重点水库大坝安全摸底调研将全面铺开
2011/10/12 8:42:25 新闻来源：中国投资
拥有水库大坝8.7万多座、成为世界之最的中国，开始为这些庞然大物的安全而担忧。水利部安监司副司长张汝石在近日召开的中国大坝协会2011年学术年会上透露，一项覆盖全国重点水库大坝的摸底调研即将全面铺开。
2011年伊始，中央“一号文件”便明确提出要“兴水利、除水害”；而水电作为中国能源结构中的重要组成部分，继续健康有序地快速开发，对国家的发展、对控制温室气体的排放，是有利的，也是必须的。移民安置、环境保护和大坝安全，则是水利水电开发需直面的3大问题。
在中国国际工程咨询公司能源业务部杜景灿博士看来，虽然水利水电工程建设引发的环境保护问题和移民问题经常成为人们讨论的焦点，但作为水电行业的一线咨询评估人员，他认为对人类自身影响最大的还是水利水电工程的大坝安全问题。
“特别是近些年，水电开发速度越来越快，如大渡河、雅砻江等原来只有一两个水电站的河流，目前已迅速建设了近10座水电站，而且在不久的将来，按河流梯级开发规划，将在每条河流上建成超过20座水电站”，杜景灿告诉记者，“这些水电站的大坝将在各自流域形成大坝群，这些大坝群的安全、上下游大坝相互之间的安全影响及其对下游多达数百万河谷居民生命财产安全的影响，正是我们最为关注而目前又尚未深入研究的大问题”。
溃坝破坏甚于海啸
《中国投资》：大坝及大坝群安全多年来并未引起特别关注，请您先简单介绍一下保证大坝安全对于水电建设有何意义？
杜景灿：水库垮坝悲剧，如同阴影，伴随着人类水库兴建史，一再重演，少有人知晓。历史记载的近20起大坝灾难性事故中，单个水库大坝失事最多造成约1万人死亡；而按全球最著名的纪实节目——探索频道（Discovery Channel）的统计排名，在人类历史上“人为技术错误造成的灾害”的名次，居于印度博怕尔化工厂泄毒事件和前苏联切尔诺贝利核电站爆炸事件之上，名列第一的，是在我国1975年河南板桥水库和石漫滩水库等近30座水库大坝群的垮坝，打捞到的尸体10万多具，后续因缺粮、感染、传染引起的死亡14万，共24万多人死亡，与次年的最大自然灾害唐山大地震死亡人数相仿。
当时板桥水库的溃坝破坏能力，大大超出了人们的预料和想象。板桥水库大坝高仅25米，库容5亿立方米，板桥水库最大溃坝流量竟达到78200立方米/秒。这个最大溃坝流量超过了宜昌站实际观测到的长江历史最大洪水量，而板桥水库所在的淮河支流汝河，与浩浩荡荡的长江相比，微不足道。板桥水库溃坝洪水冲到下游约40公里处的遂平县城时，还有53400立方米/秒的洪峰流量，该流量与长江干流宜昌站的10年一遇洪水流量相当。溃坝洪水以立浪或涌波形式向下游急速推进，时速30-50公里，下游居民没有时间防范和逃避。溃坝洪水的波峰在传播初期很高，立波经过处的河槽水位瞬息剧涨，水流汹涌湍急，破坏力特别强，甚于海啸。
溃坝洪水从淮河支流涌入淮河干流，冲溃了河堤，将村庄和房屋一扫而光。为了保护淮河下游水库大坝和居民，不得不采取爆破开口分洪的手段，分别在淮河中下游多处炸毁堤坝分洪，以增加受灾面积来减小溃坝洪水的毁坏力量。这次灾害共殃及河南、安徽、江苏3省的20多个县市，1200万人，直接经济损失共约100亿。
