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第七章 环境风险分析
7.1环境风险源项识别
根据国内外水电站建设经验教训的判别分析，该项目建设的环境风险源主要为水库垮坝失事而引发坝址下游重大洪水灾害。该项目库坝为细骨料砼砌块石重力坝。实践证明，混凝土大坝比土石大坝更安全。根据国内外库坝资料统计，国际水库垮坝失事率为2.3%；国内水库垮坝失事率为3.8%。但其中绝大多数为土石坝垮坝失事，如国内水库垮坝失事的土石坝占溃决失事库坝总数的95%。可见，混凝土坝垮坝失事率很小。但由于洪水的复杂性、突发性和工程的艰巨性及不确定性因素的存在，因而也不能认为混凝土坝完全不存在垮坝的可能性。国内外历史上也有混凝土坝漫顶垮坝和非漫顶垮坝失事而造成毁灭性洪水灾害的实例。因此，该项目建设应十分重视库坝安全工作。
7.2环境风险原因分析
根据国内外对库坝安全的研究成果，引起库坝破坏和溃决的原因很多，也很复杂，包括自然因素和人为因素及其相互关系和复合作用。大概分析其主要原因有：
（1）强烈地震
小地震不容易引起库坝破坏和溃决，但强烈地震（震级≥7.0）比较容易引起库坝破坏和溃决。由于该项目库坝所在区域地壳处于相对稳定，地震基本烈度为Ⅵ度，并据此进行库坝工程抗震设防，加上自身水库不大（大坝高度＜100米），不易诱发地震，因而地震引起库坝工程大面积、高强度破坏的可能性很小。实践历史表明，至今地震并未引起过库坝破坏和溃决事故。
（2）温度变化
温度变化引起库坝局部破坏事故在混凝土拱坝上较为普遍。这是因为拱坝的坝体厚度相对比较单薄，且拱坝又是边界受到约束的高次超静定结构，库坝运行期周围环境温度变化容易在拱坝体内引起温度应力，在一定的条件下因应力超限会引起库坝开裂。但一般情况下温度变化只可能引起库坝局部破坏，不会引起库坝骤然溃决。该项目库坝为混凝土重力坝，坝体厚度比混凝土拱坝雄厚，库坝运行期周围环境温度变化而引起库坝体内温度应力比混凝土拱坝小，且温度应力对混凝土重力坝安全的不利影响也比混凝土拱坝小。该项目混凝土重力坝即使在不利的温度条件下如在低水位下运行或库水位骤然降至空库或库水位骤然升至设计洪水位也不易发生坝体破坏和溃决。

（3）山体滑坡
小规模的库岸失稳如崩塌、滑坡和坍岸等不会造成库坝破坏和溃决，但大规模的库岸失稳和高势能的快速崩滑体会造成巨大涌浪，引起库周及库坝下游洪水灾害，并危及库坝安全。特别是在坝体附近上、下游两侧发生大规模的快速滑坡，容易造成坝体破坏和溃决。该项目水库虽然存在小规模的岸坡失稳之隐患，但由于所在区域地壳活动比较稳定，库区、坝址和厂址工程地质条件总体较好，因此发生大规模的库岸失稳和高势能的快速滑坡而引起巨大涌浪洪灾和垮坝失事的可能性很小。这里还必须强调指出，对于库区内外河段两岸边坡存在的多处小规模不稳定地质体，应予以加固和防范，进行护砌、支挡工程处理，避免小规模的库岸失稳而诱发大规模的库岸失稳。此外，库坝投产运行期还应禁止在库区内外附近周围炸石和炸鱼等爆破活动以及在库区和坝下附近河段两岸边坡随意堆放大量物料和建筑，以免引起滑塌。
（4）坝基破坏
坝基的变形性、渗透性、稳定性与坝体的安全有很大的关系。良好的坝基应具有足够的抗变形和承载能力、透水性小、岩体完整稳定，以免变形过大引起地基破坏、渗透水压过大导致扬压力超限和坝体或坝座岩体滑动失稳。根据该项目工程可行性研究报告，无区域性地质构造通过坝区，发育压（扭）性低次序构造行迹规模较小，坝址基岩为长石石英砂岩和黑色粉砂岩，沿河两岸均有基岩露头分布，岩质紧密坚硬，边坡稳定性较大，工程地质条件总体较好，但坝址河中有顺河向中高倾角断层破碎带分布，表部岩石裂隙发育，岩体完整性较差，岩石渗透性较大，存在坝下及绕坝渗漏，建基岩石工程性质不很理想，必须进行固结防渗工程处理。因此，该项目坝址基础只有经过采用科学的工程处理技术和采取严格的固结防渗措施，进行加固增稳，彻底消除隐患，才能避免产生坝体失稳变形、裂缝、滑动、渗水而引起水库垮坝失事。
（5）蚂蚁通道
