从美国退役坝管理看我国水库大坝安全管理新问题

　　目前国外（主要在美国）有一种拆坝的舆论，这种舆论引起了国内一些人士的关注。美国究竟是如何考虑拆坝的问题？对拆坝又是如何管理的？根据美国大坝的注册管理、拆坝许可制度以及美国土木工程学会（ASCE）能源部水力发电专业委员会编写的《大坝及水电设施退役导则》（以下简称《导则》，1997年出版）和有关文献，本文简要介绍美国退役坝的管理程序及有关退役评估办法，并结合我国水库大坝中的安全问题发表初步认识。

　　一、美国退役坝的管理程序及有关退役评估办法

　　美国大坝的注册管理。美国是世界上拥有大坝数量居第二的国家，截止到1996年，超过6英尺高的坝共有7．5万余座，建坝的高峰期为20世纪的50～70年代，约建设了4．35万座（占58％），其中60年代建有各类坝约1．8万座。1920年，美国国会通过了《联邦水电法》?FederalWaterPowerAct　，并授权联邦能源委员会颁发水电开发许可证（该委员会的功能于1977年由美国联邦能源管理委员会FERC所接替）。大坝许可证有效期一般为30～50年，到期后需要经过严格的评审（包括环境影响评价）后重新申请注册。20世纪90年代，美国许多早期建设的水电站进入了新一轮的许可证申请程序。美国拆坝的焦点。

　　美国拆坝的焦点主要反映在三方面：大坝安全因素；大坝功能丧失；考虑洄游性鱼类生长及环境要求。美国目前已拆除坝的服役期多数为50～140年，坝高一般不超过3～10米。在对已拆除坝的技术经济比较中发现，有些坝的除险加固费用远超过继续运行所发挥的效益或拆除所需的费用。在美国西部地区，考虑到为具有较高经济价值的鲑鱼、鳟鱼等洄游性鱼种提供更好的生存条件，对一些作用不是很大的坝也采取了拆除处理。美国的拆坝许可制。在美国，一个坝如果被列入拆除计划首先要取得拆坝许可证。拆坝许可证包括来自联邦的、州政府的和地方政府的，其根本目的是要保证被拆除坝的安全、近期或长期对河流及洪泛区带来的影响最小。美国《大坝及水电设施退役导则》的主要内容。20世纪90年代初，面对美国的拆坝已进入一项实质性的工作，美国土木工程学会能源部水力发电专业委员会于1994年成立了一个专门工作委员会，编制了《导则》。《导则》正式出版前获得一个专门评审委员会的评审，表明该《导则》的出台是非常严肃和慎重的。《导则》编制的目的为：明确大坝退役评价所需要的数据，拆坝所要开展的工程、环境和经济评价的方法，比较大坝退役的具体技术方案和评估退役坝的投资与效益。

　　开展大坝退役评价要考虑的因素包括大坝安全、美学、鱼类、河流流量减少等，在经济方面要比较大坝继续运行或加固维护的费用。在上述因素中，大坝安全放在首位，其他考虑的方面还有：社区生活对供水或娱乐设施的依赖情况，城市用水与灌溉的水权，生态需水要求，泥沙管理，防洪与水流调节效益。通过对大坝的评价可以得出：继续运行，部分功能将退役，整个工程全部退役。

　　工程评价的内容有：防洪标准和溢洪道泄流能力，施工导流和围堰布置，大坝、电厂设施、辅助设施部分或全部拆除，机械和电气设备的拆除，设备的处理，考虑泥沙管理、环境要求、洪水和湿地作用所采取的工程措施，增加娱乐设施，施工以及拆除方案的投资预算及施工计划，运行维护费用。

　　对环境影响的评价要考虑到州和联邦法律以及相应的许可制度等，包括该工程是在联邦能源管理委员会注册还是在相应的州注册。环境影响评价主要包括：水量与水质，鱼类、野生动物及物种，植被，文化、历史与考古资源，景观资源，休闲娱乐，土地利用等。

　　大坝拆除后库区泥沙的处理方案直接影响着大坝拆除方案决策的制定。如果不对泥沙进行处理，有可能带来一定的负面影响。如果采取有效的泥沙处理方案，科学地输送粗沙、树枝树干、养分和其他物质，可为鱼类生长、野生动物、水生物带来益处。

