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摘要:大壩風險分析和管理是近十年發(fā)展起來的關(guān)于評價大壩對下游威脅程度的方法,建立在大壩失事概率的分析和大壩失事所造成的下游經(jīng)濟損失估算的基礎(chǔ)上。我們不僅要考慮大壩工程安全,更重要的是使水庫大壩的潛在風險不超過下游能夠承受的風險。
關(guān)鍵詞:澳大利亞群壩風險分析培訓報告
一、概述
大壩風險分析和管理是近十年發(fā)展起來的關(guān)于評價大壩對下游威脅程度的方法,建立在大壩失事概率的分析和大壩失事所造成的下游經(jīng)濟損失估算的基礎(chǔ)上。我們不僅要考慮大壩工程安全,更重要的是使水庫大壩的潛在風險不超過下游能夠承受的風險。這種風險的概念,在大壩工程安全的基礎(chǔ)上又向前發(fā)展了一大步,不但和下游潛在的經(jīng)濟損失相聯(lián)系,而且還把能夠降低下游風險的非工程措施放在重要的位置上。這些觀念的變化,直接影響到有關(guān)領(lǐng)導部門的決策。國外不少國家,特別是加拿大、澳大利亞等,正在逐步運用大壩風險分析的方法,加強大壩安全管理。去年在北京召開的第20屆國際大壩會議專門設(shè)置了大壩風險分析的專題,會議上,澳大利亞提供了6篇有關(guān)大壩風險分析的報告。
我國有8萬多座各類水庫,其中有30%-40%水庫大壩存在不同程度的病險情況。目前國家下了極大的決心,準備在5-10年內(nèi)完成1100座大型和重要中型水庫的除險加固工作。水庫大壩正處在除險加固高潮中。然而我國水庫大壩的除險加固工作重點主要是放在工程措施上,如何把工程除險規(guī)模和下游經(jīng)濟現(xiàn)狀和發(fā)展相適應(yīng),采取綜合措施,把大壩風險降低到下游能夠承受的水平等方面,還需要進一步學習先進國家的管理技術(shù)。
在此背景下,水利部于2001年向國家外國專家局申請,擬派出技術(shù)人員赴澳大利亞培訓風險評價技術(shù)。擬培訓內(nèi)容包括:
●澳大利亞及其他國家在大壩風險分析和風險管理的研究、應(yīng)用、現(xiàn)狀
●單個水庫代表風險分析和群壩風險分析的區(qū)別和聯(lián)系
●澳大利亞有關(guān)風險分析方法的政策法規(guī)
●澳大利亞聯(lián)邦和各州政府在代表風險管理方面的現(xiàn)狀和措施
●澳大利亞大壩風險標準、制定依據(jù)和實例
●大壩可靠度概率分析方法及潰決后果的評價、方法和實例
●風險排序決策及實例等
經(jīng)國家外國專家局批準同意,水利部組成了群壩風險分析培訓團,于2002年1月21日至2月10日,在澳大利亞進行了20天培訓和考察。
二、大利亞大壩風險分析現(xiàn)狀
1、有關(guān)風險分析的基本概念
(1)風險人口分析(PopulationAtRisk(PAR))
所謂風險人口是指潰壩洪水淹沒范圍直接受到洪水影響的人口數(shù)。由于潰壩洪水的極大破壞性和突發(fā)性,承擔風險的人口的生命財產(chǎn)、住房等均可能受到極大威脅。生命損失是潰壩產(chǎn)生的社會影響的最重要的一個參數(shù)。承擔風險的人口越多,生命損失也將越大。潰壩的時間,(白天或夜晚),潰壩時的天氣情況,各種不定情況都將影響到承受風險的人數(shù);警報的時間越長,生命損失越小,如果沒有警報,生命損失將大大增加。風險人口通過潰壩后果評價來獲得。根據(jù)生命風險準則確定大壩的風險分類。
(2)潰壩影響評價(FailureImpactAssessment(FIA))
