2014年,云南魯?shù)榘l(fā)生6.5級地震,金沙江一級支流牛欄江干流山體滑坡形成堰塞湖,魯?shù)榭h、巧家縣、昭陽區(qū)、永善縣及曲靖市會澤縣等5縣區(qū)水利基礎設施受損嚴重。
地震發(fā)生后,中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司(以下簡稱“昆明院”)聯(lián)合中國水電基礎局、水利部水規(guī)總院等全國一流技術力量,建成集“應急搶險—后續(xù)處置—開發(fā)利用”于一體的世界首例堰塞壩水利樞紐工程,其間探索形成“紅石巖堰塞壩水利樞紐工程關鍵技術”,有力推動了國家自然災害防治體系和防治能力現(xiàn)代化,為世界堰塞湖災害治理樹立了新典范,獲得2023年度云南省科學技術進步特等獎。
專家查勘現(xiàn)場
力克堰塞湖搶險技術難題
大型堰塞湖搶險,是一個世界性難題。2008年,唐家山堰塞湖威脅下游兩岸,130萬人生命和基礎設施安全受到威脅;2021年,印度查莫里堰塞湖潰決,致200余人死亡……這樣的災害在全球各地時有發(fā)生。
在云南魯?shù)榈卣鹬?,云南省水利水電投資有限公司總工程師羅宇凌用“恐怖”二字形容當時地震搶險看到的景象,“深夜,下雨,滾石,視線所及之處一片迷蒙。堰塞體形成后牛欄江水位以每小時60-80厘米的速度上升,兩岸原本看得清清楚楚的房子,2小時后全部被淹,完全消失在視野里。”
巨大、極危、艱難成為紅石巖堰塞湖的突出特點,直接影響了上游會澤縣兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)近2000人生命財產(chǎn)安全,還威脅著下游沿河的魯?shù)椤⑶杉?、昭陽三縣(區(qū))10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、3萬余人、3.3萬畝耕地,以及下游牛欄江干流上天花板、黃角樹等水電站的安全。
紅石巖堰塞壩全生命周期安全運行管控平臺
探索堰塞湖治理科學方案
“如何在最短時間內(nèi)排出潰壩風險,保障人民群眾生命財產(chǎn)安全迫在眉睫。”昆明院院士創(chuàng)新研究院副院長吳學明介紹,堰塞體結(jié)構(gòu)復雜,開發(fā)利用面臨性態(tài)評價、勘察設計、施工技術與裝備等世界級技術難題,在國內(nèi)尚無可借鑒的工程先例和技術經(jīng)驗??焖佾@取數(shù)據(jù)、研判風險因子、精確預測潰堰洪峰等搶險技術,成為科學決策的核心難題。
這是一個在極難中解難的過程。危難時刻,昆明院積極響應,迅速組成工程專家團隊,果斷科學展開排險處置,提出了空天地一體化應急搶險數(shù)據(jù)采集與集成方法,創(chuàng)新地采取開挖泄流槽、拆除調(diào)壓井施工支洞檢修門等應急搶險成套技術,僅用9天就完成紅石巖應急搶險處置。
險情順利化解,如何防患于未然?項目第一完成人、國家勘察設計大師張宗亮院士提出“變廢為寶、減災興利”的創(chuàng)新理念,建成具有防洪減災、供水灌溉、清潔發(fā)電等顯著社會效益的紅石巖堰塞壩水利樞紐工程,首次提出堰塞壩性態(tài)評價與勘察設計技術體系,創(chuàng)建堰塞湖風險識別與潰堰分析的應急搶險技術體系,研發(fā)堰塞壩防滲新材料新裝備及施工成套技術,為世界堰塞湖災害治理樹立了新典范。
專家團隊現(xiàn)場探討項目情況
科技攻關轉(zhuǎn)化為社會經(jīng)濟效益
依托堰塞壩開展科技攻關,項目組取得了諸多具有自主知識產(chǎn)權(quán)的學術成果。吳學明介紹,近年來,項目還獲得了云南省優(yōu)秀工程勘察獎一等獎、電力行業(yè)優(yōu)秀工程咨詢成果一等獎,并授權(quán)發(fā)明專利50項,實用新型20項,軟件著作權(quán)28項,出版專著5部,發(fā)表論文205篇。
此外,項目社會經(jīng)濟效益顯著,紅石巖堰塞壩水利樞紐工程總庫容1.85億立方米,供水8萬余人,灌溉6.6萬畝,年發(fā)電量8億度,每年直接經(jīng)濟效益超4億元、節(jié)約燃煤31萬噸、增產(chǎn)糧食近4000萬元。不僅消除次生災害、提高防洪標準,減少環(huán)境影響,保障受災居民安全,還推動了行業(yè)科技進步,帶動魯?shù)?、巧家、昭陽等地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展。
項目團隊相關負責人表示,未來,將進一步提升技術創(chuàng)新能力,服務全省以及國家工業(yè)領域需求,為云南經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展作出積極貢獻。
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