围坝/拦水坝--救援人员指南

神龙应急救援队

本文来自于国际救援杂志，由陈斌 翻译整理，略有改编。

前言

围坝也称为低水头坝和拦河坝。它们是河道中的一种人为障碍物，为了在某些水流条件下让上游水位升高，减缓水流速度或其它水利用途。本身这样的设计于水利部门来讲，是有其积极作用的，但为什么我们水域救援人员会对它特别感兴趣呢？虽然其本意是为了控制水流，以提高上游侧的水位，但当水溢出坝顶流向下游侧时，就会对我们水域救援人员提出挑战。因为当水流溢出坝顶，向下游侧快速流出时，有可能在下游侧形成“循环水流”（译者注：一种连续的，向内翻滚的水流，具有回拉力，翻滚力）特征。虽然我们通常有多个名称（滚水坝和拦水坝等）来描述这些结构物，但有更多的词用来描述这种“向内翻滚回拉的水流”。根据这种水流的强度，它可以困住漂浮碎片、物体、船只和不小心进入该处的动物和人员。

在自然河流坝体的下游侧也可以发现相同的“循环水流”特征，这些特征也会带来重大风险，但是，作为自然特征，通常存在一个弱点（水流出口），可以将被困物体/人员冲出。但当利用人造坝时，可能产生非常强烈和深度”循环水流”，当与人造坝体结构的均匀、光滑表面结合起来时，这样的”循环水流”过程中可能没有任何弱点，因此，在绝大多数时候很难让困在”循环水流”中的任何人逃脱。

也就是说，并非所有的坝都会产生危险的”循环水流”特征，甚至那些会产生危险的”循环水流”特征的坝，也可能不会在所有部位上都存在这些特征。例如，考虑在中等水位下有显著的”循环水流”的坝。如果水位降低（夏季流量低，降雨量少等），则流经坝的水量可能会显著减少，从而降低”循环水流”的大小和强度，甚至根本就不会出现。同样，当河流水位上升，且我们处于强急流/洪水条件下时，水有可能流过坝顶，从而有效“淹没”结构物，使其消失在水下，下游侧的”循环水流”消失。从这个例子中，我们可以看到，拦水坝产生的危险和风险水平可能随水位而变化，因此，如果我们想对拦水坝进行风险评估，我们需要在一系列水流中进行评估，以获得较为完整的信息。

坝的水文学

了解坝的基本水文学将使我们能够了解坝可能呈现的”循环水流”危害的性质。当水流过坝面时，将产生低压效应，导致坝下游侧的水向上游回流向坝面。这与在涡流中产生回转水流的原理相同。

由下游侧反向流至坝面上游的水流称为“回流”，如果其尺寸和强度足够，则会导致漂浮物滞留在坝内。坝面上方的主要水流将流向坝底，而一些水流将继续向下游流动，其中大部分水流可向上流至坝下游侧的表面，形成一条明显的“沸腾线”，在表面上重新出现。返回沸腾线处表面的部分水将流入表面，回流至坝面上游，而剩余水将从沸腾线下游移动，通常称为“外部水流”。

“循环水流”危害对任何坝的影响程度将取决于上述各种水流的相对强度和深度，这些将随着流过坝的水量而变化。坝底河床的设计是决定坝是否具有重大”循环水流”危险的关键特征之一。许多现代坝的设计将在坝面下游侧设置“消力池”。这是一个槽状特征，其作用是增加流向沸腾线表面的水量以及回流的大小和范围。天然“消力池”可通过在坝后短距离内沉积石头和巨石而形成，但人造池如图所示，可以有一个人工的平台或低坝体，使得沸腾线可能在坝面下游相当长的距离处，表面为从沸腾线向上游回流到坝面的水流很长。