潰壩影響評價(FIA)是指由于大壩潰決對下游淹沒區(qū)所產(chǎn)生的影響的評價。澳大利亞的風險評價指南規(guī)定,當大壩壩高超過8m,且蓄水能力超過50萬m3,或蓄水能力超過25萬m3,但流域面積3倍于水庫面積時,都需要做潰壩影響評價。潰壩影響評價是大壩安全管理的最起碼的要求,該項工作必須由注冊的專業(yè)工程師根據(jù)已經(jīng)的《潰壩影響評價指南》進行來做,業(yè)主、水庫管理人員或其雇員不能做。
潰壩后果評價用于確定風險人員,通過現(xiàn)場檢查、進行大壩潰決分析、確定潰決情況、潰壩影響范圍和不同情況下風險人員。根據(jù)風險人員的數(shù)目,評價大壩的安全程度。
在澳大利亞,如風險人員超過100人,大壩屬于第2類應(yīng)加固壩;如風險人員在2-100人,大壩屬于第1類應(yīng)加固壩;如風險人員小于2人,大壩可不加固。指南還規(guī)定潰壩后果評價必需每5年做一次。
(3)風險準則
“風險準則(riskcriteria)”是指在風險評價過程中用于確定計算定量風險分析結(jié)果是否可以接受的一種準則。任何一個結(jié)構(gòu)物總是有風險的,投入的增加,可以減少風險,但有個投入和效益的平衡問題,也就是說必須面對、接受某種風險。對此類風險,不同資料中表述不同,一般稱可接受風險(acceptablerisk)、可容忍風險(tolerablerisk)或可應(yīng)用的合理低風險(aslowasreasonablepractice),但實質(zhì)意義是相同的。對風險的可容忍性,英國健康和安全委員會認為,只有當減少風險是不可行的或投入的經(jīng)費和減少的風險是非常不相稱時,風險才是可容忍的(HSE,1992);另一種定義認為,只有當進一步降低風險是不可行的或需要采取措施,但在及時性、難度和付出的努力與風險的減少是非常不相稱時,剩余風險是可容忍的。這種可接受風險,應(yīng)考慮當?shù)卣巍⒔?jīng)濟和社會的需要以及公眾的期望,是個十分復雜、敏感的社會問題而不是單純的技術(shù)問題。在澳大利亞,現(xiàn)有的風險準則包括生命損失準則(LOL)、可接受風險準則、風險分類準則等。
(4)風險分析和風險評價
所謂風險(risk),澳大利亞大壩委員會(2001)認為是對生命、健康、財產(chǎn)和環(huán)境負面影響的可能性和嚴重性的量度,是潰壩可能性和產(chǎn)生的后果的乘積。“風險分析(riskanalysis)"是指描述確定大壩引起的風險的方法,這種分析可以是定性的或定量的。"風險評價(riskassessment)”是指應(yīng)用風險分析的結(jié)果來進行決策的過程,以決定已存在的風險是否可以容忍,風險控制措施是否合適,如何通過工程或非工程措施減少風險。風險評價的目的不是因為傳統(tǒng)方法的安全性較小,并不是替代傳統(tǒng)的安全分析方法,而是有助于大壩安全管理水平的進一步提高。風險分析的優(yōu)點在于它是一個理性的,系統(tǒng)的過程,增加了對大壩的進一步了解,特別是大壩對下游影響的了解;分析中考慮了所有荷載和管理情況,也處理了不確定性;同時風險可作定量比較,有助于加固工程的排序等。風險評價應(yīng)用的主要領(lǐng)域是評價那些不能滿足傳統(tǒng)設(shè)計要求的已建壩安全。
新南威爾士大壩安全委員會已經(jīng)決定考慮大壩安全管理中進行風險評價的建議,包括對生命風險的評價。大壩委員會要求進行公眾咨詢會議,揭示風險,任何人都可以向業(yè)主提出建議。新南威爾士州大壩委員會也認為風險評價是大壩安全方面基于標準的傳統(tǒng)分析方法的加強,而不是替換。采用該方法的目標是要求業(yè)主盡最大可能最大限度地降低風險。
