澳大利亞小型壩的安全問題

[澳大利亞]J.D.皮薩涅洛

澳大利亞小型壩的安全問題

[澳大利亞]J.D.皮薩涅洛

為了提高小型壩的安全系數(shù),加大對小型壩的重視程度,通過各項實例研究,對澳大利亞小型壩存在的各種安全隱患采取了一些必須的政策措施。介紹了措施的落實情況,旨在推動制定的全國統(tǒng)一的政策,從而有效地保障小型壩的安全,減少小型壩的失事機(jī)率。

小型水利工程;安全;實例研究;澳大利亞

1 小型壩現(xiàn)狀

在澳大利亞一項快速調(diào)查中,所有被調(diào)查的農(nóng)民都認(rèn)為他們的小型壩很安全,而事實上他們中的大多數(shù)從未在小型壩維修上投入過資金。由于這種自滿情緒的存在,加之缺少保障小型壩安全的政策,勢必會影響到數(shù)千座農(nóng)用小型壩的安全。

大壩潰壩比小型壩更易受到關(guān)注,也更易吸引公眾的目光。而現(xiàn)實中小型壩(尤其是私人農(nóng)用小型壩)卻更易潰壩,每年小型壩潰壩造成的損失要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于很少出事的大型水壩。

1999年,美國對潰壩進(jìn)行了研究,著眼于1960～1998年間由潰壩造成的死亡人數(shù)。結(jié)果顯示,壩高不足15 m的小型壩潰壩造成的死亡事故占88%,而壩高低于6 m的更小的小型壩,潰壩造成的死亡事故僅占2%。

小型壩潰壩同樣會引發(fā)災(zāi)難性后果。如1982年美國科羅拉多州高8 m的萊克勞恩(Lake Lawn)壩發(fā)生了潰壩,盡管政府提前進(jìn)行了警告和疏散,仍造成3人死亡,經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)3 100萬美元。

澳大利亞許多小型壩屬于私人所有,據(jù)估計農(nóng)用小型壩有73.5萬座。自20世紀(jì)90年代初澳大利亞提出水資源分配政策改革以來,許多農(nóng)場修建了更多小型壩,以期獲得更多的水資源。

澳大利亞的私人小型壩存在安全隱患是不爭的事實,數(shù)以千計已潰壩。該國歷來十分重視大中型壩的安全,而小型壩存在的安全隱患,尤其是流域內(nèi)累積形成的安全隱患,始終沒有得到妥善解決。

該問題在南澳大利亞州阿德萊德(Adelaide)山得到了印證。1992年出現(xiàn)了60 a一遇的極端降雨天氣,導(dǎo)致多座農(nóng)用小型壩潰壩,引發(fā)大面積洪災(zāi)。隨后在對該州坎加魯克里克(Kangaroo Creek)公用大壩的洪水狀況進(jìn)行研究時注意到了該問題。在1995年建模過程中發(fā)現(xiàn),假設(shè)遭遇200 a一遇的極端設(shè)計洪水,流域內(nèi)的小型壩在同一時間全部潰壩,那么坎加魯克里克壩的洪峰流量將增加4倍,并會導(dǎo)致潰壩。對這些小型壩全部潰壩的假設(shè)是合理的,因為在2005年開展的研究發(fā)現(xiàn),東南澳地區(qū)大多數(shù)小型壩經(jīng)不起百年一遇的設(shè)計洪水。

澳大利亞接連發(fā)生災(zāi)難性潰壩的可能性越來越大,而全球氣候變暖也將使該國發(fā)生極端洪水的概率大為增加。

2 農(nóng)民自滿情緒

由于設(shè)計不當(dāng),尤其是泄洪能力設(shè)計不合理,且普遍缺乏檢查和維修,實際操作不當(dāng)?shù)?許多私人農(nóng)用小型壩安全性較差。其主要問題在于建壩的承包商并未接受過小型壩設(shè)計培訓(xùn),缺乏經(jīng)驗,導(dǎo)致大多數(shù)農(nóng)用小型壩不達(dá)標(biāo)。然而,更加令人擔(dān)心的是,人們往往忽視對小型壩的維護(hù)和安全檢查,并產(chǎn)生自滿情緒,認(rèn)為現(xiàn)在不潰壩就代表永遠(yuǎn)不會潰壩。

