關(guān)于我國(guó)尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)的探討

沈樓燕，王漢強(qiáng)

(1. 武漢大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院， 湖北 武漢 430072；

《世界有色金屬》期刊2008年第2期發(fā)表了《美國(guó)礦山企業(yè)的尾礦管理》一文[1]。該文作者在對(duì)比中、美兩國(guó)尾礦庫(kù)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后提出：“(美國(guó))尾礦庫(kù)的洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高。最低標(biāo)準(zhǔn)為百年一遇洪水，大中型庫(kù)均需按最大可能洪水(PMF)或二分之一最大可能洪水進(jìn)行設(shè)計(jì)”。該文還建議“結(jié)合我國(guó)國(guó)情，修訂尾礦庫(kù)安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)……適當(dāng)提高洪水標(biāo)準(zhǔn)”。 2009年，國(guó)家有關(guān)部委在發(fā)布的《尾礦庫(kù)隱患綜合治理方案》中，論述我國(guó)尾礦庫(kù)事故頻發(fā)和安全生產(chǎn)形勢(shì)嚴(yán)峻的主要原因時(shí)，認(rèn)同并引用了該文獻(xiàn)的觀點(diǎn)。文中第一條就是：“安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低。尾礦庫(kù)防洪…等安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比相對(duì)偏低”。

尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)對(duì)尾礦庫(kù)工程的安全性與經(jīng)濟(jì)性影響極大，在同樣計(jì)算方法下，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)越高，相應(yīng)設(shè)計(jì)洪水越大，工程投入與社會(huì)投入(包括征地、拆遷等)也就越大。我國(guó)是世界上擁有尾礦庫(kù)數(shù)量最多的國(guó)家之一，如果對(duì)尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整提高，將對(duì)我國(guó)尾礦庫(kù)工程的投入產(chǎn)生巨大的影響。

適逢筆者正在參編我國(guó)新的尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范，認(rèn)為很有必要對(duì)這個(gè)觀點(diǎn)進(jìn)行商榷。下文就中國(guó)與美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，來(lái)判別中國(guó)的尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)是否偏低的論斷。

1 美國(guó)尾礦庫(kù)的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)

1.1 美國(guó)礦山安全衛(wèi)生局(MSHA)的標(biāo)準(zhǔn)[3]

MSHA于1976年3月制定的《礦山廢渣堆及尾礦壩設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》指出：“尾礦庫(kù)的設(shè)計(jì)應(yīng)該采用降雨歷時(shí)為6h的可能最大暴雨(PMP) 來(lái)計(jì)算……；當(dāng)調(diào)蓄庫(kù)容能容納部分或全部設(shè)計(jì)暴雨(洪水)時(shí)，允許降低設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”。

1.2 美國(guó)內(nèi)政部礦山局的標(biāo)準(zhǔn)

美國(guó)內(nèi)政部礦山局1977年頒布的《金屬與非金屬礦尾礦處理設(shè)計(jì)指南》[4]附錄B指出:“百年一遇洪水……是尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)要采用的參數(shù)，除非因?yàn)槲驳V庫(kù)的位置、規(guī)模和潛在的危險(xiǎn)要求采用更大的設(shè)計(jì)洪水”。

2 中國(guó)尾礦庫(kù)的防洪標(biāo)準(zhǔn)

2.1 有色金屬行業(yè)的防洪標(biāo)準(zhǔn)

有色金屬行業(yè)尾礦庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)，廣泛采用《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》(ZBJ1-90)[5]的規(guī)定，其防洪標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 尾礦庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)

該規(guī)范還規(guī)定：“設(shè)計(jì)洪水的降雨歷時(shí)，應(yīng)采用24h計(jì)算”，“當(dāng)一日洪水總量小于調(diào)洪庫(kù)容時(shí)，洪水排出時(shí)間不宜超過(guò)72h”。

