大壩群安全亟待重視――專訪中國(guó)國(guó)際工程咨詢公司能源業(yè)務(wù)部杜景燦博士

大壩群的安全及其對(duì)下游多達(dá)數(shù)百萬河谷居民生命財(cái)產(chǎn)安全的影響，正是我們最為關(guān)注而目前又尚未深入研究的大問題

文/本刊記者 趙沛楠

擁有水庫大壩8.7萬多座、成為世界之最的中國(guó)，開始為這些龐然大物的安全而擔(dān)憂。水利部安監(jiān)司副司長(zhǎng)張汝石在近日召開的中國(guó)大壩協(xié)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)上透露，一項(xiàng)覆蓋全國(guó)重點(diǎn)水庫大壩的摸底調(diào)研即將全面鋪開。

2011年伊始，中央“一號(hào)文件”便明確提出要“興水利、除水害”；而水電作為中國(guó)能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，繼續(xù)健康有序地快速開發(fā)，對(duì)國(guó)家的發(fā)展、對(duì)控制溫室氣體的排放，是有利的，也是必須的。移民安置、環(huán)境保護(hù)和大壩安全，則是水利水電開發(fā)需直面的3大問題。

在中國(guó)國(guó)際工程咨詢公司能源業(yè)務(wù)部杜景燦博士看來，雖然水利水電工程建設(shè)引發(fā)的環(huán)境保護(hù)問題和移民問題經(jīng)常成為人們討論的焦點(diǎn)，但作為水電行業(yè)的一線咨詢?cè)u(píng)估人員，他認(rèn)為對(duì)人類自身影響最大的還是水利水電工程的大壩安全問題。

“特別是近些年，水電開發(fā)速度越來越快，如大渡河、雅礱江等原來只有一兩個(gè)水電站的河流，目前已迅速建設(shè)了近10座水電站，而且在不久的將來，按河流梯級(jí)開發(fā)規(guī)劃，將在每條河流上建成超過20座水電站”，杜景燦告訴記者，“這些水電站的大壩將在各自流域形成大壩群，這些大壩群的安全、上下游大壩相互之間的安全影響及其對(duì)下游多達(dá)數(shù)百萬河谷居民生命財(cái)產(chǎn)安全的影響，正是我們最為關(guān)注而目前又尚未深入研究的大問題”。

《中國(guó)投資》：大壩及大壩群安全多年來并未引起特別關(guān)注，請(qǐng)您先簡(jiǎn)單介紹一下保證大壩安全對(duì)于水電建設(shè)有何意義？

杜景燦：水庫垮壩悲劇，如同陰影，伴隨著人類水庫興建史，一再重演，少有人知曉。歷史記載的近20起大壩災(zāi)難性事故中，單個(gè)水庫大壩失事最多造成約1萬人死亡；而按全球最著名的紀(jì)實(shí)節(jié)目――探索頻道(Discovery Channel)的統(tǒng)計(jì)排名，在人類歷史上“人為技術(shù)錯(cuò)誤造成的災(zāi)害”的名次，居于印度博怕爾化工廠泄毒事件和前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站爆炸事件之上，名列第一的，是在我國(guó)1975年河南板橋水庫和石漫灘水庫等近30座水庫大壩群的垮壩，打撈到的尸體10萬多具，后續(xù)因缺糧、感染、傳染引起的死亡14萬，共24萬多人死亡，與次年的最大自然災(zāi)害唐山大地震死亡人數(shù)相仿。

當(dāng)時(shí)板橋水庫的潰壩破壞能力，大大超出了人們的預(yù)料和想象。板橋水庫大壩高僅25米，庫容5億立方米，板橋水庫最大潰壩流量竟達(dá)到78200立方米/秒。這個(gè)最大潰壩流量超過了宜昌站實(shí)際觀測(cè)到的長(zhǎng)江歷史最大洪水量，而板橋水庫所在的淮河支流汝河，與浩浩蕩蕩的長(zhǎng)江相比，微不足道。板橋水庫潰壩洪水沖到下游約40公里處的遂平縣城時(shí)，還有53400立方米/秒的洪峰流量，該流量與長(zhǎng)江干流宜昌站的10年一遇洪水流量相當(dāng)。潰壩洪水以立浪或涌波形式向下游急速推進(jìn)，時(shí)速30-50公里，下游居民沒有時(shí)間防范和逃避。潰壩洪水的波峰在傳播初期很高，立波經(jīng)過處的河槽水位瞬息劇漲，水流洶涌湍急，破壞力特別強(qiáng)，甚于海嘯。

