青草沙水庫安全應急預案編制與實踐

上海城投原水有限公司青草沙水庫管理分公司 許盛

一、基本情況

青草沙水庫位于長江口南支下端南北港分流口水域，包括長興島西側和北側的中央沙、青草沙以及北小泓、東北小泓等水域。青草沙水庫環庫大堤總長48.272km，總面積66.26km2，水庫最高蓄水位7m，死水位-1.5m，總庫容5.27億m3，是供水水庫，工程等別一等，環庫大堤、上游取水泵閘、下游水閘和輸水泵閘等主要建筑物級別為一級。水庫大堤臨江側的設計防洪（潮）標準采用100年一遇高潮位加同頻率風浪。2020年5月的安全鑒定結果為一類壩。

（一）可能出現的險情判別

（1）滲水險情判別：①堤身背水側坡面嚴重滲水或已經開始沖刷堤坡或滲水變渾濁，表明有發生流土的可能性，險情正在惡化，此種險情要高度重視，并及時采取措施進行處理。②出逸點較高時，易產生滑坡、漏洞及陷坑等險情，易引起堤身凹陷，使一般滲水險情轉化為重大險情。

（2）管涌險情判別：①一般發生在背水堤腳附近地面或較遠處的洼地，離堤腳越近，危害性越大。②有些管涌點離堤腳雖遠一點，但口徑不斷擴量不大，流斷增大，帶出的沙越來越粗，屬于重大險情，需要及時搶險。③管涌發生在坑塘中，水面出現鼓泡，水中帶沙顏色渾濁，此種險情要高度重視，并及時采取措施進行處理。④大堤背水側地面隆起、膨脹、浮動等現象也是產生管涌的前兆，此種險情要高度重視，并及時采取措施進行處理。

（二）突發潰堤事件后果分析

青草沙水庫大堤長約48Km，當水庫遭遇突發外部災害事故，或遭遇重大恐怖襲擊，或遭遇超標準風暴潮、地震等自然災害因素，有可能導致潰堤或重大險情，特別是在咸潮期水庫高水位蓄水時，根據青草沙水庫堤壩的特點，分為臨長江側大堤新建段和臨長興島海塘加高加固段。對于臨長江側大堤新建段，潰堤洪水直接流入長江，不需分析潰壩洪水淹沒范圍。對于臨長興島海塘段，潰堤洪水直接流入長興島隨塘河及陸域，需分析潰壩洪水淹沒范圍及嚴重程度。

（1）長興島地形條件，長興島全島地勢低平，區域地面高程到2.2～3.2m之間(吳凇基面)，平均地面高程為2.8m，長興島一線海塘大堤內總面積約為78.038km2。（見圖1為長興島相應高程以下面積與總面積比曲線圖）。

圖1 長興島相應高程以下面積與總面積之比

（2）潰壩洪水淹沒范圍及嚴重程度分析：假設水庫潰堤為瞬時潰壩，潰壩時刻庫內水位為6.5m，庫外地面高程2.8m。潰壩時，根據圣維南方程和特征線理論，得到潰壩口水深和流速分別為：

其中H0為遠離潰壩口的庫內水位，HL為外側地面高程，g為重力加速度。由此可以得到潰口處瞬時流量為：

其中B為潰口寬度：潰壩口寬分別為 10m、20m、50m、100m、200m、300m時候，潰壩開始后0.1小時至5小時不同時間長度內的水流流量，分別得到了各自情況下長興島的淹沒面積以及淹沒高程，初步計算結果如下表1所示。

表1 不同潰壩寬度下周邊淹沒面積以及淹沒高程初步計算成果表

隨著潰壩口寬的增加以及時間的推移，從水庫內流出的水量逐步增加，從表中數據看出，當潰壩口較小的時候，允許有一定的反應時間來對潰壩口進行封堵，而當潰壩口較寬的時候，則需要應急部門有更快的反應時間，對潰壩口進行有效的封堵，否則將造成非常重大的損失。

