5.12四川大地震与水利水电工程

范晓

举世震惊的5.12四川大地震发生后，除了地震时直接导致的破坏与伤亡以外，大量的滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害体以及被损毁的工程设施，还带来后发的持续的危险与威胁。这其中，在地震影响区大量分布的以电站、大坝、水库为主体的水电工程，更是引起人们的高度关注。

1．规模空前的水电开发在西部地区留下了密如繁星的工程

包括发生5.12大地震的四川龙门山在内的中国西部地区，因为处在中国第一级阶梯向第二级阶梯过渡的地貌突变带，地形反差大，河流落差大，水力资源十分丰富，所以被列为我国水电开发的重要基地。尤其是近十余年来的水电开发“大跃进”，按照全江“渠化”、梯级开发、不留寸水的基本模式，由干流而及不同级别的支流，已形成由大的集团公司到中小业主瓜分开发范围，由省、市政府到县、镇、乡分别管理和控制税收的利益分配格局，加上1949年以后修建的以蓄水灌溉为主的大量水库，它们几乎覆盖了所有的流域范围和河流枝系。

受到此次5.12大地震严重影响的河流流域主要包括：岷江上游流域，即都江堰经汶川、茂县至松潘的岷江干流河段，以及岷江上游的主要支流白沙河、寿江、鱼子溪、草坡河、杂谷脑河、黑水河等；沱江上游流域，即彭州通济镇以上的湔江流域、什邡洛水镇以上的石亭江流域、绵竹汉旺镇以上的绵远河流域；涪江上游流域，即安县安昌镇以上的安昌河流域、江油西屏镇以上的通口河流域、江油大康镇以上的平通河流域、江油武都镇经平武南坝镇至平武龙安镇的涪江干流；嘉陵江上游流域，即广元昭化镇以上至青川县境内的白龙江流域，广元以上的嘉陵江干流等。

由于上述多层次全面开发的原因，所以很难准确统计这些地区大大小小水电工程的总数量。仅以岷江、沱江、涪江、嘉陵江上游的干流及其主要支流的情况来看也是十分惊人的。

都江堰以上的岷江上游：岷江上游的干流规划了10个梯级电站，由上往下是，观音岩（拟建）、天龙湖（18万千瓦，2004年峻工）、金龙潭（18万千瓦，2006年2月峻工）、吉鱼（10.2万千瓦，2005年峻工）、铜钟（5.7万千瓦，2001年峻工）、姜射坝（12.8万千瓦，2006年峻工）、福堂（36万千瓦，2004年峻工）、太平驿（26万千瓦，1995年峻工）、映秀湾（13.5万千瓦，1972年峻工）、紫坪铺（76万千瓦，2006峻工）。

岷江上游主要支流：鱼子溪3级、草坡河2级、杂谷脑河1库8级、黑水河2库5级。

沱江上游：湔江上游干流5级，石亭江上游8级。

涪江上游：涪江上游干流1库4级；涪江上游主要支流，通口河流域（包括青片河、白草河等）20级、平通河4级、火溪河4级、虎牙河3级。

嘉陵江上游：白龙江干流11级、白龙江支流青水河12级。

2．5.12大地震对水利水电工程造成了严重破坏

相对于房屋建筑来说，5.12大地震对水电工程的损毁破坏更加严重，在上述的龙门山地区，电站无一幸免，震损率为100%。同时，在龙门山周围极其广泛的区域，大量水利水电设施也受到影响。据水利部副部长矫勇称，在5.12大地震当中，全国震损水库2473座，其中四川省有1803座。按规模分类：大型４座，中型６０座，小一型３３１座，小二型１６０１座；按险情分类：溃坝险情６９座，高危险情３１０座，次高危险情１６１７座。后又有报道称，四川的震损水库已增加到1996座。