上述例子足以说明大坝群溃决的严重后果，大坝群安全无疑是目前水电建设面临的最重要问题。据统计，影响大坝安全的主要原因是泄洪能力不足、大坝质量问题和地质缺陷等。我国许多高坝大库位于地震高烈度地区，距离活断层近，有些大坝坝址甚至位于潜在的震源上方，虽然在汶川大地震中大自然照顾我们，没有因次生水患造成更大的灾害，但强震对整个西部大坝群的安全风险不容忽视。近些年，极端气候的频繁出现，也在提醒我们需要密切关注超标准洪水对大坝群安全的潜在威胁。
梯级开发大坝群成安全隐患
《中国投资》：那么目前我国现存大坝及大坝群主要面临哪些方面的风险？
杜景灿：结合对我国西部数十个大中型水电项目的评估，我们分析，当前我国大坝群主要面临如下5大安全风险：
首先，流域梯级开发造成的大坝群安全风险。
为了充分利用水资源和水力资源，我国在每条大江大河上都不会只建设一座水利水电工程，而是建设多个梯级水利水电工程。如大渡河干流规划了25个梯级水电站，这些水电站坝址区基本烈度均在VII度以上。大渡河沿岸多为高山峡谷区，人口较密集的城镇和居民点如金川、丹巴、泸定、石棉、金口河、乐山市等，多分布在河谷两岸。按已经进行的几个梯级的溃坝分析，若其中一个大坝发生溃决，下游梯级和城镇很难做出有效反应，可能引发下游梯级大坝的连溃。目前在大中型河流上修建的很多水利水电工程，规模远大于板桥，溃坝洪水将沿狭窄且坡降很大的河道以排山倒海之势快速涌向下游，所到之处均一扫而空，后果极其严重，不堪设想。
更为严重的是，如同板桥水库大坝群连溃，影响范围从淮河支流扩大到淮河干流一样，长江上游的某一条支流上大坝群如果发生连续溃决，多个水库库水叠加形成的洪水规模将越来越大，其影响范围将很可能从最先溃决的大坝开始，到该支流汇入长江的河口，进一步扩大到河口以下的长江干流，甚至影响到处于长江入海口处的上海市。对于黄河等其他流域同样如此。
目前的设计标准、规范均是将每个水电站作为独立的个体进行规定，由于位于河流上游大坝的安全直接影响其下游大坝的安全，整个流域梯级大坝群系统的安全风险和造成的危害，肯定远大于其中某个梯级大坝。但对大坝群中各个大坝相互之间的影响以及如何避免因上游大坝溃决对下游大坝毁灭性的影响等问题，目前还没有开始进行深入的研究。随着各大河流流域梯级水电大坝群的形成，这种研究越发紧迫。
第二点就是流域梯级大坝之间安全标准的协调。
因目前的设计标准、规范均是将每个水电站作为独立的个体进行规定的，各梯级电站之间的安全标准存在不协调的问题。如大渡河上的大岗山水电站和泸定水电站，约5000年一遇的地震参数分别为0.57g和0.53g，相差不大，而仅因为坝高和库容有差异，按现行抗震规范规定：大岗山大坝因大坝高度和水库库容大，按约5000年一遇进行抗震设计，10000年一遇进行抗震校核；泸定大坝仅因为大坝高度和水库库容相对较小，按约500年一遇抗震设计，2500年一遇抗震校核。
第三点在于专业规范之间安全标准的协调。
目前水电行业内部各专业之间的设计标准、规范也是相对独立的，各专业标准之间也存在不协调甚至矛盾的地方。如泸定水电站大坝，洪水按1000年一遇设计，10000年一遇校核；而根据现行抗震规范，仅按约500年一遇设计，约2500年一遇进行抗震校核。
第四点，水电开发进度与设计及施工质量仍存在隐患。
自原国家电力公司进行改革，将电源建设分别由5大发电集团公司负责后，由于利益驱动，水电建设速度大大加快；地方政府因税收及地方官员5年一个任期的原因，对项目的促进力度也在加大，经常以变换开发商，对水电站开发业主施加压力。在这种情况下，设计单位和施工单位近些年一直在加班加点地赶抢工程设计和建设进度。一些工程由没有经验的同志负责设计，工作粗糙，质量难以保证；由于历史原因，施工单位竞争激烈，利润较薄，人才流失严重，而且具体施工工作大量聘请农民工队伍完成，工程质量较难控制。
