摘要:经过几十年的发展,我国水利事业取得巨大成就,水库大坝安全保障体系不断加强,安全状况明显改善,但新时期对大坝安全的要求越来越高,面临的挑战更为艰巨。因此,一方面需要深入研究大坝安全性态演化规律,加大安全创新技术应用,并通过工程手段加强病险水库加固、灾害防治和预警等工程建设,提高大坝自身的安全性;另一方面要健全完善法规、技术标准体系,提升大坝风险管理水平,树立全生命周期安全理念,建立大坝安全经验反馈机制,重视环境、生态安全,确保水库大坝安全运行。
关键词:水库大坝;安全管理 引言
水库是水资源时空分布、优化水资源配置的重要工程措施,是江河防洪体系不可替代的重要组成部分,为国家经济社会建设发挥了巨大作用。我国大坝具有总数多、分布广、空间差异大、土石坝占比大、坝型种类多、高坝特高坝数量多的特点,因此大坝安全管理任务繁重。
1.大坝安全现状
第一,高坝大库运行安全状况总体良好。目前,我国已建大型水库有700余座,200m以上高坝20座,由于运行管理经费相对充足、管理程序较规范、专业技术力量配备较高,我国高坝大库总体运行状况良好,除1975年板桥和石漫滩大型水库发生溃决,近40年来我国再未出现高坝大库溃决事件;第二,病险水库除险加固成效显著。我国水库大多兴建于20世纪50~70年代,占已建水库的81.8%。然而受经济、技术等历史因素的影响,大部分坝先天存在防洪标准低、工程质量差和安全隐患多等问题。加之管理不顺,专业队伍素质不高,经费不足,水库病险率曾一度高达44%。1998年以来,我国加大投入,对病险水库进行了多轮除险加固,水库病险率下降明显。 2.对我国大坝安全管理的几点思考
2.1树立全生命周期安全理念,构建大坝安全文化
水库大坝全生命周期包括规划决策、勘察设计、施工建设、运行、退役多个阶段,在此过程中面临着对自然认知不足、工程质量隐患、自然环境影响及人为因素等风险。大坝安全文化是关于大坝的安全理念、安全意识以及在其指导下的各项行为的总称,主要包括安全观念、行为安全、系统安全、技术安全等。大坝安全文化应贯穿于大坝全生命周期,对参与大坝安全管理的决策层、管理层和个人应有相应的要求:①对决策层的要求。须加强对大坝安全督查力度,拥有足够的人力、资金和权力等履行其义务,创造有利于大坝安全的工作环境,让大坝安全理念深入人心。②对管理层的要求。水库大坝管理部门须进行职责界定,对大坝安全文化进行评估、比较,对人员定期进行大坝安全文化培训,制定相应的奖励与惩罚制度,并与国外大坝安全管理进行对标,识别薄弱环节并提出改进建议。③对个人的要求。对于每一个参与大坝安全管理的个体而言,安全文化是责任心,一切活动都要围绕维护大坝安全。因此,设计者、建设者、运行者等须严谨认真,要有敢于质疑的工作态度,注重沟通交流。
2.2建立大坝安全经验反馈机制,减少安全事故发生
我国目前大坝安全管理主要依据其工程规模,采用水利主管部门分级管理模式,这样的分区域、分级管理存在着信息条目较少,相互之间难以共享的缺陷。此外,在水库大坝运行管理过程中出现问题时,很多时候运行管理人员隐瞒不报,容易造成严重后果。经验反馈是指对水库大坝的安全事件、质量问题和良好实践等信息进行收集、筛选、评价、分析、处理和分发,总结推广良好实践经验,防止类似事件和问题重复发生。在水库大坝运行管理过程中,鼓励运行管理人员发现异常情况及时报告上级主管部门,并根据监测指标初步分析异常事件原因,主动上报异常情况且说明原因的可免处罚。管理部门根据异常事件报告进行分析和评价,并根据现有资料分析原因,评价水库大坝安全状态,对异常时间进行分级,确定下一步采取的行动。在异常事件处理后,对外发布异常事件的分析报告,发现安全管理的缺陷,改进技术手段和管理措施,修改或完善法律法规。 2.3提高大坝风险管理水平,由事后管理变为主动预防