(5)定量和定性分析
風險定量和定性分析通常是通過事件樹或故障樹的方法分析大壩風險。往往列出水庫大壩所存在的各種隱患,對隱患發(fā)生的可能性進行概率分析或?qū)<遗袛啵诮Y(jié)合潰壩后果評價成果,計算和分析大壩破壞風險的大小。如水庫通常存在的一些隱患如:溢洪道閘墩不能滿足地震荷載需要、最新的標準操作過程中沒有區(qū)分相鄰閘門開啟的差別、土石壩上部分區(qū)間無反濾層和過渡層、放水洞無截水環(huán)、沿輸水洞的管道和填土界面無監(jiān)測設(shè)施、溢洪道泄洪能力不能滿足可接受洪水的要求、溢洪道和兩壩肩在超標準洪水下不穩(wěn)定、蝶閥在緊急情況下不能關(guān)閉、閥室在超標準洪水下結(jié)構(gòu)上不安全、進水塔在大地震時結(jié)構(gòu)不安全、大壩無監(jiān)測設(shè)施監(jiān)測變形和滲流狀況,特別是均質(zhì)土壩、無運行和維護手冊、無標準運行過程文件等等。根據(jù)水庫大壩的實際存在的隱患情況,利用事件樹分析風險。例如:某水庫存在漫頂破壞和結(jié)構(gòu)破壞的可能,對該兩項隱患進行等級打分,計算相對風險程度。
○□漫頂破壞分=o1×o2×o3=ot
●□o1:處于潰壩威脅的家庭數(shù)
●□o2:溢洪道能夠下泄流量占可能最大洪水流量的百分數(shù)
●□o3:大壩抵抗漫頂沖蝕破壞的能力
○□結(jié)構(gòu)破壞分=s1×s2×s3=st
●□s1:處于潰壩威脅的家庭數(shù)
●□s2:結(jié)構(gòu)破壞可能性
●□s3:潛在的地震活動威脅
○□相對風險=ot+st
(6)群壩風險分析
群壩風險分析是在每座壩風險分析的基礎(chǔ)上,把某一管轄范圍內(nèi)的大壩的風險分析情況進行評價,確定資金流向和加固排序,提出經(jīng)濟高效的降低風險的策略。該方法由美國猶它州州立大學教授DavidS.Bowles1996年提出,應(yīng)用于澳大利亞幾個主要的壩群,已經(jīng)完成或即將完成。
(7)風險管理
大壩風險管理實際上是大壩安全管理的延續(xù)和加強,包括一系列的決策和實施過程。例如制定加強大壩安全管理的有關(guān)法規(guī)、標準,確定高風險大壩的風險排序和加固排序,制訂資金流向和管理策略,制定并實施應(yīng)急措施計劃等,把大壩風險根據(jù)澳大利亞大壩委員會頒布的風險評價指南降低到可接受的水平。特別是應(yīng)急措施計劃,不但要有,而且要實施。在澳大利亞,應(yīng)急措施計劃包括:
□已控制的區(qū)域分布表
□文件控制單
□目錄表
□通知表(和有關(guān)人員的聯(lián)系等)
□緊急事件和措施
□附錄,包括大壩洪水途徑、溢洪道的流量曲線,洪水事件的確定、洪水記錄單、潰壩分析等
2、有關(guān)的政策法規(guī)
(1)水法
澳大利亞的大壩風險評價目前受《水資源法(1989)》控制,但從2002年3-4月起,將由《水法2000》替換。《水法2000》明確規(guī)定由業(yè)主負責大壩安全;需要加固的壩必須根據(jù)潰壩影響評價確定風險人口(PAR),分析中不包括道路和財產(chǎn)的損失;自然資源和礦產(chǎn)部有權(quán)監(jiān)督和指導要加固大壩的安全;所有新建壩都必須要在《整體規(guī)劃法》下取得筑壩允許;如果堰頂沒有過流量的控制建筑物,如閘門、可充氣的橡膠壩等,不用考慮加固;《水法2000》指出儲存危險廢棄物的壩由環(huán)境保護部門來控制等。
(2)指南