最后一点则在于中小型水利水电工程的威胁。
目前，我国装机容量小于250MW的中小型水电站和一些中小型水利工程，由省级及以下地方政府核准或批复建设。这些中小型水利水电工程往往由设计、施工能力较弱的设计、施工单位负责完成，工程技术方案的审查、评估工作亦不太严格。大量的中小型水利水电水库和大坝位于大江大河的支流上，若该支流发生水库大坝群的连续溃坝，叠加洪水有可能诱发干流上大型工程的溃决，由此引起连锁反应，造成更大的灾难。
制定流域大坝群风险 预案或成良策
《中国投资》：针对目前流域梯级水电大坝群安全问题，您认为主要应该从哪些方面着手进行解决？
杜景灿：流域梯级水库大坝群安全问题复杂，需要从系统工程和可靠度的角度进行研究，比如从流域系统角度分析个体水库工程失事可能造成系统灾难以确定该水库工程的重要性，从而明确其在系统中应具备的安全责任；研究非常洪水对水库的影响，尽力避免出现水库连溃并提出避险和减灾保证措施（如降低库水位，采用有利坝型，研究延长溃决时间和减小溃决范围）等，为采取措施转移民众提供更多的时间。从整个流域大坝群的角度，分析研究其中处于薄弱环节的大坝，提高其设防标准或推迟其建设时间，协调大坝群中各个大坝的安全标准、坝高、库容、坝址、坝型等，使整个大坝群系统安全风险降至最低。
目前，各条大江大河上均已完成了水电梯级开发规划，并且已经或正在修建多座大坝。已经修建的梯级难以更改，最多只能加固；规划的修改也需要投入很大的工作量和时间。另外，考虑到我国目前的国情，过高的安全标准也是不现实的。这样，最经济、最实际、最快捷的办法是制定风险预案，使事故发生时，将损失降至最小。流域大坝群安全风险预案需研究考虑以下方面的内容：
各个流域需设置专门的安全部门，统一协调流域出现大洪水或大地震等风险因素时各梯级水库之间的调度。
各水电站或水利枢纽应按流域安全预案要求，相应制定各自的风险处理预案，并按期进行风险防范演习。
地处大坝下游，地势低、风险较大且人口集中或重要的村庄、城镇，需有安全风险预警机制和居民疏散预案，并进行必要的演习。当风险因素不能有效控制时，按预案及时疏散受威胁的河谷居民。居民集中的村庄和城镇，应规划建设安全疏散通道。相关费用纳入水电站建设费用。
另外，针对目前水利水电工程设计周期和施工周期普遍偏紧的实际情况，应适当放宽设计时间。应加强第三方的咨询、审查和评估工作，审查、评估工作应深入解决重大问题，而不是流于形式。涉及大中型工程的重大工程安全问题，需经第三方复核，复核方应承担相应责任。应在前期工作中确保工程设计达到预定要求，避免出现重大设计缺陷和安全隐患。需进一步完善招投标制度，保障施工单位的合理利润，保证施工合理工期，避免目前普遍出现的赶工期现象，确保工程施工质量。
规范并加强对中小型水利水电工程的规划、设计、审查审批和施工及安全管理也应提上日程。应从规划角度分析支流中小型水利水电水库大坝群对干流工程的安全影响，对干流工程有较大威胁的中小型水利水电水库大坝或大坝群，应修改规划或提高标准，并制定相应风险预案。
最近发生的日本核泄漏事件和我国高铁事件说明，后果极其严重的事件，即使发生概率极小，也容不得半点的失误和侥幸。汶川地震中唐家山堰塞湖曾紧急疏散25万人、预案最多疏散99万人的事实表明，我国西南山区每一条较大规模河流的河谷中均生活着大量的居民，流域大坝群的安全是涉及到千百万人生命财产安全的大问题，容不得等待灾难发生后才去采取措施，相关预案制定和研究工作应尽早进行。（《中国投资》供稿 记者 赵沛楠）