大坝风险管理是一种以风险控制为核心,以事前、主动预防为特征的全过程动态管理,主要包括风险识别、风险评估和风险处置等几部分,是更加科学合理的现代大坝安全管理模式。目前,应急预案、大坝安全年度报告、降等报废等风险管理技术和工具已经得到初步应用,然而受各种不确定性影响,大坝风险评估和风险管理技术以基于专家经验的定性和半定量方法为主,通过定量计算溃坝后果难度较大,大坝风险标准未形成共识,因此需进一步开展溃坝风险预警与应急响应信息系统以及水库报废决策方法和生态修复技术的研究。 2.4健全大坝安全管理法规、标准,以适应时代的需求
《水库大坝安全管理条例》是我国大坝安全管理重要的法律文件,然而该条例缺乏对库区管理、管理单位职责等制度的规定,水库管理及法律环境发生变化使条例不能适应当前大坝管理的业务需求。此外,坝高小于15m的小(二)型以下水库没有相应的安全评价标准可循,大坝安全评价缺乏第三方监督检查及评价机制。因此,大坝安全管理法律法规须在现有的基础上进一步完善。
2.5建立流域(区域)安全管理模式,优化资源配置
我国绝大多数水库大坝管理单位存在财政困难、入不敷出的问题,面对辖区内中小水库工程老化、病险隐患较多的现状,其日常维护、维修等存在困难。对于中小型水库,专业技术人员、专职管理人员甚至基础管理设施的缺乏困扰很多大坝主管单位。作为水库业主,既要保证资产增值又要确保水库大坝安全,单个水库管理模式下,中小型水库很难为业主提供资产保值增值的条件,可以适当借鉴诸如国电大渡河公司、雅砻江公司、清江公司等流域开发公司对流域内水电站进行集群化管理的做法,按流域、区域划分水库群,由专业管理公司实行水库群运营管理,既可带来一定经济效益,又能促进大坝安全管理正常开展。 2.6加大大坝安全创新技术应用,全面提升感知、处置能力
我国病险水库数量大、坝型多、病险隐患复杂,在工程规划、设计、建设阶段,要充分利用包括三维地质勘测可视化、高坝体型设计优化、三维协同设计、深厚覆盖层渗流控制、筑坝新材料、防震抗震等先进筑坝技术成果,确保筑坝过程安全可靠。在大坝运行阶段,着重关注大坝安全诊断、除险加固与维护相关技术的应用,主要包括大坝水下检测、渗漏探测、混凝土结构无损探伤、大坝防护材料等新技术、新成果,使“隐患查得到、病害治得了”。此外,有必要结合当前主流的BIM、物联网、云计算、大数据、边缘计算、区块链等信息技术,融合水利专业知识、算法等,开展“智慧大坝”研究与应用,建立大坝全生命期资产管理,依托流域(区域)大坝安全主管单位建立流域(区域)大坝安全态势感知中心,实现流域(区域)中心的信息数据互联互通[2]。 结论
简而言之,水库大坝是我国重要的基础设施,在社会经济发展中发挥着不可替代的作用。大坝安全关系到社会公共安全,加强水库大坝安全管理,保障大坝安全运行意义重大。新时期我国治水思路与国内外环境发生变化,科技进步革新时刻推动管理向更高效、更先进的方向提升。对此,文章结合我国水库大坝安全管理工作提出了几点建议,希望能够给相关人士提供些许参考依据。 参考文献
[1]谭界雄,陈尚法,翁永红,等.水库大坝安全管理与应急响应信息系统研究[j].人民长江,2018,45(14):102-106.
[2]谭界雄,田金章,王秘学.水下机器人技术现状及在水利行业的应用前景[j].中国水利,2020(12):33-36.
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