由于蚂蚁蛀蚀土石坝体或土坝接头土料和混凝土坝裂缝空隙，产生白蚁通道，引起坝体渗流漏水。若不采取控制措施，也会引起坝体渗透变形，威胁水库安全。古人言：“千里之堤，溃于蚁穴”。据资料报道，国内至今仅发现一座水库坝体（土坝）有一个漏水点是由于坝身白蚁通道产生的，但经及时进行充填，尚未造成严重后果。可见，该项目库坝因蚂蚁通道而引起垮坝失事的可能性极小。
（6）战争和恐怖袭击
假如一旦受到战争和恐怖袭击而使该项目库坝瞬时被毁，巨量库水突然下泄，造成连锁反应，使其下游多级水库也相续垮坝，洪水灾害严重，可能酿成流域性灾难。虽然战争和恐怖袭击具有不可预见性，但由于该项目水库不是特大型水库，其作为战争和恐怖袭击目标的可能性实在太小，除非战争时发生意外。
（7）超标洪水
从中小型（百万立方米以上）水库垮坝失事情况统计分析，防洪标准低是水库垮坝失事的主要原因之一。水库大坝抗洪标准愈低，垮坝失事比例愈大，即使抗洪标准较高，若位于特大暴雨中心，也难幸免。造成库坝防洪标准低的问题，一是由于水文资料缺乏或历时较短，再加上分析方法不够可靠或计算工作不够细致而产生理论与实际之间的较大偏差，其结果使计算的设计和校核洪水数据偏小，从而使水库大坝工程防洪标准未达到国家规定要求，造成水库大坝实有抗洪能力明显偏低。二是遭遇稀有特大暴雨的超标洪水，事先又未作好非常措施和防汛准备。该项目库坝是按50年一遇洪水设计、500年一遇洪水校核，在加强水文观测资料分析和历史洪水调查工作的前提下，其防洪标准能达到国家规定要求，短期的超标洪水一般不容易产生水库垮坝失事。但是如果遇到难以预料的特大超标洪水时，则有可能使库坝受到严重破坏，甚至垮坝失事。考虑到该项目库坝处于七都镇中上游区位，为保证下游居民库坝安全起见，建议适当提高自身库坝的正常抗洪标准，可通过适当扩大泄洪设施和能力来提高防洪标准；对超标的特大暴雨洪水，应事先作好非常泄洪措施的准备，并应事先通知下游作好防汛抢险准备。
（8）勘测设计有误
如果不认真做好前期工作，不进行详细的水文调查和地质勘察，水帐计算不正确，设计考虑不周到，则会导致盲目施工，将给以后水库大坝安全埋下隐患，因而容易造成水库垮坝失事。据初步统计，我国近40年来，由于漫顶垮坝失事的水库有1100余座（未含由于调度运用失误而漫顶垮坝失事的水库），其中由于超过设计洪水标准而漫顶垮坝失事的水库仅有300余座，约占1/3；其他大多数是由于勘测设计有误或根本没有进行过勘测设计的缘故这些并不属于洪水标准本身的问题，其数量却占了漫顶垮坝失事水库总数的2/3以上。因此，对水库大坝抗洪安全来说，除了合理选定防洪标准以外，还应当特别注意要正确地进行勘测设计和合理地调度运用。该项目已做了大量的前期工作，为保证设计质量提供了科学依据。
（9）施工质量低劣
施工质量的优劣直接影响水库坝体材料物理力学性质，从而关系到库坝安全与否的问题。库坝施工质量低劣主要表现在施工工艺不规范、施工用材不合理和施工作业不严格。混凝土施工工艺不规范，致使混凝土浇筑质量差；混凝土碱性骨料反应导致坝体开裂、膨胀和剥蚀；坝体接缝灌浆质量差，引起渗漏；坝址基础清理处理不彻底，防渗加固措施不到位，导致坝体失稳变形、裂缝、滑动、渗水；土坝接头土料控制不严和碾压不实，导致坝体滑坡、塌坑、渗水。上述施工工艺、用材、作业等方面的原因会使坝体材料质量恶化，引起坝体局部破坏，直接影响坝体稳定，威胁库坝安全运行，甚至引起水库垮坝失事。据水库垮坝失事实例的原因分析统计，由于工程质量差的原因而造成库坝溃决的比重仅次于防洪标准低的原因。由此可见，该项目库坝施工质量把关应引起高度重视。为确保该项目库坝安全运行，除要求达到足够的抗洪标准外，还必须保证工程质量。没有好的工程质量，就谈不上工程标准。如果盲目追求施工进度，忽视工程质量，将会在工程中留下隐患。对此，在施工中应加强工程监理，组织施工质量监督、检查、评估和验收，并做好遗留尾工处理。
（10）运行管理不善