2005年,南澳大學(xué)進(jìn)行了一項調(diào)查以了解維多利亞州和新南威爾士州178座農(nóng)用小型壩擁有者對其小型壩安全性的看法。令人擔(dān)憂的是,100%的受訪者都認(rèn)為自己的小型壩很安全;維多利亞62%的受訪者承認(rèn)在小型壩維修方面是零資金投入,新南威爾士的狀況略好,為55%。而且維多利亞52%、新南威爾士州67%的受訪者都表示將來也不會在小型壩維護(hù)方面投資。

由于設(shè)計洪水典型概率的理念超出了普通農(nóng)民的理解范圍,結(jié)果導(dǎo)致他們?nèi)狈π⌒蛪芜M(jìn)行日常檢查、維修和升級改造的必要性的認(rèn)識,從而使下游地區(qū)受到威脅。

由于受水資源分配政策和用水制度的限制,使農(nóng)民在竭力利用小型壩獲得更多水資源的過程中忽視了溢洪道的安全。堵塞溢洪道可使農(nóng)民獲得相當(dāng)可觀的非法儲水量,結(jié)果使原本設(shè)計就不符合安全要求的溢洪道更加缺乏安全保障,也將使下游地區(qū)遭受更大的洪水威脅。2008年,南澳大學(xué)的另一項調(diào)查也表明了溢洪道堵塞的情況。在該州隨機(jī)選取48座存在嚴(yán)重安全隱患的農(nóng)用小型壩進(jìn)行調(diào)查,發(fā)現(xiàn)73%的溢洪道被人為堵塞。

為了對該問題作進(jìn)一步研究,澳大利亞研究理事會為南澳大學(xué)提供了資金支持。該項目由J.D.皮薩涅洛博士和R.布里特(R.Burritt)教授負(fù)責(zé),其中也包括J.T.霍利約克(J.T.Holyoak)博士的研究項目。該項目計劃于2012年完成,旨在通過充分了解所有利益相關(guān)者的態(tài)度、自滿情緒、理解力,研究如何管理才能保證農(nóng)田蓄水的可持續(xù)性和安全性。研究還涉及技術(shù)﹑管理﹑經(jīng)濟(jì)﹑環(huán)境和社會問題,包括文化習(xí)慣、價值沖突和利益關(guān)系等。南澳政府專業(yè)項目管理和國際發(fā)展組織——奧斯特雷寧國際(Austraining International)資助了另一個南澳大學(xué)研究項目,該項目是對越南小型壩類似的安全問題進(jìn)行研究,計劃于2011年完成。

如果小型壩建在上游,則有可能引發(fā)下游梯級大壩發(fā)生潰壩。2000年,澳大利亞大壩委員會(ANCOLD)發(fā)布指南稱,應(yīng)將多座小型壩潰壩的綜合效應(yīng)作為劃定上游小型壩危險程度的依據(jù)。嚴(yán)格來講,根據(jù)這一原則,大型公用水庫上游流域的所有小型壩都可定為高危壩。因此,每座小型壩都必須達(dá)到同樣的高設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

綜上所述,應(yīng)當(dāng)指出,無論其規(guī)模大小、是否存在潛在危險,只要是建在公用大壩流域內(nèi)的私人小型壩都必須進(jìn)行登記,且私人小型壩的設(shè)計必須滿足ANCOLD規(guī)定的低危壩(百年一遇到千年一遇的設(shè)計洪水)的最低設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3 政策空白

澳大利亞政府大部分大壩管理機(jī)構(gòu)都按照風(fēng)險等級評估公用大壩,且都做出了很大的努力。然而,針對私人小型壩的安全性問題,在許多地方的政策中卻還是空白。盡管新南威爾士州、維多利亞州和昆士蘭州都制定了各自的政策,但這些政策通常只是針對危壩引發(fā)的問題如何進(jìn)行處理,這些危壩一般是指流域內(nèi)的大壩和重要的壩,而對流域內(nèi)大量受損小型壩的監(jiān)督管理重視不夠。

