云南磨憨盐塘水库出现漫坝险情:三维激光扫描在小型水库险情排查与坝体安全评估中的应用
8月28日到30日,云南磨憨镇连着下了三天强降雨,街心公园站24小时最大降雨量224.2毫米,大暴雨量级。辖区河道水位快速上涨,盐塘水库出现漫坝险情,一度存在溃坝风险。昆明市启动防汛Ⅱ级应急响应,调集1500多人投入抢险,紧急转移8115人,同时打开新的泄洪通道排险。到8月31日8时,水位回落到安全区间,Ⅱ级响应终止。
盐塘水库不是普通水库,它是中国老挝磨憨—磨丁经济合作区唯一的供水水源,位于澜沧江水系南腊河左岸二级支流南木朗河上游。险情控制住了,但后续的水库安全监测和地灾隐患排查才刚开始。
漫坝之后要查的第一件事
漫坝的意思是水位超过了坝顶,水从坝面上翻过去。对土石坝来说这是最凶险的状态之一,因为坝体材料没设计成能扛过流冲刷,水一冲,坝坡可能成片剥蚀,严重时整段溃决。
排查要快,而且要在坝体还湿、还在变形的时候做。我们处理这类任务的顺序一般是三步:先测坝顶和坝坡的现状高程,看冲刷深度和剥蚀范围;再测溢洪道和泄洪通道的实际过流断面,判断现在到底能泄多少;最后补测库区水下地形,复核还剩多少有效库容。三步做完,这库还能蓄多少水、汛期敢不敢蓄,才有个准数。
| 排查部位 | 关注指标 | 设备 | 精度 |
|---|---|---|---|
| 坝顶与上下游坝坡 | 冲刷深度、剥蚀范围、沉降 | 地面三维激光扫描仪 | 毫米级 |
| 溢洪道与泄洪通道 | 过流断面、淤堵与结构破损 | 地面站加无人机 | 厘米级 |
| 库区水下地形 | 淤积厚度、剩余有效库容 | 无人船测深加扫描补测 | 分米级 |
| 近坝库岸边坡 | 溜坍范围、落石方量 | 无人机倾斜摄影 | 厘米级 |
| 下游行洪通道 | 断面收窄、阻水建筑物 | 机载激光雷达 | 亚米级 |
小水库最缺的往往是一张准确的现状图
说实话,国内大量小型水库的档案状况不理想。建成年代早,竣工图不全,后来除险加固改过几次,图纸和现状对不上。真到了出险那天,调度人员手里拿的库容曲线可能是几十年前的,调洪演算的结果自然也不可靠。
这次磨憨的情况就是典型。先不说溃坝,光是判断"现在泄洪够不够、要不要再扩泄流通道",就需要准确的溢洪道断面和库容数据。扫描的好处是不依赖历史图纸,直接把现状量出来,一两天就能补齐这套基础资料。
我们踩过坑的地方在于库容复核。库区水下地形测不了激光,得用无人船测深,而浅水区和近岸带无人船进不去,容易留空档。经验做法是把汛期低水位时的露出部分用激光扫一遍,水下用测深补,两套数据在岸边重叠一段做拼接,这样库容曲线才完整。这一步省不得。
库区边坡的账也得算
通报里提到,山区和边坡地带发生多处溜坍、落石,部分乡村道路受损通行受阻。这类问题在强降雨后的库区很常见,危害有三条:溜坍体直接入库抬高库底,减少有效库容;塌下来的土方堵住进水口或泄洪通道;近坝库岸失稳,影响坝肩稳定。
排查用无人机沿库岸飞一圈就能拿到全貌,再用地面站对几处重点溜坍体精扫,算出方量。方量出来了,清淤的工程量、运输车次、工期都能排。低洼片区的内涝点也一样,拿高程模型叠上积水痕迹,就能反推出这次降雨实际淹到什么标高,下一步的排涝设施布点就有依据。
汛后别急着收工,留一份基准
这轮降雨结束了,全市还在汛期。应急响应终止后,通报里明确要求继续做好灾后恢复重建和地质灾害隐患排查、水库安全监测。这里有个容易被忽略的动作:趁现在坝体冲刷痕迹还清晰,把现状完整扫一遍存下来。
这份数据有两个用处。往后每个汛期前后各扫一次,两期点云差分就是坝体沉降和位移的量化记录,比人工观测的离散点位密得多;万一将来再出险,它就是判断"这次比上次坏到什么程度"的对比基准。我们做过的几个水库项目,甲方事后反馈最有用的恰恰是这份当初觉得可有可无的基准数据。
云绘科技在深圳做激光三维扫描服务,精度做到2毫米以内,累计完成500多平方公里的采集,服务过80多家机构。水利设施、库岸边坡、下游行洪通道的测绘是我们常规业务,相关做法见技术方案,项目实例见案例页。