潰壩洪水從淮河支流涌入淮河干流，沖潰了河堤，將村莊和房屋一掃而光。為了保護(hù)淮河下游水庫大壩和居民，不得不采取爆破開口分洪的手段，分別在淮河中下游多處炸毀堤壩分洪，以增加受災(zāi)面積來減小潰壩洪水的毀壞力量。這次災(zāi)害共殃及河南、安徽、江蘇3省的20多個(gè)縣市，1200萬人，直接經(jīng)濟(jì)損失共約100億。

上述例子足以說明大壩群潰決的嚴(yán)重后果，大壩群安全無疑是目前水電建設(shè)面臨的最重要問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，影響大壩安全的主要原因是泄洪能力不足、大壩質(zhì)量問題和地質(zhì)缺陷等。我國(guó)許多高壩大庫位于地震高烈度地區(qū)，距離活斷層近，有些大壩壩址甚至位于潛在的震源上方，雖然在汶川大地震中大自然照顧我們，沒有因次生水患造成更大的災(zāi)害，但強(qiáng)震對(duì)整個(gè)西部大壩群的安全風(fēng)險(xiǎn)不容忽視。近些年，極端氣候的頻繁出現(xiàn)，也在提醒我們需要密切關(guān)注超標(biāo)準(zhǔn)洪水對(duì)大壩群安全的潛在威脅。

梯級(jí)開發(fā)大壩群成安全隱患

《中國(guó)投資》：那么目前我國(guó)現(xiàn)存大壩及大壩群主要面臨哪些方面的風(fēng)險(xiǎn)？

杜景燦：結(jié)合對(duì)我國(guó)西部數(shù)十個(gè)大中型水電項(xiàng)目的評(píng)估，我們分析，當(dāng)前我國(guó)大壩群主要面臨如下5大安全風(fēng)險(xiǎn)：

首先，流域梯級(jí)開發(fā)造成的大壩群安全風(fēng)險(xiǎn)。

為了充分利用水資源和水力資源，我國(guó)在每條大江大河上都不會(huì)只建設(shè)一座水利水電工程，而是建設(shè)多個(gè)梯級(jí)水利水電工程。如大渡河干流規(guī)劃了25個(gè)梯級(jí)水電站，這些水電站壩址區(qū)基本烈度均在VII度以上。大渡河沿岸多為高山峽谷區(qū)，人口較密集的城鎮(zhèn)和居民點(diǎn)如金川、丹巴、瀘定、石棉、金口河、樂山市等，多分布在河谷兩岸。按已經(jīng)進(jìn)行的幾個(gè)梯級(jí)的潰壩分析，若其中一個(gè)大壩發(fā)生潰決，下游梯級(jí)和城鎮(zhèn)很難做出有效反應(yīng)，可能引發(fā)下游梯級(jí)大壩的連潰。目前在大中型河流上修建的很多水利水電工程，規(guī)模遠(yuǎn)大于板橋，潰壩洪水將沿狹窄且坡降很大的河道以排山倒海之勢(shì)快速涌向下游，所到之處均一掃而空，后果極其嚴(yán)重，不堪設(shè)想。

更為嚴(yán)重的是，如同板橋水庫大壩群連潰，影響范圍從淮河支流擴(kuò)大到淮河干流一樣，長(zhǎng)江上游的某一條支流上大壩群如果發(fā)生連續(xù)潰決，多個(gè)水庫庫水疊加形成的洪水規(guī)模將越來越大，其影響范圍將很可能從最先潰決的大壩開始，到該支流匯入長(zhǎng)江的河口，進(jìn)一步擴(kuò)大到河口以下的長(zhǎng)江干流，甚至影響到處于長(zhǎng)江入海口處的上海市。對(duì)于黃河等其他流域同樣如此。

目前的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范均是將每個(gè)水電站作為獨(dú)立的個(gè)體進(jìn)行規(guī)定，由于位于河流上游大壩的安全直接影響其下游大壩的安全，整個(gè)流域梯級(jí)大壩群系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)和造成的危害，肯定遠(yuǎn)大于其中某個(gè)梯級(jí)大壩。但對(duì)大壩群中各個(gè)大壩相互之間的影響以及如何避免因上游大壩潰決對(duì)下游大壩毀滅性的影響等問題，目前還沒有開始進(jìn)行深入的研究。隨著各大河流流域梯級(jí)水電大壩群的形成，這種研究越發(fā)緊迫。

