下面是小编为大家整理的全国水库溃坝统计及溃坝原因分析,供大家参考。
全国水库溃坝统计及溃坝原因分析
解家毕 ,
孙东亚 ( 中国水利水电科学研究院 ,
北京 100038 )摘 要 :
针对所收集的国内 1954 ～ 2006 年发生的 3 498 座溃坝案例 ,
分别从溃坝历史时期 、省份分布 、水库规模 、坝高 、坝型 、溃坝原因 、溃坝率等方面进行统计与分析 。通过与国际上其它国家溃坝统计分析成果的比较 , 关键词 :
溃坝 ;
统计 ; 中图分类号 :
TV632
对我国溃坝率高的原因及其主要溃决模式进行了分析 。
溃坝模式 文献标识码 :
B
文章编号 :
1000
2 0860 (
2009) 12
2 0124 2 05
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dam fa
ilu
re;
sta
tistic
s;
fa
ilu
re mode水 ,
前者导致 319 座坝溃决 ,
冲毁村庄 106 个 ,
摧毁房屋 10 万 间 ,
死 亡
1 467 人 ;
后 者 导 致
62 座 坝 溃决 ,
其中大型 2 座 ,
造成 1 700 万亩耕地和 1 100 万人受灾 ,
2 1 6 万人死亡 [ 2 ] 。
1954 ～ 2006 年之间 ,
我国共有
3 498 座水库垮坝 ,
平均年垮坝数约为 64 座 。
本文收集了国内 1954 ～ 2006 年的溃坝案例 ,
在此基础上 , 分别从溃坝案例省份分布 、溃坝原因 、坝高分布 、坝型 、溃坝年份 、溃坝率等方面对这些资料进行统计分析 , 并与国外已有的研究成果进行对比 。希望通过这些分析 , 为今后溃坝模式研究和水库大坝的风险管理提供技术参考 , 服务于我国病险水库的除险加固 。
1 引 言 水库是我国的重要基础设施 , 是我国综合防洪工程体系的重要组成部分 。截至 2006 年底 ,
我国已建成各类水库
85 874 座 ( 水 利部 门管 辖 水库 ,
下同 )总库容达到 5 974 亿 m3 ,
其中大型水库 479 座 、中型 水库 3 002 座 [ 1 ] 。水 库 规 模 十 分 庞 大 ,
在 防 洪 、灌 溉 、发电 、旅游等方面均发挥了重要作用 。
但由于人们认识水平和经济条件的制约 ,
在大坝 工程设计 、建设和运行管理中往往存在一些不合理问题 ,
导致水库大坝发生溃决 。水库溃坝导致了巨大人员伤亡 、社会经济损失和生态环境问题 。世界上许多国家都曾发生过水库溃坝事故 ,
例如 :
1889 年美国2 全国垮坝案例统计分析
水库大坝溃决指大坝主体工程和附属结构物的完全破坏 (M idd leb rook s,
1953 ) [ 3 ]
,
包括因溢洪道设计
1959 年法国 玛 尔 帕 塞 拱 坝 溃 决 , 死 亡
421 人 ;年意大利瓦伊昂拱坝水库失事 ,
死亡 2 600 人 ;19631976年美国梯堂土坝 ,
由于坝肩渗漏导致 100 m 高大坝溃决 ;
1979 年 ,
印度曼朱二号水库垮坝 ,
死亡 5 000 ～10 000 人 。我国河北“ 63 1 8 ”和河南“ 75 1 8 ”历史大洪收稿日期 :
2009
2 07
2 29
基金项目 : “十一五 ”国家科技支撑计划课题 (
2006BAC14B01
) 资助 。作者简介 :
解家毕 (
1975
—) ,
男 ,
云南曲靖人 ,
高级工程师 ,
博士 。W ater R esources and H ydropower Engineering V ol 1 40 N o 1 12124
解家毕 , 等 ∥全国水库溃坝统计及溃坝原因分析不当而漫顶或设计洪水估算错误使库水短期大量泄流而引起的结构破坏 ( John son 与
Ille s,