2011年伊始，中央“一号文件”便明确提出要“兴水利、除水害”；而水电作为中国能源结构中的重要组成部分，继续健康有序地快速开发，对国家的发展、对控制温室气体的排放，是有利的，也是必须的。移民安置、环境保护和大坝安全，则是水利水电开发需直面的3大问题。
在中国国际工程咨询公司能源业务部杜景灿博士看来，虽然水利水电工程建设引发的环境保护问题和移民问题经常成为人们讨论的焦点，但作为水电行业的一线咨询评估人员，他认为对人类自身影响最大的还是水利水电工程的大坝安全问题。
“特别是近些年，水电开发速度越来越快，如大渡河、雅砻江等原来只有一两个水电站的河流，目前已迅速建设了近10座水电站，而且在不久的将来，按河流梯级开发规划，将在每条河流上建成超过20座水电站”，杜景灿告诉记者，“这些水电站的大坝将在各自流域形成大坝群，这些大坝群的安全、上下游大坝相互之间的安全影响及其对下游多达数百万河谷居民生命财产安全的影响，正是我们最为关注而目前又尚未深入研究的大问题”。
溃坝破坏甚于海啸
《中国投资》：大坝及大坝群安全多年来并未引起特别关注，请您先简单介绍一下保证大坝安全对于水电建设有何意义？
杜景灿：水库垮坝悲剧，如同阴影，伴随着人类水库兴建史，一再重演，少有人知晓。历史记载的近20起大坝灾难性事故中，单个水库大坝失事最多造成约1万人死亡；而按全球最著名的纪实节目——探索频道（Discovery Channel）的统计排名，在人类历史上“人为技术错误造成的灾害”的名次，居于印度博怕尔化工厂泄毒事件和前苏联切尔诺贝利核电站爆炸事件之上，名列第一的，是在我国1975年河南板桥水库和石漫滩水库等近30座水库大坝群的垮坝，打捞到的尸体10万多具，后续因缺粮、感染、传染引起的死亡14万，共24万多人死亡，与次年的最大自然灾害唐山大地震死亡人数相仿。
当时板桥水库的溃坝破坏能力，大大超出了人们的预料和想象。板桥水库大坝高仅25米，库容5亿立方米，板桥水库最大溃坝流量竟达到78200立方米/秒。这个最大溃坝流量超过了宜昌站实际观测到的长江历史最大洪水量，而板桥水库所在的淮河支流汝河，与浩浩荡荡的长江相比，微不足道。板桥水库溃坝洪水冲到下游约40公里处的遂平县城时，还有53400立方米/秒的洪峰流量，该流量与长江干流宜昌站的10年一遇洪水流量相当。溃坝洪水以立浪或涌波形式向下游急速推进，时速30-50公里，下游居民没有时间防范和逃避。溃坝洪水的波峰在传播初期很高，立波经过处的河槽水位瞬息剧涨，水流汹涌湍急，破坏力特别强，甚于海啸。
溃坝洪水从淮河支流涌入淮河干流，冲溃了河堤，将村庄和房屋一扫而光。为了保护淮河下游水库大坝和居民，不得不采取爆破开口分洪的手段，分别在淮河中下游多处炸毁堤坝分洪，以增加受灾面积来减小溃坝洪水的毁坏力量。这次灾害共殃及河南、安徽、江苏3省的20多个县市，1200万人，直接经济损失共约100亿。
上述例子足以说明大坝群溃决的严重后果，大坝群安全无疑是目前水电建设面临的最重要问题。据统计，影响大坝安全的主要原因是泄洪能力不足、大坝质量问题和地质缺陷等。我国许多高坝大库位于地震高烈度地区，距离活断层近，有些大坝坝址甚至位于潜在的震源上方，虽然在汶川大地震中大自然照顾我们，没有因次生水患造成更大的灾害，但强震对整个西部大坝群的安全风险不容忽视。近些年，极端气候的频繁出现，也在提醒我们需要密切关注超标准洪水对大坝群安全的潜在威胁。