A、澳大利亞大壩風險評價指南
提供了澳大利亞大壩風險管理的一般性框架,確定了風險分類、風險分析、風險評價和風險處理過程中的主要步驟,應(yīng)用于任何威脅大壩安全的潛在事件。
風險評價指南由澳大利亞大壩委員會制定,1994年頒布。1994年的指南為大壩安全評價的應(yīng)用提供了概念性基礎(chǔ),并沒有提供進行風險評價的細節(jié)指南。1995年以來,指南已經(jīng)修訂,1998年8月,澳大利亞大壩委員會了《關(guān)于修改可接受生命風險準則的意見書》,通知有關(guān)人員,請他們提出意見;新指南的草稿于2001年11月在新西蘭奧克蘭舉行的風險工作組會議上完成,已由兩個來自加拿大和美國的大壩風險管理首席工程師審查,計劃在2002年6月出版。
B、風險評價工作中的其他指南
《水壩潰決影響評價指南》,2002年2月,昆士蘭州政府自然資源和礦產(chǎn)部;
《昆士蘭州大壩安全管理指南》,2002年2月,昆士蘭州政府自然資源和礦產(chǎn)部;
《大壩潰決后果評價指南》,2000年5月,澳大利亞大壩委員會;
《大壩安全管理指南》,1994年,澳大利亞大壩委員會;
《大壩可接受防洪能力選擇指南》,1999年,澳大利亞大壩委員會;
《大壩地震設(shè)計指南》,1998年,澳大利亞大壩委員會;
《環(huán)境評價和管理指南》,澳大利亞大壩委員會
3、在實際工程中的應(yīng)用
在澳大利亞,已經(jīng)有相當數(shù)量的水庫大壩已經(jīng)做過風險分析。在昆士蘭州,已在2/3的水庫大壩上應(yīng)用,群壩風險評價也已在澳大利亞的幾個大壩群中應(yīng)用,已取得了很多成果。
4、風險評價的局限性
風險評價技術(shù)在世界大壩工程界尚未被廣泛地接受,雖然有不少國家和組織在研究、發(fā)展、推動該方法技術(shù),但仍有不少國家在觀望,在大壩安全管理中沒有采用風險評價技術(shù)。風險評價的局限性主要表現(xiàn)為:目前用于估計大壩破壞概率的方法的科學性、有效性尚有爭議,估計不確定性和潰壩概率的困難較大;目前估計大壩潰決引起的生命損失估計尚未被完全接受,正在進行研究改進的方法;生命安全風險的可容忍性準則有爭議;深入研究的費用較高;已有傳統(tǒng)分析方法,已安全應(yīng)用多年;風險分析是綜合性技術(shù),有經(jīng)驗的人較少等。
三、世界其他國家大壩風險分析的現(xiàn)狀
1、美國
美國對應(yīng)用風險評價的看法不一,有的認為不能正式應(yīng)用,有的認為應(yīng)在大壩正常安全程序中采用。然而風險評價已經(jīng)提上了議程,在全國進行爭論。目前只有美國墾務(wù)局、華盛頓、蒙大拿州是在大壩安全程序的全過程中應(yīng)用風險分析技術(shù)。有的州把風險分析技術(shù)的一部分用作排序的工具。
(1)墾務(wù)局
墾務(wù)局負責管理350多座大壩群,形成了美國西部非常重要的水資源基礎(chǔ)。因此墾務(wù)局成為世界上最大的大壩管理機構(gòu)之一,該組織在風險分析和評價方面的活動和觀點必須仔細考慮,特別是他們正在積極地應(yīng)用這些方法。
墾務(wù)局在風險分析和評價方面最基本的觀點認為,風險分析和評價應(yīng)視為改進風險管理的一種手段,是大壩管理的一部分。他們認為工程預算緊縮意味著應(yīng)該把風險決策作為一種工具,以便指導往風險最大的工程上投入。大壩安全程序的目的是為了保證墾務(wù)局的建筑物不會出現(xiàn)威脅公共安全、財產(chǎn)和社會安全的不可接受的風險。這就需要對產(chǎn)生不可接受風險的建筑物進行確認,并采取有效的、費用合理的適當措施降低或消除這些風險。墾務(wù)局提供安全的建筑物,但并不意味一點風險也沒有。安全的壩是指不會由于它的存在對公眾產(chǎn)生不可接受的風險前提下完成預定功能的壩。