第二點(diǎn)就是流域梯級(jí)大壩之間安全標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)。

因目前的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范均是將每個(gè)水電站作為獨(dú)立的個(gè)體進(jìn)行規(guī)定的，各梯級(jí)電站之間的安全標(biāo)準(zhǔn)存在不協(xié)調(diào)的問題。如大渡河上的大崗山水電站和瀘定水電站，約5000年一遇的地震參數(shù)分別為0.57g和0.53g，相差不大，而僅因?yàn)閴胃吆蛶烊萦胁町悾�按現(xiàn)行抗震規(guī)范規(guī)定：大崗山大壩因大壩高度和水庫庫容大，按約5000年一遇進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，10000年一遇進(jìn)行抗震校核；瀘定大壩僅因?yàn)榇髩胃叨群退畮鞄烊菹鄬?duì)較小，按約500年一遇抗震設(shè)計(jì)，2500年一遇抗震校核。

第三點(diǎn)在于專業(yè)規(guī)范之間安全標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)。

目前水電行業(yè)內(nèi)部各專業(yè)之間的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范也是相對(duì)獨(dú)立的，各專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之間也存在不協(xié)調(diào)甚至矛盾的地方。如瀘定水電站大壩，洪水按1000年一遇設(shè)計(jì)，10000年一遇校核；而根據(jù)現(xiàn)行抗震規(guī)范，僅按約500年一遇設(shè)計(jì)，約2500年一遇進(jìn)行抗震校核。

第四點(diǎn)，水電開發(fā)進(jìn)度與設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量仍存在隱患。

自原國(guó)家電力公司進(jìn)行改革，將電源建設(shè)分別由5大發(fā)電集團(tuán)公司負(fù)責(zé)后，由于利益驅(qū)動(dòng)，水電建設(shè)速度大大加快；地方政府因稅收及地方官員5年一個(gè)任期的原因，對(duì)項(xiàng)目的促進(jìn)力度也在加大，經(jīng)常以變換開發(fā)商，對(duì)水電站開發(fā)業(yè)主施加壓力。在這種情況下，設(shè)計(jì)單位和施工單位近些年一直在加班加點(diǎn)地趕搶工程設(shè)計(jì)和建設(shè)進(jìn)度。一些工程由沒有經(jīng)驗(yàn)的同志負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)，工作粗糙，質(zhì)量難以保證；由于歷史原因，施工單位競(jìng)爭(zhēng)激烈，利潤(rùn)較薄，人才流失嚴(yán)重，而且具體施工工作大量聘請(qǐng)農(nóng)民工隊(duì)伍完成，工程質(zhì)量較難控制。

最后一點(diǎn)則在于中小型水利水電工程的威脅。

目前，我國(guó)裝機(jī)容量小于250MW的中小型水電站和一些中小型水利工程，由省級(jí)及以下地方政府核準(zhǔn)或批復(fù)建設(shè)。這些中小型水利水電工程往往由設(shè)計(jì)、施工能力較弱的設(shè)計(jì)、施工單位負(fù)責(zé)完成，工程技術(shù)方案的審查、評(píng)估工作亦不太嚴(yán)格。大量的中小型水利水電水庫和大壩位于大江大河的支流上，若該支流發(fā)生水庫大壩群的連續(xù)潰壩，疊加洪水有可能誘發(fā)干流上大型工程的潰決，由此引起連鎖反應(yīng)，造成更大的災(zāi)難。

《中國(guó)投資》：針對(duì)目前流域梯級(jí)水電大壩群安全問題，您認(rèn)為主要應(yīng)該從哪些方面著手進(jìn)行解決？

杜景燦：流域梯級(jí)水庫大壩群安全問題復(fù)雜，需要從系統(tǒng)工程和可靠度的角度進(jìn)行研究，比如從流域系統(tǒng)角度分析個(gè)體水庫工程失事可能造成系統(tǒng)災(zāi)難以確定該水庫工程的重要性，從而明確其在系統(tǒng)中應(yīng)具備的安全責(zé)任；研究非常洪水對(duì)水庫的影響，盡力避免出現(xiàn)水庫連潰并提出避險(xiǎn)和減災(zāi)保證措施(如降低庫水位，采用有利壩型，研究延長(zhǎng)潰決時(shí)間和減小潰決范圍)等，為采取措施轉(zhuǎn)移民眾提供更多的時(shí)間。從整個(gè)流域大壩群的角度，分析研究其中處于薄弱環(huán)節(jié)的大壩，提高其設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)或推遲其建設(shè)時(shí)間，協(xié)調(diào)大壩群中各個(gè)大壩的安全標(biāo)準(zhǔn)、壩高、庫容、壩址、壩型等，使整個(gè)大壩群系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)降至最低。