1976 ) [ 4 ] 。尽管 大坝工程技术不断进步 ,
但水库溃坝是不可能完全杜绝的 ,
大坝失事案例时有发生 。特别是老坝 ,
它们不像今天的大坝按更严格科学的准则设计与施工 ,
其溃 决案例所占比例更大一些 。
我国对溃坝失事的统计先后进行过三次 ,
分别是1962 年 、 1979 年和 1991 年 ,
文献 [ 5 ] 中对调查结果 有论述 。
1962 年由原水利电力部管理司根据各地溃 坝报 告 资 料 汇 编 ,
刊 印 了《水 库 失 事 资 料 汇 编 》 , 1954 ～ 1961 年间失事的坝共有 532 座 。
1979 年由水 利部工程管理局在 1962 年资料汇编的基础上 ,
进一步补充核对 , 编制了《全国水库垮坝登记册 》。
1991 年 水利部水利管理司继续登记了 20 世纪 80 年代溃坝的266 座水库 , 编写成《全国水库垮坝统计资料 》[ 6, 7 ] 。
2 1 1
溃坝年份统计 在上述三次统计成果的基础上 ,
本文又纳入了近 期收集的 溃 坝 案 例 资 料 ,
据 这 一 统 计 ,
1954 ～ 2006年之间全国有 3 498 座垮坝水库 。这些溃坝在不同年份所占比例见图 1 ,
历年累积百分比见图 2 。按年代 划分 ,
1954 ～ 1990 年 ,
共有 3 260 座水库垮坝 ,
年均 约 88 座 ;
1991 ～ 2000 年 ,
共有 227 座水库垮坝 , 年 均约 23 座 ;
2001 ～ 2006 年 ,
共 有
35 座 水 库 垮 坝 ,年均 6 座 。从统计分析可以看出 ,
我国历史上出现了2 个垮坝高峰 ,
一个是 1960 年前后 ,
即 1959 ～ 1961 年间 ,
共计垮坝 507 座 ;
另一个高峰期在 1973 年前图 2
历年溃坝累计百分比 表 1
不同年代溃坝百分比 %模水库建设处于特殊的历史时期 。
50 ～ 70 年代 ,
水库大坝建设技术还处在初步探索阶段 ,
加上水文历史数据短 ,
以及经济基础薄弱 ,
因此许多大坝在建设阶段就溃决 ,
还有许多大坝由于各种原因而处于停建状态 ,
这些水库都不完全具有防洪功能 ,
因此溃坝的几率更大 。本文统计对溃坝水库的状态区分为 :
正常运行 、停建 、施工和不详 4 种状态 ,
不同状态下的溃坝所占百分比见图 3 。从图中可以看出 ,
处于施工 、停建状态溃坝的水库占总溃坝数的
22 1 溃坝率比其它国家高的原因之一 。
6 % ,
这是我国图 1
不同年份溃坝所占百分比 按水库规模统计 ,
各种类型水库的垮坝数量和比例见表 1 ,
从中 可 以 看 出 ,
小 ( 2 ) 型 坝 占 绝 大 部 分占总溃坝数的 76 1 9 % 。特别 是
20 世 纪
70 年代 ,
溃坝数超过总溃坝数的一半以上 ,
该 时 段所 溃决 的 小( 2 ) 型水库几乎占总溃坝数的一半 。
2 1 2
溃坝时大坝的状态 图 3
溃坝时大坝的状态 ( 单位 : % )
2 1 3
各省 ( 市 ) 溃坝及溃坝率统计 表 2 列举出了全国各省 ( 市 ) 溃坝数占总溃坝数的比例 。从中可以看出 ,
四川省 、山西省 、湖南省和云南省的溃坝数最多 ,
都超过了 200 座 。其中四川省我国不同年代所建大坝均有其特殊性 , 一些大规水利水电技术
第 4
0 卷
2
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9 年第 1
2 期125年
份 中型水库 小 (
1
) 型水库 小 (
2
) 型水库 全国水库1954
～ 19601961
～ 19701971
～ 19801981
～ 19901991
～ 20002001
～ 2006年代不明 1 1 83
0 1 83
0 1 74
0 1 11
0 1 06
0 1 11