墾務(wù)局認為風險分析的好處是,可以比較不同荷載作用所導致的風險和不同大壩間的風險。風險評價在整個大壩安全決策過程中用于評價公共安全、經(jīng)濟、社會有關(guān)的問題。
(2)華盛頓州
華盛頓州大壩安全辦公室負責州大壩法規(guī)編制,把風險觀念作為大壩安全程序的一個部分,風險分析的方法得到了發(fā)展。他們認為風險分析過程是很有用的,但每個工程都采用定量風險分析是不可行的,因此發(fā)展了一種把風險觀念和過程用于以標準為基礎(chǔ)的分析框架的方法。
(3)蒙大拿州
蒙大拿州在大壩安全方面也應(yīng)用了基于風險的方法,至少水庫防洪能力是通過每座水庫大壩生命損失估計來確定的。
(4)猶它州
猶它州大壩監(jiān)督處-大壩安全部應(yīng)用基于風險的程序來確定大壩排序,但未用于確定加固工作的范圍。排序的過程是根據(jù)猶它州大壩失事統(tǒng)計資料進行打分。大壩各部分(溢洪道、閘門、管涌、滑坡及地震等)的狀況定為1-5,再乘以一個系數(shù),即為該部分的分數(shù)。各部分的分數(shù)相加后,再乘以“風險人口”分,就是“總體風險分”。
猶它州州立大學土木和環(huán)境工程系教授,DavidBowles博士,在大壩安全方面基于風險方法的發(fā)展、應(yīng)用已經(jīng)并繼續(xù)起著十分重要的作用。多年來,他們在美國和澳大利亞做了大量工作,特別在群壩風險評價的應(yīng)用方面,目前正在和陸軍工程師團一起在示范工程中應(yīng)用風險評價。
在他們1999年的報告中,Bowles等指出了風險管理在提高大壩管理水平方面的效益。"對老齡壩,進行合適的風險管理,能非常迅速且經(jīng)濟有效地降低風險。
(5)陸軍工程師團
陸軍工程師團負責管理美國569座大壩,其中407座是土石壩,162座是混凝土壩。土石壩中,356座屬于高風險,36座為中等風險,15座低風險。陸軍工程師團正在進行一項為期5年的在大壩安全方面應(yīng)用風險分析的研究項目。目前認為風險分析可用于工作的排序,也可用于傳統(tǒng)的決策支持。
2、加拿大
BCHydro是加拿大一個主要大壩業(yè)主,是加拿大第三大電力能源局,負責61座大壩。在大壩風險管理方面BCHydro已經(jīng)有十多年的經(jīng)驗,在國內(nèi)外數(shù)十個工程上應(yīng)用了風險評價技術(shù),在國際上占有重要位置。自1997年來經(jīng)歷了重要的發(fā)展,提出了一種改進風險評價方法。這種改進的方法中考慮了滿足法規(guī)的需要和社會的期望,充分注意了和業(yè)主的合作,量化了風險,并且得到的分析結(jié)果和權(quán)威性的工程實踐相當一致。
3、荷蘭
荷蘭在大壩堤防上應(yīng)用風險評價方法已經(jīng)多年,是這些國家中的前沿。1953年導致1800多人死亡的特大洪水之后,建立了“三角洲委員會”,1958年制定了防護高水位的安全標準。作為基于風險的方法,委員會建議考慮堤防施工的費用隨堤防潰決所造成的經(jīng)濟損失的變化。然而,由于技術(shù)上的困難,包括堤防潰決的概率計算,故采用了一種規(guī)定水位加上波高的簡化方法,或者說"漫頂概率"。同時,出現(xiàn)了一種新的基于風險評價的安全觀念,認為安全是與洪水概率和后果的洪水風險有關(guān)。為了決定降低風險的策略,必須考慮所有起作用的參數(shù),包括堤防的整體性。一個由擋水建筑物技術(shù)咨詢委員會的研究項目正在進行,研究發(fā)展可靠性技術(shù),用于評價堤防系統(tǒng)的潰決概率。目前該系統(tǒng)是非常先進的,帶有幾個已經(jīng)進行過分析的算例。