大地震对水电工程的破坏，主要包括电站闸坝、厂房、发电设备、引水设施等被直接震损、震毁，以及地震引发的滑坡、崩塌、泥石流等对各项水利水电工程设施的毁坏。

以龙门山区、岷江上游规模最大的紫坪铺工程为例，震后第二天的5月13日，四川省人民政府应急办就通报说，紫坪铺水利枢纽工程大坝面板发生裂缝，厂房等其他建筑物墙体发生垮塌，局部沉陷，500千伏Ａ向出现避雷器倒塌，整个电站机组全部停机。另据川投公司的报告称，地震造成电站500kV出线设备受损；GIS出线套管与阻波器连接线在导线设备线夹处被拉断；电站5001断路器上方固定主母线拉杆有10余颗双头螺栓被拉断；电站副厂房中央空调室外机因地基下沉受损变形；大坝坝顶防护栏杆震倒，溢洪道、泄洪洞进口闸室震裂。后进一步证实，紫坪铺大坝在地震中发生了整体位移，坝肩与两侧山体连接处，均出现裂缝与错动。

岷江上游最早建成的引水式电站—映秀湾电站，闸坝严重损毁，下游的发电厂房被巨大崩塌体和崩塌巨石掩埋和砸毁。

岷江上游的太平驿电站的首部闸坝被右岸的山体滑坡掩埋大半，映秀渔子溪、耿达电站隧洞扭曲，受损严重。杂谷脑河中坝电站压力潜池被垮塌的沙石基本填满，机组下部变形被水淹没。

彭州湔江上游的凤鸣桥梯级电站大部分房屋损毁，大坝闸门备用启闭发电机损坏严重，水工建筑大坝闸门变形，无法正常启降。

沱江上游石亭江的金河二级电站因地震完全被毁，埋于50米地下，厂房已不复存在。石亭江上游的红松一级电站被左岸的滑坡、右岸的崩塌掩埋和砸毁。

除了电站设施以外，电网设施也受到严重破坏。例如，岷江上游220千伏银杏变电站整体水淹，映秀至太平驿220千伏及110千伏进出线铁塔严重垮塌。地震后，四川省内有超过100座变电站受损，电网供电范围共1.4万个配电区停电，位处阿坝州的电网几乎全部损毁。

由于电站震损，给水电企业造成了严重经济损失。紫坪铺电厂因震后停运，直接经济损失就达2.97亿元。另据估计，水电企业之一的岷江水电公司的直接损失超过10亿元。

四川省地方电力部门的统计数据显示，仅水电这一块，四川全省有470座水电站不同程度受损，涉及装机容量330万千瓦，直接经济损失高达53.9亿元；输电线路和电网设施的损失在19亿元以上。

另有报告称，岷江水电、桂冠电力、华能集团、紫坪铺公司、国家电网等公司，加上四川电网和农村电网的损失，仅岷江上游的电力资产损失就超过了100亿元。

由于四川省的能源结构62%以上为水电，岷江上游的阿坝州的经济支柱更是水电以及由水电支撑的高耗能产业，因此地震对水电工程的严重破坏，也使地方经济遭到致命重创。

在其它水库方面情况也十分严峻，例如被列为成都市10座高危以上险情水库中最大的彭州莲花洞水库，水库溢洪道左侧山体滑坡堵塞了部分泄洪通道，一些防浪墙倒塌，大坝顶有明显震陷，防渗墙上方的坝面产生较大裂缝。

3．震损的水电工程成为次生灾害的重大危险源

被震损的水利水电工程除了本身的经济损失以及对用电行业带来的巨大影响以外，它们还成为次生灾害或后发灾害链的重大危险源。这主要表现在，闸坝设施受损后，库水无法正常下泻，导致水位上升，库水漫坝的危险，而在坝体受损的情况下，溃坝的机率大大增加，一旦发生溃坝，将给下游造成严重的甚至不亚于地震直接灾害的生命财产损失。

512大地震后，各地的震损水库出现的普遍问题都是闸坝不能正常开启，导致库水位快速上升。岷江上游的太平驿、铜钟电站等均出现了库水漫坝的情况。尤其是岷江上游规模最大的紫坪铺水库，震后也因闸坝受损而无法正常泄水，水位上涨很快，由于它的稳定情况对下游的成都平原和城市群有重大影响，一度引起各方高度关注。

