河海大学大坝安全概论论文

加拿大水坝安全管理理念、实践和启示摘要:从水坝安全监管体系、水坝安全管理程序、风险管理理念等方面总结了加拿大水坝安全管理的经验和实践。针对我国水库大坝安全管理的现状，借鉴加拿大的成功经验，提出了加强我国水库大坝安全管理的建议，其中包括:在《水库大坝安全管理条例》中明确政府及水库大坝业主的职责和权利;在水利管理体系改革中考虑建立独立的政府监管机构;研究既能体现水库规模又能考虑溃坝后果的水坝分类方法;研究科学预见的、有效并可操作性的水库大坝应急预案;探索我国水坝安全管理社会化、专业化的可能性及对策。关键词:安全监管;安全管理;风险管理;水库大坝;加拿大加拿大共有各类水坝14000座（坝高大于2.5m），其中大型坝（坝高15m以上，在国际大坝委员会注册登记的）933座，这些水坝大部分以水力发电为主，兼顾灌溉、供水、防洪、娱乐等功能。在水库大坝安全方面，加拿大积累了很好的经验，其水坝安全技术，尤其是风险管理技术一直处于世界领先地位，水坝安全保持了良好的记录。据统计，历史上仅发生两起造成人员伤亡的垮坝事件:1912年不列颠哥伦比亚省某水库垮坝造成1人死亡，1966年魁北克省某水库垮坝造成3人死亡。因此，总结学习加拿大先进的水坝安全管理理念和实践，将有助于借鉴其成功经验，推动我国水库大坝安全管理水平的提高。1加拿大水坝安全管理概况加拿大划分为10个省和3个地区，其中水库大坝数量居前3位的省是:魁北克省（5200座）、安大略省（2400座）和不列颠哥伦比亚省（2000座）。在加拿大，联邦政府只负责管理与边境有关的水资源问题，境内水资源管理是各省及地区自己的职责，各省有自己管理水坝的方式。除3省（艾伯塔省、不列颠哥伦比亚省和魁北克省）外，其他省均没有制订专门的水坝安全条例，而是在综合的水法或水资源法中对水坝安全做出了规定。加拿大大坝协会（CDA）成立于1989年，其宗旨是在水坝领域走在世界前列，并强调对社会环境的重视;为需要制订水坝安全条例和政策的省提供支持。该协会于1999年出台了对行业具有指导作用的《水坝安全导则》，该《导则》被视为各省水坝安全管理最好的实践依据。2水坝安全管理体系中业主和政府的职权建立水坝安全管理体系的目的是有效地保障水坝安全。体系的有效性通过业主和政府的关系得到体现。在加拿大，法规明确规定业主负责水坝安全，政府负责监督。加拿大的水坝业主主要有政府、公用事业机构、采矿企业、纸浆公司、私有企业等。在业主是政府的情况下，通常聘请独立的外部专家来进行水坝的安全检查及评估。作为业主，投资的目的是获得最大利益，为此可能不重视甚至忽视其它需要增加成本的投入，例如水坝安全检查、评估等。因此政府的功能显得极为重要，在这个管理体系中，政府通过制订法规条例、监督管理和强制执行等手段来保护公众的利益和安全，协调业主利益和社会风险之间的矛盾。2.1不列颠哥伦比亚省的规定不列颠哥伦比亚省有水坝2000座，根据该省1996年颁布的《水法》，所有的水坝必须获得许可证才能运行;水坝业主负责水坝安全。《水法》还规定设置水权监管员，由水权监管员管理控制水权，负责协调全省的水坝安全计划，监督水坝业主执行有关法律法规和履行其业主的职责，负责水坝运行许可证的签发。2000年，不列颠哥伦比亚省颁布了专门的《水坝安全条例》，其目标是减少溃坝引起的生命财产损失及对社会环境的影响。该条例强调了水坝业主对水坝实施安全运行管理等方面的职责，并在基于溃坝后果对水坝分类的基础上，提出了相应的运行检查及维护方面的要求。同时还规定，业主对水坝任何部位的改建、拆除、废弃、停运等都应经省水权监管员或地方水管员的审查批准。不列颠哥伦比亚省的水坝安全计划于1967年开始实施，经过40a的实践检验，效果令人满意。2.2魁北克省的规定魁北克省的水坝安全经历了从探索到走上正规化有效管理的过程。2000年之前，该省在水坝安全管理方面没有明确的依据标准，业主和设计人员可自行选择标准，水坝管理的职责也不明确。