近年國內水電站典型事故原因分析與警示

王輝義，劉德明

（1.國家能源局大壩安全監察中心，浙江 杭州，311122；2.杭州國電大壩安全工程有限公司，浙江 杭州，310014）

水電站多建設在山川河谷，地質條件復雜，受天氣影響大，一旦失事，后果不堪設想。筆者總結了2016年以來5起典型的國內水電站事故或安全事件，這些水電站事故或安全事件直接誘因均為強降雨、大洪水、地質等客觀因素，但主觀因素卻各有不同。筆者梳理了這些水電站事故的前因后果，探討了事故發生的深層原因，希望以此為鑒，為今后水電站管理提供警示。

1 事故案例成因與警示

1.1 貴州A電站水庫漫壩事故

貴州A水電站位于黎平縣雙江鄉，大壩為混凝土埋石薄拱壩，最大壩高63 m，庫容為975萬m3。壩后式廠房，裝機容量5 MW。

1.1.1 事件過程及影響

2016年6月10日上午，雙江河流域遭遇特大暴雨，暴雨集中在6 h內，產生較大洪水，洪水在很短時間內漫過壩頂，導致大壩下游的電站廠房、設備、進廠交通、下游民房均被沖毀，社會影響較為惡劣。

1.1.2 原因分析及警示

在日常養護時，工作人員將潤滑油刷子掉到閘門門槽里，未及時取出，導致洪水來臨時閘門無法打開，系責任心不強、疏忽大意所致；洪水來臨前，電站領導為了多發電，水庫超汛限水位2 m運行，在接到上級主管部門要求降到汛限水位的通知后，沒有服從調度命令，系該領導法律觀念淡薄，沒有服從上級主管部門防汛調度；險情來臨后，眼見洪水上漲，報汛設備信號突然中斷，無法進行正常信號傳輸，其原因為通信線安裝高度太低，被洪水沖斷，造成后續救災工作不力。

本次事故，除了暴雨洪水自然因素之外，更多的是運行人員不按規程操作所致，如果水庫能按汛限水位運行，日常養護人員能將卡在閘門門槽中的刷子及時取出，都能避免這次事故的發生。水電站運行管理中，領導層應依法決策，作業層應按規操作，工作人員提高思想認識、各司其職，以防同類事故再次發生。

1.2 云南某水電站爆燃事故

云南某水電站為跨流域、混合式開發的電站，水庫總庫容2.71億m3，電站總裝機容量201 MW。大壩為混凝土面板堆石壩，最大壩高115 m，泄洪建筑物為右岸泄洪洞和左岸泄洪排沙洞。

1.2.1 事件過程及影響

2020年5月29日10時許，電站運行操作人員到達泄洪排沙洞，開展沖沙作業準備和監督監護；11時1分40秒，開始沖沙操作，閘門開始提升；11時5分20秒，工作弧門室開始出現白色霧狀氣體，并且越來越濃；11時9分12秒，在操作柜附近出現藍色火焰，瞬間引燃閘門操作室內甲烷可燃氣體，發生爆炸，緊接著火焰傳遞到交通通風洞等空間發生二次燃爆。事故造成7人死亡、4人受傷，直接經濟損失約1 579萬元。

1.2.2 原因分析及警示

電站左岸泄洪沖沙洞事故檢修閘門和工作閘門之間有壓隧洞長263.7 m，事故閘門長期開啟，工作閘門長期處于關閉狀態。庫區多年網箱養魚殘余的飼料、腐敗樹枝葉等有機物沉積到水庫底部淤泥中產生甲烷，部分含甲烷的淤積物進入泄洪沖沙洞，在工作閘門開啟后，擾動有壓隧洞內淤泥，使可燃性氣體迅速釋放，在洞內氣流的帶動下進入工作弧門操作室并彌漫至交通通風洞，達到燃爆極限范圍，最終引發燃爆。