梯级开发大坝群成安全隐患
《中国投资》：那么目前我国现存大坝及大坝群主要面临哪些方面的风险？
杜景灿：结合对我国西部数十个大中型水电项目的评估，我们分析，当前我国大坝群主要面临如下5大安全风险：
首先，流域梯级开发造成的大坝群安全风险。
为了充分利用水资源和水力资源，我国在每条大江大河上都不会只建设一座水利水电工程，而是建设多个梯级水利水电工程。如大渡河干流规划了25个梯级水电站，这些水电站坝址区基本烈度均在VII度以上。大渡河沿岸多为高山峡谷区，人口较密集的城镇和居民点如金川、丹巴、泸定、石棉、金口河、乐山市等，多分布在河谷两岸。按已经进行的几个梯级的溃坝分析，若其中一个大坝发生溃决，下游梯级和城镇很难做出有效反应，可能引发下游梯级大坝的连溃。目前在大中型河流上修建的很多水利水电工程，规模远大于板桥，溃坝洪水将沿狭窄且坡降很大的河道以排山倒海之势快速涌向下游，所到之处均一扫而空，后果极其严重，不堪设想。
更为严重的是，如同板桥水库大坝群连溃，影响范围从淮河支流扩大到淮河干流一样，长江上游的某一条支流上大坝群如果发生连续溃决，多个水库库水叠加形成的洪水规模将越来越大，其影响范围将很可能从最先溃决的大坝开始，到该支流汇入长江的河口，进一步扩大到河口以下的长江干流，甚至影响到处于长江入海口处的上海市。对于黄河等其他流域同样如此。
目前的设计标准、规范均是将每个水电站作为独立的个体进行规定，由于位于河流上游大坝的安全直接影响其下游大坝的安全，整个流域梯级大坝群系统的安全风险和造成的危害，肯定远大于其中某个梯级大坝。但对大坝群中各个大坝相互之间的影响以及如何避免因上游大坝溃决对下游大坝毁灭性的影响等问题，目前还没有开始进行深入的研究。随着各大河流流域梯级水电大坝群的形成，这种研究越发紧迫。
第二点就是流域梯级大坝之间安全标准的协调。
因目前的设计标准、规范均是将每个水电站作为独立的个体进行规定的，各梯级电站之间的安全标准存在不协调的问题。如大渡河上的大岗山水电站和泸定水电站，约5000年一遇的地震参数分别为0.57g和0.53g，相差不大，而仅因为坝高和库容有差异，按现行抗震规范规定：大岗山大坝因大坝高度和水库库容大，按约5000年一遇进行抗震设计，10000年一遇进行抗震校核；泸定大坝仅因为大坝高度和水库库容相对较小，按约500年一遇抗震设计，2500年一遇抗震校核。
第三点在于专业规范之间安全标准的协调。
目前水电行业内部各专业之间的设计标准、规范也是相对独立的，各专业标准之间也存在不协调甚至矛盾的地方。如泸定水电站大坝，洪水按1000年一遇设计，10000年一遇校核；而根据现行抗震规范，仅按约500年一遇设计，约2500年一遇进行抗震校核。
第四点，水电开发进度与设计及施工质量仍存在隐患。
自原国家电力公司进行改革，将电源建设分别由5大发电集团公司负责后，由于利益驱动，水电建设速度大大加快；地方政府因税收及地方官员5年一个任期的原因，对项目的促进力度也在加大，经常以变换开发商，对水电站开发业主施加压力。在这种情况下，设计单位和施工单位近些年一直在加班加点地赶抢工程设计和建设进度。一些工程由没有经验的同志负责设计，工作粗糙，质量难以保证；由于历史原因，施工单位竞争激烈，利润较薄，人才流失严重，而且具体施工工作大量聘请农民工队伍完成，工程质量较难控制。
最后一点则在于中小型水利水电工程的威胁。