4、英國
目前大壩業(yè)主的定量風險分析并未得到官方支持和應(yīng)用,也未進行可接受風險準則的應(yīng)用。不愿應(yīng)用定量風險評價(QRA)主要原因是認為,在確定大壩潰決的可靠性概率方面的困難而導致的,英國大壩做定量風險評價(QRA)的費用和正常升級所需費用之間差別很大,而且1975年實施《水庫法》以來安全事故發(fā)生得非常少。
但蘇格蘭和南方能源公司認為風險評價是大壩安全和資產(chǎn)管理方法重要的一部分,是英國已建壩安全辦法的補充,而且是經(jīng)濟有效的。他們是英國主要的大壩業(yè)主,擁有84座壩,其中56座壩是在國際大壩委員會注冊的。1996年以來,在Babtie咨詢顧問支持下,公司開展了大壩失事模式及其影響危急程度分析過程研究(FMECA)。為了成功地進行風險評價,他們提出了一種有創(chuàng)新的方法途徑。
英國的“健康和安全委員會(HSE)”針對有危險的工業(yè)部門,研究了一種相當好的風險框架,非常有用。1988年HSE了《核電站可容忍風險》的文件,該文件于1992年再版,建立了一套公共安全框架,即大家所知的"風險的可容忍性框架",文中說明了HSE的核電站風險控制理論。法規(guī)編制人員和核能源以外的工業(yè)部門都很大程度上接受了這個思想。關(guān)于人員死亡風險,指南中要求"幾乎不發(fā)生",小概率事件會引起很嚴重的社會后果,這種要求反映出了國際社會的一致性。
5、其他
瑞典政府已經(jīng)考慮了建立大壩安全法規(guī)。大壩業(yè)主建立了自己的指南-1997年的RIDAS指南。該指南將在2001年被審查。最近,政府明確表示大壩業(yè)主應(yīng)全部負責大壩安全和大壩潰決后果。這強調(diào)要求業(yè)主必需非常了解他們?nèi)簤蔚娜匡L險。
風險分析正在被作為一種大壩安全隱患加固的排序方法。為此,Vattenfall、瑞典能源公司和主要的大壩業(yè)主,在瑞典能源咨詢公司支持下,正在用定量分析和失事模式及其影響危急程度分析的方法,以估計哪一種方法更適合于他們的目的。
6、小結(jié)
綜上所述,世界上發(fā)達國家中基本上已經(jīng)或正在采用風險評價的方法來加強大壩安全管理,有些國家根據(jù)國情部分采用了該技術(shù)。關(guān)于風險評價技術(shù)目前的局限性的問題,隨著研究和應(yīng)用的發(fā)展,近十年內(nèi)必然會有所突破,在世界范圍內(nèi)的應(yīng)用只是時間問題。在20屆國際大壩會議中,60%的人認為該方法將會得到廣泛應(yīng)用,只有20%認為近期不可能全面應(yīng)用。到下一屆國際大壩會議(2003年),比例將會發(fā)生很大改變。
四、我國引入大壩風險分析與管理技術(shù)的必要性,緊迫性
1、我國大壩安全和管理現(xiàn)狀截至1999年我國已建成水庫83827座,其中大型水庫418座,中型水庫2710座,小(一)型15126座,小(二)型65573座。這些水庫大壩在我國國民經(jīng)濟建設(shè)和發(fā)展中,在減災(zāi)防災(zāi)中起了并正在起著十分重要的作用。但是由于歷史的原因,相當數(shù)量的水庫大壩存在著不同程度的病險隱患,水庫不但限制應(yīng)用,無法發(fā)揮最大經(jīng)濟效益,而且嚴重威脅下游人民的生命財產(chǎn)安全。