本次事故是一起因異常環境條件導致的甲烷爆炸事故，該事故具有突發性、隱蔽性、偶然性，在世界水電站運行史中首次碰到，日常運行檢修過程中難以預判。這次事故具有特別的警示性，即現行運行監測、檢查標準不能完全檢查出方方面面的風險因素，日常運行除應嚴格履行操作程序外，還應加強對水文地質生態環境條件的觀察，爭取早發現，避免此類事故發生。

1.3 甘肅某水電站水淹廠房事件

甘肅某水電站位于迭部縣旺藏鄉，地處白龍江干流，最大壩高62 m，設計水頭114 m，電站裝機容量81 MW。

1.3.1 事件過程及影響

2020年8月18日凌晨3時許，由于該地區連日強降雨，白龍江支流多爾溝河道邊坡局部滑坡，洪水中有樹木等漂浮物，多爾溝內3處跨河公路涵洞進口壅水，水位抬升，形成堰塞湖，回水長度約5 km，壅水量約300萬m3。8時53分開始，堰塞湖1號、2號涵洞處路堤開始潰塌，水位持續上漲。11時，高填方路堤決口、坍塌，并被洪水沖毀，堰塞湖水量傾瀉而下，多爾溝乃至白龍江干流流量猛增，河道水位暴漲，位于溝口上游白龍江干流上的該電站廠房被淹沒。本次事故除導致本電站廠房被淹、機組設備受損外，還造成干流下游的花園電站廠房被淹，地方交通中斷，部分鄉鎮受災，下游人民群眾生命安全受到嚴重威脅。

1.3.2 原因分析及警示

本次事故直接原因是連日降雨，河道下游發生堰塞湖險情并發生潰堰，產生瞬時特大洪水，洪水造成白龍江水位陡漲并頂托至位于溝口上游的該電站廠房。除了水文氣象條件外，本次事故還與水電站區域地形地貌條件有關，堰塞湖發生區域河道剖面多呈“V”字形，兩岸邊坡較陡，存在較厚的覆蓋層，連日降雨引發洪水，公路涵洞的過流能力不足，形成堰塞湖，最終堰塞湖漫頂潰決。

本電站設計施工經過層層把關，管理中也未發現重大問題，主要是大壩下游跨河公路涵洞的行洪能力不足。本次事故警示：水電站防洪安全除自身外，還要關注上下游流域情況，一旦發現不利于安全的現象，及時上報，盡快采取防治措施，避免事故發生。

1.4 貴州B水電站大壩弧門過水事件

貴州B水電站位于遵義市道真縣的芙蓉江上，大壩為碾壓混凝土重力壩，壩高66.4 m，水庫總庫容3 259萬m3。泄水建筑物為5孔泄洪表孔，采用弧形閘門，液壓啟閉操作，電站采用河床式開發，總裝機容量70 MW。

1.4.1 事件過程及影響

2021年9月16日18時開始，芙蓉江流域遭遇大到暴雨；9月17日3時55分，值班人員發現水庫水位上漲較快，決定開閘泄洪；4時22分，2號弧門開度至3.5 m，下泄流量800 m3/s，此時實際入庫流量3 342 m3/s，庫水位383.72 m，超過弧門頂部0.22 m，其余4孔弧門閘頂過水，難以開啟；9月17日15時，經各級政府協調進行錯峰調度，上游水庫開始控制出庫流量，大壩壩前水位18時左右落至閘門頂以下，18時30分左右提起剩余工作閘門，險情解除。本次事件直接經濟損失不大，但對下游電站、村莊的安全也造成了較大威脅，社會影響大。

1.4.2 原因分析及警示

本次事件的主要原因是電站運行管理上出現了一定的失誤，錯失了應急處理的最佳時間。洪水來臨后發現水庫水位上漲過快時，1號、3號、4號、5號弧門未能迅速開啟，當洪水漫過閘門后，4扇閘門難以開啟，最終導致此次事件的發生。

本次事件未造成嚴重后果，但社會影響大，反映出電站日常管理的重要性。水電站日常運行中，需時刻保持高度警惕，嚴密監控雨水情信息，做到操作合規、令行禁止，杜絕疏忽大意、玩忽職守。