目前，我国装机容量小于250MW的中小型水电站和一些中小型水利工程，由省级及以下地方政府核准或批复建设。这些中小型水利水电工程往往由设计、施工能力较弱的设计、施工单位负责完成，工程技术方案的审查、评估工作亦不太严格。大量的中小型水利水电水库和大坝位于大江大河的支流上，若该支流发生水库大坝群的连续溃坝，叠加洪水有可能诱发干流上大型工程的溃决，由此引起连锁反应，造成更大的灾难。
制定流域大坝群风险 预案或成良策
《中国投资》：针对目前流域梯级水电大坝群安全问题，您认为主要应该从哪些方面着手进行解决？
杜景灿：流域梯级水库大坝群安全问题复杂，需要从系统工程和可靠度的角度进行研究，比如从流域系统角度分析个体水库工程失事可能造成系统灾难以确定该水库工程的重要性，从而明确其在系统中应具备的安全责任；研究非常洪水对水库的影响，尽力避免出现水库连溃并提出避险和减灾保证措施（如降低库水位，采用有利坝型，研究延长溃决时间和减小溃决范围）等，为采取措施转移民众提供更多的时间。从整个流域大坝群的角度，分析研究其中处于薄弱环节的大坝，提高其设防标准或推迟其建设时间，协调大坝群中各个大坝的安全标准、坝高、库容、坝址、坝型等，使整个大坝群系统安全风险降至最低。
目前，各条大江大河上均已完成了水电梯级开发规划，并且已经或正在修建多座大坝。已经修建的梯级难以更改，最多只能加固；规划的修改也需要投入很大的工作量和时间。另外，考虑到我国目前的国情，过高的安全标准也是不现实的。这样，最经济、最实际、最快捷的办法是制定风险预案，使事故发生时，将损失降至最小。流域大坝群安全风险预案需研究考虑以下方面的内容：
各个流域需设置专门的安全部门，统一协调流域出现大洪水或大地震等风险因素时各梯级水库之间的调度。
各水电站或水利枢纽应按流域安全预案要求，相应制定各自的风险处理预案，并按期进行风险防范演习。
地处大坝下游，地势低、风险较大且人口集中或重要的村庄、城镇，需有安全风险预警机制和居民疏散预案，并进行必要的演习。当风险因素不能有效控制时，按预案及时疏散受威胁的河谷居民。居民集中的村庄和城镇，应规划建设安全疏散通道。相关费用纳入水电站建设费用。
另外，针对目前水利水电工程设计周期和施工周期普遍偏紧的实际情况，应适当放宽设计时间。应加强第三方的咨询、审查和评估工作，审查、评估工作应深入解决重大问题，而不是流于形式。涉及大中型工程的重大工程安全问题，需经第三方复核，复核方应承担相应责任。应在前期工作中确保工程设计达到预定要求，避免出现重大设计缺陷和安全隐患。需进一步完善招投标制度，保障施工单位的合理利润，保证施工合理工期，避免目前普遍出现的赶工期现象，确保工程施工质量。
规范并加强对中小型水利水电工程的规划、设计、审查审批和施工及安全管理也应提上日程。应从规划角度分析支流中小型水利水电水库大坝群对干流工程的安全影响，对干流工程有较大威胁的中小型水利水电水库大坝或大坝群，应修改规划或提高标准，并制定相应风险预案。
最近发生的日本核泄漏事件和我国高铁事件说明，后果极其严重的事件，即使发生概率极小，也容不得半点的失误和侥幸。汶川地震中唐家山堰塞湖曾紧急疏散25万人、预案最多疏散99万人的事实表明，我国西南山区每一条较大规模河流的河谷中均生活着大量的居民，流域大坝群的安全是涉及到千百万人生命财产安全的大问题，容不得等待灾难发生后才去采取措施，相关预案制定和研究工作应尽早进行。（《中国投资》供稿 记者 赵沛楠）