　　大坝拆除方案中对泥沙的处理方式可归为四类：不作任何处理，河道输沙，机械清除，就地覆盖保护处理。研究泥沙处理方案需要结合工程方面和环境方面的要求，弄清楚每一种方案对库区淤沙处理的效果、对水生物种和文化资源的影响。不同的泥沙处理方案对下游的基础设施、水生物、文化资源影响是不同的。方案评价。方案评价是在对大坝进行工程技术、环境生态、泥沙等方面的综合评价分析工作基础上开展的。对退役坝方案，通过成本—效益的分析，研究不同方案的经济可行性，确定该工程的用途和价值，实际上是分析退役坝对资源综合利用的结果。资源的种类主要从工程、环境和社会经济三个方面考虑，具体为供水、防洪、发电、航运、娱乐、商业利用、水权、间接效益等。这里要特殊解释的是：1）商业利用，即在某些情况下，大坝退役后可能影响当地的农业产出、生产成本、排水与灌溉、泥沙冲蚀速率，因此也会影响其商用价值；2）水权，不论大坝或发电设备作部分退役或全部退役，都将引发对目前已形成的水权制是否要发生变化的问题，特别在美国西部，许多州都有州的水权法，股东方都受到法律的保护；3）间接效益，是指非直接利用资源所获得的效益，这种效益是难以定量或用价格来衡量的。通过给出各种资源的优先权进行方案的定性或定量评价，考虑的因素有：“定量影响”为对资源影响的定量指标，如发电量、泥沙预测等；资源重要性，可为本地的重要资源，也可以为影响人类健康和安全的重要资源；资源影响程度；资源影响程度的权重。

　　《导则》推荐采用两种评价方法来评价经济和无形价值的问题。首先采用国家环境法（NEPA），其次用分析模型?AHP　进行分析。NEPA的评价可以考虑股东的参与，所有的利益相关者都可以参与，各种影响因素都可以考虑。NEPA可以考虑该工程与早期介入的股东之间的关系，并由此确定该工程对环境和经济的影响关系。AHP数学模型采用通用的模式可以对不相关的受益者和其价值进行分析比较。对美国退役坝管理的初步分析。美国目前拆除的是一些具有安全隐患、功能丧失、局部影响环境生态（包括鱼类）的小坝。美国最早拆坝的实例发生在1912年，截止到1999年已经拆除了455座坝。据最新统计资料，2003年被列入拆除的坝有58座，2000～2002年间共拆除了79座坝。美国近年来虽然拆除了一些坝，但主要是位于支流上的小坝、老坝，服役期在70～100年，坝高一般为10米以下，包括早期建设的用于造纸业、纺织业、灌溉、供水等目标的小型水电站等。这些工程多为经过长期的运行已丧失了原设计的功能，许多工程已不适应现代化大工业生产的需要。从大坝安全管理的角度出发，考虑这些工程自身的安全和对下游带来的潜在危险、以及加固费用高等原因，在做了详细的分析比较后选择了拆除方案。另外还有一些是考虑洄游性鱼类生长的需要与国家自然公园相协调的河道建设而拆。

　　美国的水库大坝在国家经济建设中仍是不可替代的。美国垦务局、陆军工程兵团、田纳西流域管理局、以及一些水电公司和州建设的大型水电工程在美国的经济发展中仍起着相当重要的作用，1996年水电装机总量达75500兆瓦（不包括蓄能机组），与我国目前水电装机容量基本相当，年发电量3000亿千瓦时。在中西部地区，许多大坝还承担着调水工程中的水量调蓄功能，如加州调水工程中包括23座水库大坝（其中有著名的Oroville坝，最大坝高235米），总蓄水量达82亿立方米，为加州南部和西南部的供水起到了重要的作用。20世纪30年代建起的胡佛坝至今被美国人认为是国家的重要财富，经胡佛坝调节下泄的水量，为内华达南部、加州南部和亚利桑那州西南部地区提供了重要水源。

　　美国重视并理性地对待退役坝的问题。目前美国还没有一座具有重要防洪、发电、航运、供水功能、经现代化设计施工的坝被列入拆除计划。

　　二、中国水库大坝安全管理中的新问题

　　小型水库大坝的安全是中国大坝安全管理中的薄弱环节。中国是世界上建坝第一大国，现有水库近8．6万座，其中大型水库445座，中型水库2782座，小型水库8．2万余座。1999年《全国病险库除险加固专项规划》调查显示，全国有3万多座病险库，被列入近期除险加固的1364座主要是大中型水库，另外有2万多座小型水库需要除险加固。我国小型水库大多建于20世纪50～70年代，工程标准偏低、质量较差，加之工程管理与运行维护费用缺乏正常渠道投入，安全问题十分突出，每年汛期小型水库出险、溃坝事故时有发生。