2.2 國(guó)家安監(jiān)總局制定的防洪標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)家安監(jiān)總局制定的《尾礦庫(kù)安全技術(shù)規(guī)程》(AQ 2006-2005)[6]的防洪標(biāo)準(zhǔn)，與前文《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》相一致。

2.3 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的防洪標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50201-94)[7]與《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》基本是一致的，只是將“初期”改為“設(shè)計(jì)”，將“中、后期”改為“校核”；其第4.0.6條規(guī)定“當(dāng)尾礦壩或尾礦庫(kù)一旦失事，對(duì)下游的城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)仍O(shè)施會(huì)造成嚴(yán)重危害，或有害物質(zhì)會(huì)大量擴(kuò)散的，應(yīng)按表4.0.5的規(guī)定的防洪標(biāo)準(zhǔn)提高一等或二等”。而其“總則”的1.0.6.1款更是指出：“遭受洪災(zāi)或失事后損失巨大、影響十分嚴(yán)重的防護(hù)對(duì)象，可采用高于本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的防洪標(biāo)準(zhǔn)”。

我國(guó)尾礦庫(kù)的防洪標(biāo)準(zhǔn)是上述國(guó)標(biāo)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的有機(jī)結(jié)合，而且是以強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》為最終決定的依據(jù)。

3 中、美、日等多個(gè)國(guó)家的尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)的比較

3.1 從采用的可能最大洪水?dāng)?shù)值進(jìn)行比較

我國(guó)工程水文學(xué)專家王國(guó)安對(duì)其收集到的美國(guó)50余座水庫(kù)工程的可能最大洪水(PMF) 所點(diǎn)繪的“洪峰流量-流域面積關(guān)系曲線”分析后發(fā)現(xiàn)，美國(guó)采用的可能最大洪水的數(shù)值并不大，僅相當(dāng)于我國(guó)中、東部地區(qū)500年一遇洪峰流量的數(shù)值[2]，這是出乎我們意料之外的！

3.2 從尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)暴雨歷時(shí)進(jìn)行比較

如前文所述,美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)暴雨歷時(shí)是6h[3]，而中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)暴雨歷時(shí)是24h[5]。很顯然暴雨歷時(shí)越長(zhǎng)，其暴雨量越大，洪峰流量也就越大。表2中所列的是美國(guó)Dames & Moore 公司為德興銅礦大礦尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)，采用中、美兩國(guó)不同洪水標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算得出的設(shè)計(jì)暴雨數(shù)值。

表2 德興銅礦大礦尾礦庫(kù)采用中、美兩國(guó)不同洪水標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的洪水參數(shù)

從表2可知：從尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)暴雨歷時(shí)的角度來(lái)比較，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)比美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)更高。

3.3 從尾礦庫(kù)一次洪水總量的排空時(shí)間進(jìn)行比較

美國(guó)尾礦庫(kù)一次洪水總量(90%)的排空時(shí)間為10d[3]，中國(guó)尾礦庫(kù)一次洪水總量的排空時(shí)間為3d[5]。仍以德興銅礦大礦尾礦庫(kù)為例，按美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，下泄流量為(10.13×106m3×90%)÷(10×86400s)=10.55m3/s；按中國(guó)3d排空的要求，下泄流量為16.90×106m3÷(3×86400)=65.20m3/s。后者遠(yuǎn)大于前者，說(shuō)明中國(guó)排洪標(biāo)準(zhǔn)更高。

3.4 從防洪標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值進(jìn)行比較

1989年6月《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》(報(bào)批稿) 附有一份《關(guān)于尾礦庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題的專題報(bào)告》[8]。專題報(bào)告經(jīng)對(duì)比后認(rèn)為中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)比美、蘇、日的都高，詳見(jiàn)表 3所示。

表3 中、蘇、美、日四個(gè)國(guó)家的尾礦庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)比較表