1.5 四川某水電站較大透水事故

四川某水電站位于甘孜州丹巴縣，電站廠房距丹巴縣城約2 km，水電站地處大渡河一級支流——小金川，庫區總庫容330萬m3，采用引水式開發，額定水頭240 m，裝機容量240 MW。

1.5.1 事件過程及影響

2021年6月，3號機組球閥損壞漏水，需返廠維修，為不影響1號、2號機組正常發電，電站管理單位決定在3號機組球閥返廠維修期間制作安裝悶頭以作臨時擋水之用。2022年1月10日上午，悶頭完成安裝；1月11日0時至1時20分，引水隧洞和壓力鋼管充水，3號機組壓力鋼管悶頭開始承壓；1月12日13時43分16秒，3號機組壓力鋼管悶頭發生爆裂，高速水流涌入廠房，造成9人死亡，直接經濟損失約4 435萬元。

1.5.2 原因分析及警示

2021年6月27日，3號機組悶頭方案經過電站領導逐級審查啟動招標，6—10月第一次招標流標，同年11月啟動第二次招標，投標人借用他人公司資質中標，而后投標人又找第三方公司采購悶頭，導致此次事故發生。此次事故原因復雜，投標人與涉事的幾家公司違反招投標法，第三方公司加工的悶頭違反GB/T 25198-2010《壓力容器封頭》的標準，拼接焊縫設置在悶頭高應力區，拼接焊縫未進行打磨和退火處理，導致材料拼接焊縫區域金相組織向不利方向變化，悶頭體內外表面產生微小冷裂紋，材質屈服強度、沖擊功、層狀斷裂強度等力學性能降低，悶頭體脆裂，且加工件較設計圖紙薄5 mm，最終導致此次事故的發生。

本次事故，并非自然因素誘發，而是人為導致，后果十分嚴重。工程無小事，無論是招標采購，還是加工檢測，每一環節都應嚴格遵守相關法律、規范。

2 事故成因綜合統計分析

筆者提到的幾起典型事故均是由多種因素耦合導致，因素分析統計詳見表1。事故肇因既有客觀原因，又有主觀原因，主要歸納如下：

表1 各事故成因綜合分析Table 1 Comprehensive analysis of causes of accidents

（1）降雨洪水雖然為各類事故或事件的第一大誘因，但它本身不構成危害，它代表的是從常態到非常態的一個轉變，在這個轉變過程中疊加了地質災害、工程本身缺陷、人為操作失誤等因素后，引發后續事件。

（2）暴雨洪水極易引發泥石流、堰塞湖等次生災害，而這些災害的發生往往難以提前預估，水利水電工程的特點決定了前期規劃選址中不可能杜絕這些災害的發生，只有在運行管理階段加強汛期監測，早發現、早上報、早做應急準備，以較小的成本降低此類事故的出現概率或防范事故發生時的損失擴大。

（3）運行管理人員對風險的識別和預防不夠也占了相當大的比重，如管理人員疏忽大意、隱患排查未定期開展、管理制度不完善、操作人員素質不高、安全培訓的專業性和針對性不夠等。

（4）相關人員存在主觀違規違法等現象，如操作人員未按操作規程作業、領導為多發電而超汛限水位運行、采購的配件質量不合格等，這些人為因素都是事故發生的潛在原因，一旦遇到突發情況，往往難以應對。

3 結語

水電站運行條件復雜多變?？陀^方面，受氣象、地質條件影響很大，暴雨洪水及由其引發的泥石流、堰塞湖等次生災害是事故的直接原因，防洪防汛仍是第一要務；主觀方面，運行管理和日常維護消缺不到位也是事故發生的主要原因，事故發生前未能及時發現潛在風險，事故發生時未能正確應對、采取有效措施，最終只能目睹事態一步步擴大、惡化，造成嚴重后果。水電站多建設在深山峽谷，客觀原因注定難以避免，只有加強各階段參與者對潛在風險認識，提高運行人員管理水平，才能降低事故發生的概率，減輕事故的后果。