　　小型水库垮坝是水库安全度汛中的主要焦点问题之一。汪恕诚部长在2003年防汛会议上谈到我国近12年来水库垮坝的情况时指出，“1991年以来，全国共发生235座水库垮坝事件。从垮坝原因看，147座是因发生超标准洪水导致水库漫坝失事（63％）；71座是因工程质量差、抢险不力造成垮坝失事（30％）；其他7％的垮坝主要是管理不到位、措施不得力造成的。从垮坝水库的规模看，小型水库233座（99％），中型水库2座。以上分析表明，当前水库存在的主要问题恰恰是水库垮坝的主要原因，小型水库恰恰是水库安全度汛工作的薄弱环节。”小型水库大坝管理水平与除险加固技术落后。总结国内外大坝安全分析结果表明，垮坝与大坝安全的重点是土石坝。中国水库大坝管理中心有关专家总结我国小型水库的安全问题主要反映在以下几方面：1）面广量大。尽管20世纪80年代以来陆续进行了各种形式的小型水库的除险加固工作，但由于管理体制和资金的制约，对险情缺乏深入的了解或限于局部抢险，往往只是治标不治本，难以彻底清除隐患。目前全国待除险加固的小型水库还有数万座，数量巨大，不是在短期内能得到彻底解决的；2）同一水库多种病险问题同时存在。如防洪能力不足、大坝渗漏严重、大坝形体单薄、结构不满足安全要求、泄水建筑物存在严重隐患、大坝或建筑物不满足抗震稳定要求、白蚁危害、金属结构不能可靠安全运行、防汛交通与通信设施不具备等。3）技术力量薄弱，安全管理水平低。4）经济基础差，难以进入良性循环。水库管理经费奇缺，很多水库长期处于带病和限制运行状态，大部分小型水库从未进行过维修养护，一般只有在出现严重险情时才能得到应急治理，但远不能根除隐患。

　　从除险加固技术来讲，国内在处理大中型病险库问题中，积累了许多经验，但由于小型水库问题更加复杂，多种病险问题同时存在，在大中型水库中取得的经验不能照搬套用，许多小型水库大坝，在建设时各种技术资料就不完整，甚至根本无技术资料档案，给除险加固带来很大的困难。另据有关资料统计，小?1　型水库加固经费大约在100万元，小（2）型水库约25万元。我国目前有2万余座小型水库亟待加固，如果全部实施，则所需经费是一笔十分可观的费用。对这些问题亟待认真研究分析。水库安全管理中的新问题不容忽视。针对病险库存在的问题，我国于1991年颁布的《水库大坝安全管理条例》中要求对病险库进行分类、采取除险加固措施、或废弃重建；在险坝加固前应采取保坝的应急措施，或改变原设计运行方式；制定险坝加固措施；对险坝可能产生的垮坝及淹没范围进行预估，制定应急方案等。水利部2003年7月1日起实施的《水库降等与报废管理办法（试行）》（简称《办法》）中规定对降等与报废的水库大坝必须进行严格的论证和审批，并分别给出了符合降等或报废的条件。水库报废也即为水库退役，如对水库实施报废（退役）的管理措施，除应进行降等论证报告中具有相同内容的工作外，《办法》特别要求论证报告内容则应包括报废理由及依据、风险评估、环境影响及实施方案。《办法》是我国水库大坝安全管理的一个延续和深化的阶段，是一种科学对待病险库的管理态度。

　　如果对水库采取报废（退役）的处理方式，有三方面的问题要特别给予关注与研究：一是要加强对报废水库的管理，如果管理不当，废弃的水库有可能成为新的致灾因素；二是要考虑水库周遍已建立起来生态环境因水库报废而发生变化，需要在一个相当长的时间内建立起一个新的平衡，由此对水库周边的生态环境带来的影响；三是因水库报废而产生的对水库上下游周边社会经济发展的影响。修建水库大坝是为了兴利除害，而废弃不安全的、丧失功能的水库也同样应达到兴利除害的目的。

　　水库降等与报废（退役）在我国是一个新生事物，还需要有与之配套的、可操作的细则。特别是开展生态环境与社会经济定量的评价指标体系与评估模型的研究，以指导水库降等与报废（退役）工作的有效实施。我国目前许多水库大坝（多数为小型水库及大坝）的服役期也达到40～50年，对于已存在的病险库问题和将来还会出现新的病险库问题，我们今后更多的是面对这些水库大坝的安全管理和除险加固工作，包括部分病险水库大坝的降等使用、报废（退役）评价和实施。因此应借鉴国外的经验，结合我国的国情，开展大坝老化和寿命以及安全问题开展研究，考虑我国应该如何面对存在安全隐患、已丧失原有功能的水库大坝的退役出路问题；或从流域的整体开发规划出发，对部分水库大坝功能调整后的出路，以及新的河流环境生态平衡等问题开展研究。水库大坝老化安全风险以及退役评价是一项非常复杂的工作，包括技术、经济、社会等诸多方面的因素，因此应该及早立项开展研究，探索出适应于我国国情的、科学的对策与相应的技术措施。类似人类和动植物一样，水库大坝也有生老病死这样一个过程，应得到科学有效的管理，从而构成水库大坝从“规划设计—建设与运行管理—除险加固—降等或报废（退役）”一个全过程的管理体系。