0 1 00
4 1 46
4 1 40
8 1 06
1 1 29
0 1 89
0 1 17
0 1 09
3 1 69
11 1 55
49 1 14
6 1 15
5 1 55
0 1 60
0 1 09
9 1 98
16 1 78
58 1 03
7 1 55
6 1 49
1 1 00
0 1 17
解家毕 , 等 ∥全国水库溃坝统计及溃坝原因分析表 2
全国各省 ( 市 ) 溃坝统计 %库多年平均× 10 - 4 ,
小型 水库7 1 70 × 10 - 4 。正 常 运行 水 库 溃 坝的溃坝数最多 ,
占全国的 11 1 32 % 。
表 2 还列举了各省 ( 市 ) 的溃坝率 、正常运行水库溃坝率及正常运行水库多年平均溃坝率 。其中各省的水库大坝数以 2005 年已建成的水库计 ,
参见 2006年《中国水利统计年鉴 》[ 8 ] 。根据统计 ,
全国水库溃坝率为
4 1 11 % ,
而 正 常 运 行 水 库 溃 坝 率 为
2 1 81 % 。从表 2 可以得出以下结论 :
( 1 ) 溃坝率超过 20 % 的省份有 5 个 ,
分别是山西 、内蒙 、甘肃 、宁夏和新疆 。从地域上来看 ,
这几个省份 ( 自治区 ) 都是雨水相对 较少的区域 ,
并且这几个省份 ( 自治区 ) 至 2005 年已建成坝数都不超过 1 000 座 。
( 2 ) 建成坝数超过 1 000座的 省 份 中 ,
溃 坝 率 最 小 的 是 江 西 省 ,
溃 坝 率 为1 1 81 % ,
湖南省是惟一一个超过
10 000 座水库的省 份 ,
其溃坝率为 2 1 15 % 。
国 际 大 坝 委 员 会 曾 对 溃 坝 事 故 进 行 过 三 次 调 研 [ 9 ～ 11 ] 。
1988年的第三次调研中 ,
专门对溃坝事故 进行了统计分析 ,
其中不包括中国的数据 。研究成果发表于国际大坝委员会第 99 号专题报告内 (B u lle tin99 ) 。根据该报告的研究结果 ,
1900 ～ 1951 年共建各 种大坝
5 286 座 ,
其 中溃 坝
117 座 ,
溃 坝 率
2 1 2 % 。1951 ～ 1986 年共建大坝 12 138 座 ,
其中溃坝 59 座 ,溃坝率 0 1 49 % 。
比较国内和国外的溃坝率可以看出 ,
同一时期国内的溃坝率明显高于国外 ,
即使不考虑施工和停建阶段溃决的大坝 ,
国内的溃坝率还是高于国外 。
2001 ～2006 年 之 间 ,
全 国 共 溃
262 座 水 库 ,
溃 坝 率 为0 1 31 % ,
基本与国际上相当 。
1954 ～ 2006 年的 53 年 之间 ,
全国的多年平均溃坝几率为 :
中型水库
8 1 11的多年平均溃坝率为 :
中型 水 库
3 1 40 × 10 - 4 ,
小 型水库 5 1 35 × 10 - 4 。从表 2 还可 以看 出 ,
正 常运 行 水库中 ,
不同省份的多年平均溃坝率相差巨大 ,
最小的是北京 ,
多年平均溃坝率为 2 1 3 × 10 - 4 ,
最大的是山西省 ,
多年平均溃坝率为 74 1 3 × 10 - 4 。
2 1 4
坝型统计 表 3 列举了收集到的全国已溃水库不同坝型的溃坝数和百分比 ,
从中可以看出 ,
已溃坝中土坝所占的比例超过 90 % 。表 4 中列举了土坝中各种坝型已溃坝数和百分比 ,
从中可以看出 ,
均质土坝溃坝占总数的 85 % 以上 ,
所占比例最大 。
表 3
各种坝型溃坝比例 表 4
土坝中各坝型溃坝比例 水利水电技术
第 4
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0
9 年第 1
2 期126 序号 坝 型 溃坝数 / 座 百分比 /
%
1
2
3
4
5
6
