近日，云南昭通魯?shù)榧t石巖堰塞壩綜合水利工程首臺(tái)機(jī)組正式投產(chǎn)發(fā)電，特別之處在于，這是世界首座堰塞壩綜合水利樞紐工程。

時(shí)間倒退至6年前，2014年8月3日，云南魯?shù)?.5級(jí)地震，導(dǎo)致魯?shù)?、巧家兩縣交界處發(fā)生山體垮塌，崩塌滑落的泥沙石塊阻塞了牛欄江干流河道，形成庫容2.6億立方米的堰塞湖，威脅著下游沿江10個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)3萬余居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。中國工程人員迅速行動(dòng)，僅用9天化解險(xiǎn)情。之后變廢為寶，將紅石巖堰塞體改造成擋水壩，興建一座水電站。為了解工程具體情況，觀察者網(wǎng)專訪武漢大學(xué)水利水電學(xué)院程勇剛副教授。

【采訪、整理/觀察者網(wǎng) 程小康】

觀察者網(wǎng)：云南昭通魯?shù)榧t石巖原先建有水電站，地震后山體垮落，對(duì)原有的電站造成什么影響？能介紹下當(dāng)時(shí)的情況嗎？

程勇剛：紅石巖堰塞壩所在的位置原來有一座紅石巖水電站，是金沙江右岸一級(jí)支流牛欄江中上游水電開發(fā)規(guī)劃的第六級(jí)電站。該電站為引水式發(fā)電站，就是通過建壩，將河流來水蓄起來，水位抬升，然后在旁邊山體中開挖引水隧洞，將水引到下游的電站廠房，利用水輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。原紅石巖水電站的攔河壩為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，最大壩高32.77m，壩頂長(zhǎng)131.23m。壩身建有泄洪閘。引水系統(tǒng)建在右壩頭，包括進(jìn)水口、引水隧洞、壓力管道，其中引水隧洞全長(zhǎng)2920m，引水流量174立方米/秒。

2014年地震引發(fā)山體滑坡之后，滑坡產(chǎn)生的堰塞體，正好位于紅石巖水電站的大壩和發(fā)電廠房之間，堰塞體將河道完全堵塞，產(chǎn)生的紅石巖堰塞湖，淹沒了原電站的整個(gè)首部樞紐（詳見下圖，圖二淹沒后的照片為堰塞湖除險(xiǎn)工作完成后）。原電站已經(jīng)無法正常運(yùn)行。不過，后面在進(jìn)行堰塞湖除險(xiǎn)工作的時(shí)候，原電站的引水隧洞被用作臨時(shí)泄洪建筑物，發(fā)揮了重要作用。

被淹沒前的水電站

被淹沒后的水電站

觀察者網(wǎng)：新電站與舊電站相比，有何不同？

程勇剛：新電站與老電站均為引水式電站。但新電站比舊電站在裝機(jī)容量、防洪能力、供水灌溉等方面都有了很大的提升。比如原電站裝機(jī)規(guī)模為8萬kw，水庫總庫容僅69.3萬立方米。新電站為大型工程，總庫容1.85億m³；防洪標(biāo)準(zhǔn)提高至2000年一遇；供水8.08萬人；灌溉6.62萬畝；裝機(jī)容量20.1萬kW，年發(fā)電量7.96億度。

觀察者網(wǎng)：世界首座堰塞壩綜合水利樞紐工程，“世界首座”怎么理解？

程勇剛：“世界首座”指的是發(fā)生滑坡堵塞江河形成堰塞湖后，短時(shí)間內(nèi)完成一體化“搶險(xiǎn)—處置—利用”工程，形成新電站，紅石巖當(dāng)之無愧是世界首座。然而，紅石巖堰塞壩綜合水利樞紐工程，不是世界首座堰塞體整治為水電站的案例。之前堰塞湖形成后，基本都是自然潰壩或者搶險(xiǎn)處置之后就完了。但有些堰塞壩經(jīng)過相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間，如數(shù)百年之后已經(jīng)相當(dāng)穩(wěn)固，對(duì)這樣的堰塞壩，世界上有再利用堰塞體建成電站的，如塔吉克斯坦薩雷茲堰塞湖等。

觀察者網(wǎng)：堰塞湖壩體成分復(fù)雜，需要做的防滲設(shè)計(jì)比重建一座大壩困難的多，紅石巖堰塞壩水利工程如何解決該問題？壩體穩(wěn)定性如何？

程勇剛：防滲設(shè)計(jì)確實(shí)是堰塞體整治為堰塞壩中最為關(guān)鍵的內(nèi)容。為了搞清楚紅石巖堰塞體的結(jié)構(gòu)，建設(shè)單位在堰塞體頂部打了3個(gè)大直徑的勘探豎井（1.5m直徑），最深達(dá)97m見基巖。紅石巖堰塞壩高103m，工程中采用“主河床段深137m的混凝土防滲墻+左岸古滑坡體125m深的可控帷幕灌漿組合”的防滲結(jié)構(gòu)體系，形成擋水堰塞壩?；炷练罎B墻就是在堰塞體中部橫河向挖一道深槽，然后在槽內(nèi)灌注混凝土形成一面起防滲作用的墻。岸坡則采用帷幕灌漿，就是往滑坡體和基礎(chǔ)一定深度范圍內(nèi)的巖土體中注入混凝土漿液，將巖土體顆粒之間的孔隙填充充實(shí)，最終形成一面像舞臺(tái)幕布一樣的帷幕，同樣起防滲作用。通過設(shè)計(jì)計(jì)算和工程實(shí)際檢驗(yàn)，該防滲結(jié)構(gòu)體系的效果良好。

堰塞壩的穩(wěn)定性則是另一個(gè)重要內(nèi)容。由于紅石巖堰塞體體積龐大，上下游壩坡非常緩，穩(wěn)定安全度比較高。在工程設(shè)計(jì)中，按照現(xiàn)行土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算復(fù)核，壩體穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求。