我國對水庫大壩安全管理非常重視,出臺了一系列政策法規(guī)。1991年國務(wù)院第77號令“水庫大壩安全管理條例”;1994年水利部會同電力工業(yè)部了“土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范”;1995年3月水利部制定了“水庫大壩安全鑒定辦法”,1995年12月制定了“水庫大壩注冊登記辦法”;1996年了“土石壩監(jiān)測資料整編規(guī)程”;2001年頒布了“水庫大壩安全鑒定導則”,并正在進一步考慮制定、完善一系列法規(guī),包括水庫大壩安全管理辦法、除險加固管理辦法、水庫大壩降級使用和報廢的管理辦法和標準、儀器設(shè)施和施工隊伍的準入辦法等等。水庫大壩安全管理的法制建設(shè)越來越完善,正在穩(wěn)步進入法制軌道。
1999年水利部調(diào)查認為,40%以上的大、中型水庫、35%以上的小型水庫屬三類病險庫,需除險加固,需要國家大量資金投入。目前我國針對水庫大壩病險嚴重的實際情況,正在對1100座左右的大中型水庫大壩進行除險加固。可以認為通過加固,我國的大壩安全狀況將會得到很大改善。
2、引進風險評價技術(shù)的必要性和緊迫性
我國水庫大壩數(shù)量如此巨大,盡管我國政府在法規(guī)上和除險加固上做了大量工作,我國水庫大壩的安全問題仍然是不容忽視的。
目前對大型和重要中型水庫三類壩的除險加固完成后,還有大量的二類水庫大壩存在不同程度的病險問題,特別是八萬座小型水庫,更是各級政府的心腹大患。每年汛期,都有小型水庫潰決。事實上,絕大多數(shù)的潰壩實例都是小型水庫。一旦潰決,都將導致嚴重的傷亡。另外大量水庫大壩已經(jīng)運用四、五十年,老化問題也比較突出。這些都說明我國水庫大壩的風險實際上很高。小型水庫雖然庫容小,但由于潰決的概率大,實際風險并不小。再加上絕大數(shù)小型水庫由于歷史的原因,沒有設(shè)計、施工、運行管理、水文和安全監(jiān)測資料,進行安全鑒定的難度非常大。國家投入有限,地方財政比較困難,只有把有限的資金投向最需要的地方。因此,各級水行政主管部門必須清楚地了解所轄水庫大壩的風險程度,以便進行投資決策。此時群壩風險分析技術(shù)是非常有用的;小型水庫無資料,因此結(jié)合專家經(jīng)驗進行定性風險評價,可能是解決問題的有效方法;普遍采用工程措施來增加水庫大壩的安全性,經(jīng)濟上是不現(xiàn)實的,工程和非工程措施的有機結(jié)合可以大大降低風險程度,水庫大壩的應(yīng)急預案的實施會起到事半功倍的作用。根據(jù)我國的實際情況,可以選擇性的采用風險評價和管理技術(shù),來盡快降低我國水庫大壩目前的高風險。
近20年來,我國經(jīng)濟高速發(fā)展,今后還將持續(xù)發(fā)展。水庫下游經(jīng)濟的發(fā)展,必將導致水庫大壩風險的上升,因此水庫大壩的風險問題必將引起公眾越來越多的關(guān)注。每個地區(qū)風險承受能力也將成為焦點問題。隨著我國的入世,大壩安全也將和世界接軌,水庫大壩的安全問題,已經(jīng)不僅僅是工程安全,首先應(yīng)該是公共安全問題。這就要求我們把水庫大壩安全管理工作從指導思想、法規(guī)建設(shè)和管理技術(shù)上進一步提高。
綜上所述,風險評價技術(shù)的引入對提高我國大壩安全管理水平將是非常及時的,必要的,具有十分明顯的現(xiàn)實意義。風險、風險準則、風險管理等概念的引入將會大大推動我國大壩安全的法規(guī)建設(shè)和管理水平。世界上很多國家已經(jīng)走在我們的前面,如果我們不急起直追,很快就會遠遠落在后面。因此引入風險評價技術(shù)的緊迫性也是十分明顯的。