均质土坝 粘土斜墙坝 粘土心墙坝 土石混合坝 其它 不详 3 003
11
183
19
2
36
85 1 85
0 1 31
5 1 23
0 1 54
0 1 06
1 1 03
序号 一级分类 溃坝数 / 座 百分比 /
%
1
2
3
4
5
6
混凝土坝 浆砌石坝 土坝 堆石坝 其它 不详 12
35
3 253
32
0
162
0 1 34
1 1 00
93 1 00
0 1 91
0 1 00
4 1 63
序 号
省份
占总溃坝 数百分比
溃坝率
正常运行 溃坝率正常运行溃 坝数占总溃 坝数比率正常运行水 库多年平均 溃坝率 序 号省份 占总溃坝 数百分比溃坝率 正常运行 溃坝率 正常运行溃 坝数占总溃 坝数比率 正常运行水 溃坝率
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
北京 天津 河北 山西 内蒙古 辽宁 吉林 黑龙江 上海 江苏 浙江 安徽 福建 江西 山东
0 1 03
0 1 06
3 1 66
8 1 23
3 1 46
1 1 17
2 1 77
2 1 97
0
0 1 83
3 1 29
2 1 89
2 1 09
4 1 86
4 1 15
1 1 20
1 1 40
11 1 65
39 1 40
24 1 85
4 1 24
7 1 84
16 1 56
0
3 1 16
2 1 90
2 1 07
2 1 72
1 1 81
2 1 61
1 1 20
1 1 40
10 1 6529 1 5519 1 102 1 90
4 1 28
5 1 41
0
1 1 31
1 1 74
1 1 77
2 1 24
1 1 60
2 1 21
100 1 0
100 1 0
91 1 4
75 1 0
76 1 9
68 1 3
54 1 6
32 1 7
41 1 4
60 1 0
85 1 1
82 1 2
88 1 2
84 1 8
0 1 023
0 1 026
0 1 220
0 1 743
0 1 469
0 1 080
0 1 148
0 1 312
0 1 060
0 1 055
0 1 039
0 1 051
0 1 034
0 1 049
161718192021222324252627282930河 南 湖 北 湖 南 广 东 广 西 海 南 四 川 贵 州 云 南 西 藏 陕 西 甘 肃 青 海 宁 夏 新疆 4 1 57
3 1 00
8 1 20
5 1 49
4 1 29
0 1 37
11 1 322 1 37
6 1 69
0
5 1 00
2 1 43
0 1 37
1 1 23
4 1 20
6 1 83
1 1 81
2 1 15
2 1 90
3 1 47
1 1 31
4 1 20
4 1 23
4 1 36
0
17 1 5231 1 258 1 55
21 1 7229 1 343 1 88
0 1 79
1 1 48
1 1 97
2 1 38
0 1 51
2 1 42
3 1 42
2 1 53
0
12 1 91
23 1 53
4 1 61
17 1 68
22 1 16
56 1 9
43 1 8
68 1 6
67 1 7
68 1 7
38 1 5
57 1 6
80 1 7
58 1 1
73 1 7
75 1 3
53 1 8
81 1 4
75 1 5
0 1 129
0 1 034
0 1 041
0 1 055
0 1 065
0 1 025
0 1 079
0 1 080
0 1 082
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解家毕 , 等 ∥全国水库溃坝统...
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