1996年7月，发生在魁北克南部沙格奈河流域的一场大洪水造成了近10亿加元的经济损失，给了魁北克省一个深刻的教训。尼科莱特科学技术委员会总结了沙格奈河大洪水的教训，他们认为造成这么大损失的主要原因是水工建筑物设施不完善、泄流能力不协调、一些水库存在管理问题、缺少应急预案（EPP）等。因此他们强烈建议建立完善水坝安全法规框架。为了提高水坝安全，保护人民生命财产不受水坝的威胁，魁北克省于2000年5月颁布了《水坝安全法》，并于2002年4月颁布了专门的《水坝安全条例》。在《水坝安全法》与《水坝安全条例》中规定了业主和政府各自的职责，其中包括:（1）业主负责水坝的安全。（2）水坝可分为大库容和小库容两类。大库容水坝的建设、改造或拆除都需经魁北克省环境部部长批准。（3）对所有大库容的水坝，应根据溃坝后果的大小进行分级，制订EPP方案;大库容的水坝必须每5a一次定期进行安全复核，复核报告须提交部长办公室。如果业主未定期组织安全复核，环境部部长可指派人员实施安全复核，费用由业主承担。（4）如果部长办公室认为水坝不够安全，可以要求业主采取合理措施保证水坝安全，包括降低库水位和除险加固。（5）环境部长办公室按规定可以向申请建设或改造水坝的人收取申请费用，向水坝业主收取年费，年费包括监督管理及执法的费用。每座水坝根据其大小收取从100～850加元不等的年费。部长也可向违反法律条例的业主处以不超过50万加元的罚款。2.3水坝安全管理机制根据有关省的规定及加拿大《水坝安全导则》，加拿大水坝安全管理机制的有效实施主要体现在以下几个方面:（1）政府的专业监管机构。根据法律框架，设置了专门的水坝安全监管机构。虽然各省监管机构的名称不同，如不列颠哥伦比亚省是水权监管员及其办公室，魁北克省为环境部部长及其办公室，安大略省为自然资源部，但由于在法律框架中确定了负责水坝安全的管理机构，并明确了其监管的权利和职责，因此监管的作用能得到真正落实。专门的水坝安全监管机构的设置，可以压缩政府行政管理规模，因为监管机构只需监督水坝业主的执行情况，而不需要人力资源的大量投入。另外，设立专门的水坝监管机构，有助于提高水坝安全的专业管理水平，并能及时了解水坝安全方面的新情况、新趋势。（2）监管机构职责权力明确，运行经费落实。监管机构配备了足够的人力、经费等资源，以履行监督业主执行情况的职责。监管机构的职责主要包括:制订水坝安全的有关规范、标准;发放水坝施工和运行许可证，负责水坝注册登记;监督业主进行安全检查，在认为必要时，监管机构可自行检查;水坝安全法律框架的执法权力，即当水坝业主不履行职责时可采取必要的措施，如在魁北克省，部长可通过罚款措施来贯彻法律框架的执行，允许监管机构向水坝业主收取水运行许可证费和年费。在不列颠哥伦比亚省，省政府有正常的预算拨款程序向管理机构提供经费支持。（3）水坝业主责任明确。法律法规中明确了水坝业主对水坝安全负有主要责任，并可就失事造成的任何破坏追究其责任，这一措施激励了水坝业主高度重视安全问题的责任心。业主会主动配合水坝监管机构，寻求经济有效的水坝安全管理办法。（4）加拿大大坝安全协会的专业技术支持。协会不仅在水坝安全技术及实践上指导了水坝业主的工作，而且帮助有关省制订了水坝安全条例和标准。3水坝分类加拿大水坝安全分类的方法是以溃坝后果的严重程度为依据。根据有关规定，所有的水坝、挡水或输水设施都应根据潜在的溃坝后果进行分类。溃坝后果包括两类损失，即下游的生命损失以及对经济、社会环境的破坏情况。根据后果严重程度，将水坝分为后果非常严重、严重、低和很低4类。在生命损失和经济、社会环境破坏两类后果中，水坝的后果分类按其中高的一类来控制。溃坝后果分类的目的是以此决定水坝的设计及运行标准。溃坝后果越严重，说明设计标准越要作相应提高，运行维护的要求也相应提高，以保证水坝的安全运行。4水坝风险管理理念加拿大自1991年首先将风险分析用于水坝安全管理领域，并在该领域的研究和实践一直处于世界领先地位。