水库受损以后，由于闸坝无法泄流，它实际上也成为了一个堰塞湖，而且由于两岸滑坡、崩塌、泥石流的影响，雍水的高度甚至会超过原来的坝高，例如石亭江上游的红松一级电站就出现了这种情况。

据笔者实地观察，水利水电工程的闸坝、厂房等水工设施所在的河段以及库岸区，恰恰也成为了滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的易发、高发地段。根据其工程地质条件分析，这主要是因为水利水电工程的实施必然要对原有山体或坡麓进行大规模开挖，从而破坏了山体斜坡原有的安息角度，从而使山体失稳或具有潜在的失稳趋向。当地震来临时，这些水工设施所在地也更容易受到地质灾害的破坏。例如，紫坪铺电站、映秀电站、太平驿电站、耿达电站、红松电站、金河电站等，均是在电站闸坝与厂房处出现大规模崩塌或滑坡。另外，库岸区由于库水位在水库运行过程中的反复变动，也使库岸的稳定性受到很大影响，并大大增加了地质灾害发生的机率，这一点在紫坪铺库区也表现得十分突出。

另外更值得注意是，由于目前水电开发几乎都是全江全河的梯级开发模式，从而可能形成链式的连锁反应，一旦上游水库出现险情，整个下游的水库就会面临连锁溃坝的巨大风险。岷江上游的天龙湖电站、铜钟电站、太平驿电站、映秀湾电站、耿达电站，都曾出现过样的对下游的潜在威胁。

4．5.12大地震后对震损水利水电工程的除危排险

5.12大地震后，由于震损的水利水电工程存在的巨大安全隐患和洪水灾害危险，因此，对震损病危水库的除危排险就成为了一项十分紧迫和重要的任务。

震损水库除危排险的首要工作，就是尽快开启泄流通道，尽量放空库容或把库水降低到死水位，以减轻对受损库坝的压力和上游来洪的威胁。

5.12震后，紫坪铺电站机组闸门发生故障，库水无法下泄。在最短时间内采用了机组空转，向下游泄水的措施，最初下泄流量为60立方米/秒，后又增加到90立方米/秒。但这与上游500立方米/秒的入库流量相比太小，而且机组长期空转也会损坏。于是在5月13日首先开始冲砂洞和泄洪洞的抢修。5月13日14时，抢修人员到达冲沙洞工作门闸室，对闸门、启闭机和倾倒的电气控制盘柜进行了检查和调试，14时18分成功开启冲砂洞闸门，下泄流量达280立方米/秒。对泄洪洞的抢修因1号泄洪洞受损较严重暂时放弃，先抢修2号泄洪洞，由于当时库水位已上涨很快，为预防万一，专家们也制定了炸毁泄洪闸门的方案，所幸在5月13日17时28分开启了2号泄洪洞闸门，水库下泄流量达到800立方米/秒， 缓解了风险。

而要进一步解除风险，需要恢复发电机组运行，而发电机组停机主要是因为输电设备损毁所致。在国内一些发电设备生产单位的大力支持下，设备很快运到，经抢修，5月17日19时52分，紫坪铺发电机组恢复运行。同时对损坏的两台固定式启闭机也进行了全面修复，以保证泄洪、排砂闸门的正常运行。

为保证大坝安全，震后库区水位由海拔830米降至820米，同时对大坝上游一侧的面板裂缝开始修复，以解决大坝渗水的问题。大坝上游一侧的面板裂缝在水面以上见有三条，最长的横裂缝长达350米，纵裂缝也有60米长，目前正在对开裂的混凝土进行清除，然后重新进行钢筋的焊接与混凝土浇筑，预计今年8月可完成。另外目前在大坝上游一侧水下约11米深处，也发现有约30米长的裂缝需要修复，目前正在水下进行破碎的混凝土的清除工作。