为什么要建拦水坝

拦水坝已经建造了数百年，甚至数千年，原因多种多样。坝上游侧的水位升高通常用于确保水的可用性，以将水流引向船闸和磨坊等。在现代，通常修建坝，用于河道的稳定，侵蚀控制、水流测量和辅助鱼类通道。水流速度越快，越陡的河道对河岸和河床的侵蚀能力越强。通过建造多个坝，可以在坝之间形成一系列低能量的水流，以满足人类生产生活需要，同时也降低河道侵蚀的可能性。

拦水坝区域水流的风险

在不知情的人看来，许多坝可能看起来非常整洁美观。坝上缓慢流动的水、平滑的坝面和坝下游相对缓慢的水的组合会导致许多人低估坝的创造力。不幸的是，有许多例子表明，人们由于不了解拦水坝带来的风险而进入坝体，往往会带来悲惨的后果。大量的具体例子包括，公众跳入坝内，试图营救进入回流区漂浮物的狗，木筏和机动船上的水上救援队意外地越过沸腾线进入了循环水流区，并在训练演习和救援呼求中被拖回坝下的回流区内。

当救援人员呼叫被困在坝下的人员时，大部分风险评估都是由受害者为您完成的。他们被困在坝下水流的事实告诉我们很多关于坝的性质以及它给我们作为救援人员带来的风险。我们拥有与其他急流和洪水救援相同的一套救援技术，但我们需要确定这些技术是否适用于我们面临的现实水坝，如果适用，我们将如何安全、有效的使用便成了难题。

滚水坝区的救援方案

基于岸基的伸、抛为选项

我们可以将急流洪水救援人员可用的各种救援技术分为两类；间接救援和直接救援。

“间接的救援”技术要求受害者积极参与救援，如果他们没有这样做，救援将不起作用，例如，向水中的伤员掷绳完全取决于他们是否能够抓住扔给他们的绳子。如果他们不能或不愿意这样做，那么不管救援者抛掷的技术有多好，救援都会失败！

•“直接救援”技术基本不需要受困人员的任何投入。因此，活饵救援的成功与否取决于救援团队的能力和技能，而不取决于伤员本身是否提供协助。

所有基于河岸的各种伸展和投掷选项（如投掷线、伸展杆、充气消防软管）都是有条件的救援，并取决于受害者抓住绳索的能力等。当困在坝中时，这可能非常困难，因此可能需要使用其他“直接”的救援方案。但是向困在坝中的任何人投掷漂浮确实有很大的好处，因为它们提供的额外浮力将帮助他们停留在水面上，或大大减少溺水的风险。

下游的安全戒备

尽管救助的重点是一名被困在坝中的人员，但我们必须要确保我们能有效地进行下游备份。因为有可能被困人员被冲出来，如果发生这种情况，我们需要能够营救他们。刚刚在坝中困了一段时间，他们不太可能帮助自己进行救援，所以我们真的需要下游的支援，以成为“直接”的救援选择，如活饵救援联、舟艇救援等

绳索技术与舟艇的结合应用

在滚水坝区域救援时，我们需要了解当前的力量和风险与正常的基于航道的救援相比可能发生了怎样的变化。无论我们是使用系绳将船保持在沸腾线下游，还是允许我们将船保持在沸腾线上方并拖回，系绳船救援都是滚水坝区救援的一种选择，但不是绝对。在正常航道中系船只时，我们希望为每条上游绳索使用多个与船只上的荷载分配锚系统连接的点，因为它们将承受最大荷载，我们不希望其中一条绳索发生故障。由于下游系绳的负载较小，我们通常只将其夹在船上的单个附件上，因为此处的故障后果较小。然而，当在坝的下游侧作业时，下游管线对于阻止船舶被拖回上游起着关键作用。因此，我们现在需要装配这些装置，以便它们通过负载分配锚固定在船上的至少两个点以上

控制船只位置和处理更大的水流的能力，我们从船上高绳系统（水平T型）中得到的，非常适合一些坝体。这些系统需要预先规划和培训，否则设置速度慢，操作复杂，无法顺利运行。