3.5 綜合分析

從上述的對(duì)比分析，我們很難得出美國(guó)尾礦庫(kù)的防洪標(biāo)準(zhǔn)高于我國(guó)尾礦庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)論，更難以得出“尾礦庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)低是造成我國(guó)尾礦庫(kù)事故頻發(fā)和安全生產(chǎn)形勢(shì)嚴(yán)峻”的主要原因之一的結(jié)論。而且自1963年海河大暴雨和1975年淮河大暴雨后，我國(guó)設(shè)計(jì)洪水?dāng)?shù)據(jù)大幅度增加，據(jù)此可以推斷我國(guó)現(xiàn)行尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)洪水值也是偏大的。同時(shí)，造成我國(guó)尾礦庫(kù)失事的原因很多，但迄今尚無(wú)因?yàn)樵O(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)“偏小”而失事的實(shí)例。

需要說(shuō)明的是：美國(guó)明確提出了必要時(shí)應(yīng)采用可能最大洪水(PMF)來(lái)設(shè)計(jì)的規(guī)定，而中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)則把PMF包含在“采用高于本標(biāo)準(zhǔn)的防洪標(biāo)準(zhǔn)”(詳見(jiàn)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》)這句話中。實(shí)際上，我國(guó)也不乏采用PMF來(lái)作尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)或校核洪水的工程實(shí)例，例如德興銅礦2號(hào)尾礦庫(kù)、武山銅礦老尾礦庫(kù)等。

4 結(jié) 語(yǔ)

(1)中國(guó)尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)并不低，相反，對(duì)于一般重要性的尾礦庫(kù)而言，其設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)甚至高于美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家。因此，尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)高低與否，并非是造成我國(guó)尾礦庫(kù)事故頻發(fā)和安全生產(chǎn)形勢(shì)嚴(yán)峻的主要原因。

(2)尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)的確定，不僅僅是一個(gè)安全技術(shù)同題，而且是同時(shí)包含政治、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)因素在內(nèi)的綜合性政策問(wèn)題。筆者建議修訂規(guī)程規(guī)范，對(duì)于一般重要性的尾礦庫(kù)，其設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)可以適當(dāng)降低。合理調(diào)整設(shè)計(jì)洪水水標(biāo)準(zhǔn)，是建設(shè)經(jīng)濟(jì)節(jié)約型、環(huán)境友好型兩型社會(huì)的需要。

(3)由于自然界與人類社會(huì)的復(fù)雜性，以及人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)能力的局限性，無(wú)論將設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)定得多高，工程失事的風(fēng)險(xiǎn)總是潛在的。為此，我們要加強(qiáng)管理并通過(guò)立法，加強(qiáng)尾礦庫(kù)預(yù)警和應(yīng)急設(shè)施的投入，以防范尾礦庫(kù)失事，或者即使失事也盡量將損失降至最低。

[1] 汪貽水. 美國(guó)礦山企業(yè)的尾礦管理[J]. 世界有色金屬，2008(2)：55-58.

[2] 王國(guó)安. 中國(guó)設(shè)計(jì)洪水及標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題[J]. 水利學(xué)報(bào)，1991，(4)：68-77.

[3] 美國(guó)礦山安全衛(wèi)生局(MSHA). 礦山廢渣堆及尾礦壩設(shè)計(jì)準(zhǔn)則[S]. 冶金工業(yè)部南昌有色冶金設(shè)計(jì)院總圖衛(wèi)技科(譯)，1979,9.

[4] Design guide for metal and nonmetal tailings diposal ，by Roy L. Soderberg and Richard A. Busch, [Washington]:United States Department of the Interior, Bureau of Mines, 1977.

[5] 中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司.ZBJ1-90，選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范[S] .北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，1991：14-15.

[6] 國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.AQ 2006-2005 尾礦庫(kù)安全技術(shù)規(guī)程[S]. 北京：煤炭工業(yè)出版社，2006.3.1.

[7] 中華人民共和國(guó)水利部.GB 50201-94，防洪標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，1994:3-7.

[8] 尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范編寫組.關(guān)于尾礦庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題的專題報(bào)告(《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》報(bào)批稿附件)[R].1989.