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英國發布Toddbrook水庫輔助溢洪道失事報告,合規大壩為何發生險情?

近期,英國Toddbrook水庫輔助溢洪道失事獨立審查報告發布,專家組認為,雖然失事大壩符合現行《水庫法》等法律規定,但不合理設計及不定期維護是導致此次溢洪道坍塌事故的最大可能原因。英國政府表示將從事故吸取教訓,加強英國水庫大壩的安全監管。

2019年8月1日,受上游強降雨影響,英國德比郡Toddbrook水庫大壩輔助溢洪道局部發生嚴重破壞,導致其下游Whaley Bridge鎮約1 500名居民緊急疏散。英國空軍直升機緊急投放了530噸砂石包,地面搶修人員用混凝土和砂石包填堵溢洪道空洞。

事故發生后緊急修補


Toddbrook水庫建于1837~1840年,位于德比郡高山地區Whaley Bridge鎮西南方向約0.5 km處。該水庫大壩為土壩,高24 m,長約310 m,壩頂寬度約5 m,庫容128.8萬m3。壩體左側為主溢流堰, 1964年由于極端降雨曾遭到破壞;為增加溢流量,于1969 ~ 1970年在土壩上新建了輔助溢洪道,長76 m,堰頂高程比主溢洪道高0.26 m,即此次發生事故的溢洪道。該水庫根據1975年頒布的《水庫法》規定劃為A類水庫,對下游具有潛在高風險,因此需要進行定期檢查。

大壩位置及其主要結構


報告稱,雖然本次事故中上游連續兩次強降雨,但洪水遠小于設計取用的可能最大洪水。專家組認為,溢洪道設計不合理及不定期維護是失事的主要原因。溢洪道頂部和壩體心墻之間缺乏有效的齒墻,使得水可進入泄槽底板下方侵蝕壩體填土。此外,不時觀察到頂部施工縫的滲水沿溢洪道流下,這很可能會滲入未安裝止水帶且未定期維護的縱向接縫。由滲漏水引起的侵蝕可能導致溢洪道泄槽沉降并開裂,衛星數據顯示,沉降在破壞之前已經加速。但沒有證據顯示,這一過程會造成泄槽下方的巨大空洞,破壞的泄槽底板隨后塌陷在空洞中。輔助溢洪道坍塌過程中,下部大約800 t(400 m3)的壩體材料被沖蝕到下游河流中。檢查工程師在事故發生前,于2019年4月提交了該大壩的2018年檢查報告,該報告正確識別了該溢洪道風險,并提出了永久性的消缺處理建議,但未提示風險的緊急性,也未提出采取諸如降低水位等的預防措施。不幸的是,在全面維修工作開始前,該溢洪道破壞事故就發生了。監督工程師表示,他完全依賴于檢查工程師的意見,并定期向業主報告水庫及其維護狀況,不止一次報告了該溢洪道維護工作尚未完成。

2019年7月31日泄洪流量達到最大值

第一塊泄槽底板塌陷

溢洪道泄槽破壞的最終形態,其旁側泄槽壁發生基礎淘蝕


根據調查,水庫業主運河與河流信托組織(CRT)自2012年負責該水庫以來一直遵守法律,因此環境署(水庫監管機構)也沒有發布任何強制執行通知。但合規并不代表一定安全,此次事件即表明了,水庫及其業主遵守了法律,卻未能保證水庫的安全。

近日,英國政府接受了報告提出的建議,包括:加強檢查制度的落實,提高水庫安全性,防止此類事件再次發生;提高環境署作為監管者的職權,加強水庫法定維護;提高水庫業主和工程師對溢洪道結構破壞的認識等。同時報告還提議對當前立法框架頒布實施細則或進行修訂。