通常，高绳系统的船与上游侧的轨道线一起装配，以便使用船上的主控制绳（缠绕线）来控制/移动船，使其逆流而上。对于坝下的水流，拖回力大于坝上游和下游河水流量的情况并不少见，因此应考虑将轨道线定位在坝下游，而不是上游侧。高绳系统的设置非常复杂，救援人员密集，需要所有救援人员之间的良好通信和配合。主控制/缠绕绳可用于控制船只进入坝内，或将船只固定在拖车上，这意味着更容易将船只从坝内收回。下游轨道线也特别适用于高垂直面的坝。

一旦越过坝的距离变得太大，无法有效管理绳索，那么系留的船只，包括高绳系统上的船只系统就不再适用。使用动力船和直升机的救援会是更好的选择。

机动救生艇IRB救援

动力船在坝周围操作需要船舶操作员的高水平经验和技能，并了解可能带来的危险。有许多例子表明，船员从坝下游侧穿过沸腾线进入回流（有意和无意），但没有意识到这会对他们的船造成影响，结果发现船被拖回拖到坝面，并可能倾覆。螺旋桨在回拉的充气水中的效率要低得多，因此一旦越过沸腾线，使用发动机驱动以避免坝的能力就会大大降低。

如果水流允许，在坝下游运行的动力艇在任何人被冲出翻滚流时，将有效的“进行直接救援。然而，我们离坝越近，被卷入坝的风险越大。有一些“串联”船舶操作技术，其中船舶通过绳索连接，其想法是下游船舶可以防止上游船舶通过沸腾线进入坝内。此类技术需要广泛的相关培训，并在使用方面接受过高强度训练。如果船员要使用这些技术，他们需要确保潜在效益与操作风险成比例。

直升机、起重机和液压梯

直升机最明显的潜力是将救援人员安置在坝后受困点的正上方，以便救援人员能够与坝内的受困者接触，并将他们从坝上提起，或将他们从水中拉到沸腾线的下游。用于高层事故和火灾的消防液压梯/平台也可能完成这样的操作。有些设备能够以非常低的角度甚至是反向角度运行，但此类操作需要非常清楚地了解负载能力，负载能力随着角度的减小和更大的延伸而大幅降低。有许多照片和视频显示，无论是起重机还是液压梯，吊杆臂过载是很容易出现的，因此此类措施通常是最后的手段。然而，一旦应急服务部门收到被困在坝中人员的报告，除水上救援队外，还应考虑救援直升机和经测试合适的液压梯/平台部署（如有）。如果救援队抵达坝后能够处理这一情况，那么大型装备就可以撤出。如果在到达现场或初始救援尝试失败后才决定替代任务，那么等直升机或大型机械到场，可能会需要太长的时间，受困人员不足以支撑到它们的到来。

相关培训

如上所述，所有系列的急流洪水救援技术可能适用于滚水坝区的救援，但其使用需要通过风险/效益评估过程来确定。虽然有些坝适合进行接触式游泳救援，或在坝的上游处设置相关装置进行救援，或在沸腾线上方放置木筏进行救援，但有些坝的此类选择会给救援人员带来不可接受的风险水平。需要对该种救援进行预先训练和演练，通过相应的训练，我们需要确保我们具备开展坝式救援所需的能力、人员、设备和培训。以执行最适合该坝的救援技术。确定哪些技术在合适的时间、适当的风险评估之后的培训课程上进行演练，而不是等待坝上发生事件并试图确定在该点上该做什么。如果我们要从坝上进行培训和操作救援，风险评估坝危害的能力是至关重要的。

如需要这方面的训练，AWRT逆浪救援技术团队可以帮助你。请联系我们

切记： 安全 简单 高效 的技术原则

训练一定要积极，任何脱离现场实境讲救援技术都是耍流氓。以尊重生命的态度尊重技术；技术可以研讨和训练，生命只有一次机会。千万次的训练，只为了实战中胸有成竹的那一跃。