汉江的杜家台分洪闸工程,是20世纪50年代末兴建的,经历20多年的环境考验,这个大型水闸在20世纪80年代,底板、翼墙、闸墩闸门槽、胸墙、启闭工作台基础等等,裂缝遍布,钢筋裸露锈蚀,也成病危工程,不堪负役,于20世纪80年代投资数千万元,予以首次维修加固。再如,武汉市蔡甸区的黄陵闸,是武汉市第一防洪大闸,20世纪70年代初兴建,已运转30 a,1998年长江大洪水,该闸剥蚀破裂严重,已成病险工程,于1999年冬季投资进行全面整治,此类例子不胜枚举。我国东北地区坝工混凝土建筑物冻害严重,其寿命大致为10~40a左右。华东地区一些水工建筑物也不理想,有些工程运转7~25a,就出现严重腐蚀破坏。”

“综合评估,我国坝工混凝土建筑物的寿命,大致为30~50a。到此寿期时,需要投入巨资予以加固修复。欧美国家二战前后兴建的混凝土建筑物运转30~50a后,投入加固修复的资金总额,约占基建总投资40%~50%或更多。21世纪,我国可能进入病坝修复的世纪。”

阿波罗网责任编辑:江一 来源:议报 转载请注明作者、出处並保持完整。

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