4.1水坝安全管理程序及特点在不列颠哥伦比亚省，水坝安全管理是一套连续性的程序，从施工期至蓄水期及长期运行期。主要内容包括:建立完善、可操作的运行、维护与监测（OMS）手册;制订实用可行的EPP应急预案;实施安全复核;进行缺陷调查及采取必要的除险加固措施等。魁北克水电公司的水坝安全程序包括:水坝的正常运行及维护、水坝安全复核及专题研究、溃坝研究、运行方案研究、应急预案（EPP）的制订、预警预报系统的建立及对水坝的除险加固。相对于传统的水坝安全管理方法，魁北克水电公司的水坝安全方案是一种创新的理念，主要体现在:（1）对水坝安全检查和监测的理解。传统的水坝安全检查及监测方案是在保证水坝绝对安全，即没有风险的基础上，制订一个系统的计划，如现有的监测程序、固定的检查频率等，监测内容主要用来对设计参数的复核和跟踪，并把自动化监测系统看作是万能的手段。而魁北克水电公司的水坝安全方案基于相对安全（即存在剩余风险）的理念，监测方案针对具体的水坝或每座水坝的性态而设计，监测原理是早期探测可能导致潜在破坏发生的信号，只有当特殊需要时才安装自动监测系统。（2）重视对水坝及其设施安全功能的评价。通过系统性的检查、测试、维护及加固措施，对水坝及溢洪、泄洪设施等挡水建筑物的可靠性及功能进行评价。评价水坝在遭遇突发事件时的安全性，尤其是遇到各种洪水（如校核洪水、PMF）时的功能。（3）水坝安全复核。注重复核专家组由各不同专业的专家组成，对水坝进行全面的诊断，并强调对水坝及溢洪设施的运行安全和对突发事件的处理能力进行复核，对一些特殊的工程开展潜在破坏模式的分析。4.2运行、维护与监测（OMS）手册运行、维护、监测手册即OMS手册，在加拿大水坝安全管理中起到了十分重要的作用，每座水库都根据具体情况制订了OMS手册，指导水库的运行、检查、监测及维护工作。4.3应急预案（EPP）EPP文件是指导水坝运行管理人员在突发事件发生时行动的程序和过程，该文件简单明了，便于操作和使用。包括的主要内容有:对紧急事件的分级（大坝事件、大坝警报及溃坝的定义）、通告流程图、溃坝淹没图、对EPP的测试、更新及员工培训。EPP文件中还明确规定了水坝业主与下游应急机构（社团）之间各自的职责和任务，并建立水库大坝EPP与下游应急机构EPP之间的链接。为保证水坝运行人员完全熟悉EPP文件的所有内容及有关设备的情况，了解其各自的权力、职责和任务，除对应急预案进行测试和演练外，还定期为有关工作人员提供必要的培训，并进行相应的考核。4.4专业化与社会化管理理念水坝安全与其他需要以专业知识为基础的工作一样，是专业化的工作，从事水坝安全职业的人需要拥有专门的知识和技能。在加拿大，水坝业主对从事水坝安全管理工作人员的执业资格有相应的规定，每座水库都有专门的符合资格要求的运行操作人员。选择水坝安全复核工程师时，注重的是工程师本人的资格，而非单位的资质，这就保证了水坝安全复核的质量。专业化的实践，使服务的效率更高，质量更好。业主通过市场经济机制，动员社会力量，实现了资源的优化配置，使全社会的水平得到提高。不列颠哥伦比亚水电公司是加拿大第3大电力公司，总装机量为11298MW，其中90%为水电，公司拥有员工4400人。公司水坝管理部门仅有20名左右的员工，却管理了不列颠哥伦比亚省内43座水坝的安全，包括244m高的迈卡土石坝，库容704亿m3的本尼特土石坝。每座水库有1名富有水坝安全管理经验的注册工程师负责其安全，他们可同时负责附近区域的几座水库的安全。因此，业主既发挥了效益，又节约了成本，达到了公司“低成本生产可靠电力”的目的。魁北克水电公司是目前全球最大的一家水电公司，拥有50多家水电站，总装机量为23300MW。公司拥有566座水坝，其中大坝226座。水坝管理部门共有员工185名，其中工程师50名，技术员53名，巡查人员23名，其他工作人员59名。由于采取了合理的水坝安全运行方案，大大提高了水坝安全管理的效率。加拿大大坝安全协会通过成员之间的相互交流，宣传和推广新的知识及先进技术，支持水坝安全技术的