（三）險情預警等級（表2）：

表2 險情預警等級

二、應急組織體系

（1）根據《水庫大壩安全管理應急預案編制導則》，水庫險情應急組織體系由政府、水行政主管部門、水庫主管部門組成，險情應急處置依照上海市有關規定，由市防汛指揮部統一指揮，分級分部門負責，設立青草沙水庫突發險情應急指揮部。

（2）專家組：為保證突發事件應急處置的順利進行，成立由水利、氣象、衛生、環保、通信、救災、公共安全、交通等有關部門技術人員組成的專家組，專門為應急處置提供技術支撐，主要負責收集技術資料、參與會商、提供決策建議、必要時參加突發事件的應急處置。

（3）搶險隊伍：按照專業搶險隊伍與搶險隊伍相互配合，建立搶險隊伍。當水庫大堤出現險情，共同做好應急搶險工作，組織周邊人員、財產轉移。專業搶險救援隊伍可由市防汛指揮部和區防汛指揮部各成員單位的專業搶險隊伍以及公安、武警、消防的搶險隊伍組成，負責水庫工程搶險，要求做到嚴密組織、靈活調度、聽從指揮、服從命令、行動迅速。通訊方式以有線、無線電話和無線對講機為主，搶險任務按險情現場分工。為提高搶險隊伍的實戰能力，需定期對搶險隊伍進行培訓及實戰演練。

三、應急處置

（1）險情報告，將時間、地點、主要過程和處置情況、采取措施向上級報告。應急指揮機構及時啟動相應級別應急響應。（2）應急搶險和處理，召集專家組和搶險隊伍，做好調度、組織人員轉移、調集搶險物資和裝備、出現管涌和滲砂情況，應急搶險小組對隱患點采取應急壓載措施、對事件變化、水雨情開展跟蹤觀測、落實現場值守，加強巡視檢查和水雨情測報。

（3）應急保障：①隊伍保障：按照“因地制宜、統一指揮、分級負責”原則，組建應急搶險小組常駐水庫，并應按計劃定期開展應急搶險技術培訓和演練。②做好日常物資保障：袋裝碎石、袋裝黃沙、鐵鍬、洋鎬、編織袋、潛水泵、沙繩、推土機、挖掘機、鏟車、汽車吊、卡車、船舶、發電機、救生衣、雨衣、雨靴、手電、安全帽等各種應急搶險物資。③通信保障：包括有線、無線等協同通訊組成，保證完好暢通、聯絡無誤。④運輸保障：配備一定數量的應急車輛。⑤治安保障：保安人員常駐水庫，警戒重點區區域。

四、應急監測

（1）儀器監測：水庫險情監測的內容為雨量、水位、水平位移、垂直沉陷、測壓管和滲漏水位監測；監測的方式為人工監測和自動監測相結合；發生重大險情時，監測的頻次應是不間斷。

（2）人工巡視檢查：巡查的部位為水庫大堤、輸水泵閘、取水泵閘及下游水閘，主要以大堤為主；結合堤壩的觀測，注意對建筑物及其周圍進行經常性的巡視檢查，特別在高水位時，應了解蓄水對堤壩的影響，對滲流進行檢查，觀測滲流情況。人工巡查是一項十分重要的工作，由于冬季咸潮期，水庫進入蓄水期，水庫水位提升，大堤的安全風險增加，因此人工巡視頻次按照下列實施①當水庫水位在4m-5m，人工巡視每3天1次，②5m-5.5m，人工巡視每2天1次，③5.5m以上時，人工巡視每天1次。同時按照要求，落實了青草沙水庫防汛三個責任人名單，并按照要求參加培訓，執行應急防汛值班任務。

五、結束語

青草沙水庫必須定期開展突發事件應急演習，提高應對突發事件處置水平。同時必須加強日常大堤人工巡視檢查，將應急搶險知識納入職工崗位培訓的重要內容，加強宣傳預防、避險、自救、互救、減災知識，應急隊伍、物資、裝備儲存保養工作的監督檢查。應急預案發送給所有相關參與方、制作宣傳海報張貼在醒目處，舉辦集中宣講會。切實做好青草沙水庫遭遇突發事件時的搶險工作，力保水庫工程安全，最大程度保障人民飲用水安全可靠。