目前，各條大江大河上均已完成了水電梯級(jí)開發(fā)規(guī)劃，并且已經(jīng)或正在修建多座大壩。已經(jīng)修建的梯級(jí)難以更改，最多只能加固；規(guī)劃的修改也需要投入很大的工作量和時(shí)間。另外，考慮到我國(guó)目前的國(guó)情，過高的安全標(biāo)準(zhǔn)也是不現(xiàn)實(shí)的。這樣，最經(jīng)濟(jì)、最實(shí)際、最快捷的辦法是制定風(fēng)險(xiǎn)預(yù)案，使事故發(fā)生時(shí)，將損失降至最小。流域大壩群安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)案需研究考慮以下方面的內(nèi)容：

各個(gè)流域需設(shè)置專門的安全部門，統(tǒng)一協(xié)調(diào)流域出現(xiàn)大洪水或大地震等風(fēng)險(xiǎn)因素時(shí)各梯級(jí)水庫之間的調(diào)度。

各水電站或水利樞紐應(yīng)按流域安全預(yù)案要求，相應(yīng)制定各自的風(fēng)險(xiǎn)處理預(yù)案，并按期進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)防范演習(xí)。

地處大壩下游，地勢(shì)低、風(fēng)險(xiǎn)較大且人口集中或重要的村莊、城鎮(zhèn)，需有安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制和居民疏散預(yù)案，并進(jìn)行必要的演習(xí)。當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)因素不能有效控制時(shí)，按預(yù)案及時(shí)疏散受威脅的河谷居民。居民集中的村莊和城鎮(zhèn)，應(yīng)規(guī)劃建設(shè)安全疏散通道。相關(guān)費(fèi)用納入水電站建設(shè)費(fèi)用。

另外，針對(duì)目前水利水電工程設(shè)計(jì)周期和施工周期普遍偏緊的實(shí)際情況，應(yīng)適當(dāng)放寬設(shè)計(jì)時(shí)間。應(yīng)加強(qiáng)第三方的咨詢、審查和評(píng)估工作，審查、評(píng)估工作應(yīng)深入解決重大問題，而不是流于形式。涉及大中型工程的重大工程安全問題，需經(jīng)第三方復(fù)核，復(fù)核方應(yīng)承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任。應(yīng)在前期工作中確保工程設(shè)計(jì)達(dá)到預(yù)定要求，避免出現(xiàn)重大設(shè)計(jì)缺陷和安全隱患。需進(jìn)一步完善招投標(biāo)制度，保障施工單位的合理利潤(rùn)，保證施工合理工期，避免目前普遍出現(xiàn)的趕工期現(xiàn)象，確保工程施工質(zhì)量。

規(guī)范并加強(qiáng)對(duì)中小型水利水電工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、審查審批和施工及安全管理也應(yīng)提上日程。應(yīng)從規(guī)劃角度分析支流中小型水利水電水庫大壩群對(duì)干流工程的安全影響，對(duì)干流工程有較大威脅的中小型水利水電水庫大壩或大壩群，應(yīng)修改規(guī)劃或提高標(biāo)準(zhǔn)，并制定相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)案。

最近發(fā)生的日本核泄漏事件和我國(guó)高鐵事件說明，后果極其嚴(yán)重的事件，即使發(fā)生概率極小，也容不得半點(diǎn)的失誤和僥幸。汶川地震中唐家山堰塞湖曾緊急疏散25萬人、預(yù)案最多疏散99萬人的事實(shí)表明，我國(guó)西南山區(qū)每一條較大規(guī)模河流的河谷中均生活著大量的居民，流域大壩群的安全是涉及到千百萬人生命財(cái)產(chǎn)安全的大問題，容不得等待災(zāi)難發(fā)生后才去采取措施，相關(guān)預(yù)案制定和研究工作應(yīng)盡早進(jìn)行。