从国内外库坝历史看，中小型水库一般防洪标准普遍比大型水库低，其大坝勘测、设计、施工遗留问题较多，再加上思想麻痹，运行管理不善，防汛抢险工作差，垮坝风险难以完全避免。库坝运行管理不善主要体现在盲目追求经济效益，防洪意识淡薄，不重视水库技术管理工作。在观测检查方面，不重视大坝安全监测、鉴定工作，不设置满足大坝安全观测设施，以致不能及时发现问题及时采取措施，致使水库带病冒险运行，甚至引起垮坝失事；在调度操作方面，不重视编制水库调度运用计划，忽视水库安全操作规定，以致不合理进行调度运用，导致调洪操作失误，致使超汛限水位蓄水运行而漫顶垮坝失事；在设施设备方面，不重视库岸坝体防护加固和闸门吊车维修养护，以致不能实现水库良性循环，致使库坝老化失稳和泄洪闸门临危难启，引起溃坝失事；在防范应急方面，不采取应急度汛措施，不及时除患抢险，不重视建设可靠的预报、预警系统和改善交通、通讯设施，以致洪水来前无准备，洪水来时无对策，造成严重危害后果。因此，该项目运行期应加强水库技术管理工作，确保库坝安全。
综上所述，水库防洪标准低、工程质量劣、管理工作差等人为因素是造成垮坝的主要原因。根据我国20世纪90年代初先后两次跨坝（共40座）原因统计，由于水库工程防洪标准低或超标洪水垮坝的，占37.3%~51.5%；由于水库工程质量劣垮坝的，占35.9%~38.5%；由于水库管理不善垮坝的，占4.2%~15.9%；水库其他原因垮坝的，占4.6%~11.39%。该项目在认真贯彻执行国务院[1991]第77号令《水库大坝安全管理条例》，严格按照规范进行精心勘测设计，加强工程质量和水库技术管理工作，遵守水库安全操作规定的前提下，是可以确保水库大坝安全，达到兴利除害的目的。
7.3 环境风险后果分析
由于该项目库坝所在七都溪下游河段，总库容为3030万立方米，假设其运行期发生水库垮坝失事，其总库容为3030万立方米库水突然大量下泄，巨大洪水将淹毁其下游马板村和七都镇，将造成其下游两岸乡村道路、房屋、农田、果园、森林、鱼塘、畜舍等的严重破坏和成千上万居民的严重伤亡，将给当地交通运输、农业生产、工业生产、社会经济、人民生命、国民财产和生态环境带来严重的灾害。因此，该项目水库大坝安全不可忽视。
7.4环境风险管理对策
为了确保该项目水库大坝安全，除害兴利，延长库坝寿命，充分发挥效益，努力避免垮坝灾害风险，该项目建设从勘测、设计、施工、运行全过程中应采取各种有效的防范和应急措施，做到防患未然，防微杜渐。根据该项目库坝环境风险原因分析结果，参照国内外库坝安全工作研究成果，针对可能引起库坝破坏和溃决的主要原因，提出如下防范和应急措施。
（1）认真贯彻执行《水库大坝安全管理条例》（国务院[1991]第77号令）。该条例对坝高15米以上或库容100万立方米以上的水库大坝建设、管理和险库处理都作了明确规定和严格要求。
（2）严格按照水电项目管理程序办事。为防止发生水库大坝破坏和溃决，应依次做好勘测、设计、施工、验收、运行、鉴定、加固工作。
（3）加强工程地质勘测工作。该项目库区、坝址、厂址工程地质条件较为复杂，应进行详细的工程地质和地下水文调查，继续查明情况。
（4）严格按照规范精心设计。该项目坝址建基岩石工程性质不很理想，库区内外河段两岸边坡存在多处小规模不稳定地质体，需要进行工程处理。因此，建议全面考虑整体工程布置，妥善处理枢纽工程与非枢纽工程的关系，合理规划布局，认真勘测设计，优化工程设计和施工方案。
（5）加强工程施工质量管理。为确保水库安全运行，库坝建设施工期必须树立“百年大计，质量第一”的观念，加强工程施工监理，组织工程质量监督、检查、评估和验收，做到施工工艺规范、施工用材合理和施工作业严格，并做好遗留尾工处理，保证工程质量，杜绝“豆腐渣”工程。
（6）加强水库运行技术管理。为确保水库安全运行，库坝投产运行期必须建立健全水库运行调度和安全操作技术体系，提高技术管理水平，合理编制水库防洪预案和调度运用计划，遵守水库安全操作规定；重视大坝安全监测、鉴定工作，加强库岸坝体防护加固和闸门吊车维修养护，设置满足大坝安全观测设施，经常检查和定期观测大坝安全情况，并对洪水数据进行复核，做到及时发现问题及时采取措施，杜绝水库带病冒险运行；重视建设可靠的预报、预警系统和改善交通、通讯设施，制定应急度汛计划，做到洪水来前有准备，洪水来时有对策，并设置满足闸门启闭备用电源和设备，保证及时宣泄洪水。对超标的特大暴雨洪水，应事先作好非常泄洪措施的准备，并应事先通知下游作好防汛抢险准备。
（7）禁止库区引发滑塌作业。库坝投产运行期还应禁止在库区内外附近周围炸石和炸鱼等爆破活动以及在库区和坝下附近河段两岸边坡随意堆放大量物料和建筑，以免引起滑塌。