五、結(jié)論和建議
1、結(jié)論
(1)大壩風險分析和管理是世界先進國家近年發(fā)展起來的進一步提高大壩安全管理的先進技術(shù)。不同國家根據(jù)各自特點進行定性或定量風險分析、評價和管理,也有的部分采用這種方法,進行潰壩影響評價和風險人口分析,并據(jù)以確定風險的排序。
(2)大壩風險分析和管理的最終目的是把風險降低到使公眾可接受的水平。這和傳統(tǒng)的工程安全概念不同,把公眾安全放到十分重要的位置。這種風險概念是動態(tài)的,非工程措施往往能大幅度的降低風險水平。
(3)大壩風險分析和管理是一項涉及到多學科的綜合性技術(shù)。這項技術(shù)中包含了可靠性理論,事故的概率分析,事件樹分析技術(shù),大壩的潰決分析,潰壩的經(jīng)濟分析和風險人口分析,降低風險的工程和非工程技術(shù)等等,涉及到數(shù)學、壩工、水力學、水文、經(jīng)濟等學科。這也是該項技術(shù)發(fā)展、應(yīng)用過程中爭論較多的一個原因。
(4)我國大壩安全和管理工作需要這種技術(shù)。該項技術(shù)實質(zhì)上是對已有安全管理工作的加強,適合我國水庫大壩數(shù)量巨大,風險很高而加固經(jīng)費又很困難的特點。特別是風險排序技術(shù)、應(yīng)用非工程措施降低風險的技術(shù)、應(yīng)用專家經(jīng)驗定量風險評價技術(shù)等等,將大大推進我國的大壩安全管理水平。
(5)今后十年大壩風險分析和管理技術(shù)將會在世界上廣泛應(yīng)用。目前世界上先進國家已在國內(nèi)、國外推廣、應(yīng)用風險評價技術(shù),已取得了一系列重要成果。2000年在北京舉行的第20屆國際大壩會議的76專題就是大壩風險評價。在風險評價技術(shù)方面的爭論是發(fā)展和完善的問題,隨著越來越多國家的重視,將得到更多的應(yīng)用,發(fā)展前景是無可置疑的。今后的十年,必將被廣泛應(yīng)用。
2、建議
(1)把大壩安全提到公共安全的高度,通過法規(guī)建設(shè)和風險管理,盡快把高風險水庫的風險水平降下來。特別是目前小型水庫,對下游公眾生命和財產(chǎn)的威脅過高,公共安全還達不到風險準則要求。
(2)盡快引進并改造該項技術(shù),使風險評價和管理技術(shù)適用于我國的實際情況。但我國目前還沒有引進風險和風險評價的概念,更不用說群壩風險分析了。我國曾有些采用可靠度方法分析大壩潰決概率的報告,但完整的概念、方法、體系的建立及實際應(yīng)用尚未形成。如果再過幾年來考慮引進,大壩安全管理方面可能會落在世界水平的后面,和我國水庫眾多的狀況不相稱。而且隨著入世,和世界水平接軌也是勢在必行。建議盡快引進,再根據(jù)我國實際情況,加以改造,如風險準則等。
(3)加強和先進國家的合作,把外國專家請進來,培訓一批技術(shù)干部。由于這是我國還沒有實際應(yīng)用的經(jīng)驗,希望在較短的時間內(nèi)迅速提高實際應(yīng)用的能力,請有經(jīng)驗的專家舉行培訓應(yīng)是事半功倍。我們不必要再從最基礎(chǔ)研究,應(yīng)在國外的經(jīng)驗基礎(chǔ)上起步。
(4)結(jié)合中國實際,選擇性地應(yīng)用。應(yīng)進一步研究我國在水庫大壩安全管理方面迫切需要改進的問題,針對性地選擇有關(guān)方法,不能全部照搬。