南澳大利亞州的高山嶺(Mount Lofty Ranges)擁有約2萬座農(nóng)用小型壩,一旦潰壩,至少會使100座壩產(chǎn)生嚴(yán)重后果。然而,該州明顯缺少保障小型壩安全的政策,也沒有法律法規(guī)確保私人小型壩的合理設(shè)計、建造、監(jiān)管和維修。盡管研究結(jié)果和各種跡象表明,政策制定者考慮得還不夠周全,但該州政府仍有可能在各種涉水法律中涵蓋小型壩的安全保證政策。

通過確認(rèn)和處理受損農(nóng)用小型壩,維多利亞州開始重視并著手制定保障小型壩安全方面的政策。2003年,政府聯(lián)合農(nóng)戶與下游地區(qū)合作推動了法律改革進(jìn)程。修訂后的水法規(guī)定,必須按照有關(guān)規(guī)范對小型壩進(jìn)行設(shè)計和建造,并對存在安全隱患的小型壩進(jìn)行維修,以確保小型壩的運行安全。

調(diào)查研究有助于推動維多利亞州政府法律改革進(jìn)程,并使相關(guān)政策得到進(jìn)一步完善。2005年,州政府委托南澳大學(xué)對該州進(jìn)行了一項成本低、效益高的防洪安全項目研究。在現(xiàn)行政策下,政府對存在安全隱患的私人小型壩的泄洪能力進(jìn)行了測試。測試結(jié)果表明,幾乎所有小型壩均不具備足夠的泄洪能力,這進(jìn)一步證明了制定小型壩安全管理法律的重要性。

相比之下,新南威爾士州早在1978年就頒布了小型壩安全法,制定了嚴(yán)格的小型壩安全政策,它是澳大利亞唯一一個制定了小型壩安全法的州。小型壩安全委員會制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)并對指定的壩(通常為高于15 m或者危害等級高的小型壩)實施監(jiān)測,當(dāng)然也會關(guān)注因存在隱患而停用的小型壩的狀態(tài)。為了檢驗該法的有效性,南澳大學(xué)于2005年進(jìn)行了一項研究,結(jié)果令人無法接受,因為發(fā)現(xiàn)競有80%未被監(jiān)管的小型壩均有漫頂潰壩的危險。毫無疑問,所有被監(jiān)管小型壩的泄洪均符合必要的安全標(biāo)準(zhǔn)。

以上結(jié)果進(jìn)一步表明,除非規(guī)定必須進(jìn)行監(jiān)管,否則小型壩擁有者在小型壩的安全維護(hù)和升級方面不會采取任何措施。監(jiān)測抽樣結(jié)果表明,嚴(yán)格執(zhí)行安全法的小型壩,其運行的安全性能夠得到保障。新南威爾士州需擴(kuò)大其監(jiān)管政策的實施范圍,將更多的小型壩納入監(jiān)管之列。

4 塔斯馬尼亞州政策范例

由于塔斯馬尼亞州的蓄水量占澳大利亞總蓄水量的30%以上,州政府認(rèn)為有必要加強(qiáng)管制,以確保小型壩安全。水資源管理(小型壩安全)條例于2003年開始生效。該條例旨在確保塔斯馬尼亞州小型壩的建設(shè)﹑維修和監(jiān)管能達(dá)到最佳效果。對庫容為1 000 m3的小型壩也要予以監(jiān)管。根據(jù)國際慣例,2005年,該州有5 674座小型壩進(jìn)行了登記,2008年增至8 000座。其中有許多小型壩最近才得到確認(rèn)和登記,表明該條例的實施已取得了相當(dāng)?shù)某尚?。?jīng)確認(rèn),已登記的500多座小型壩存在重大安全隱患,其中約2/3的小型壩屬于私人所有。

塔斯馬尼亞州的這項政策通過智能公平的用戶支付系統(tǒng)來實施,通過該系統(tǒng),政府可對大范圍的小型壩進(jìn)行監(jiān)管和相應(yīng)補(bǔ)貼,包括風(fēng)險不一的大、小型壩,并能考慮到大眾的意見、可持續(xù)的水資源分配、梯級/累積的威脅和環(huán)境影響。為了減輕負(fù)擔(dān),低危小型壩擁有者無需出具復(fù)雜的工程報告,僅需提供一份指導(dǎo)材料。此外,南澳大學(xué)正在設(shè)計一種成本低、效益高的溢洪道設(shè)計/審查機(jī)制。

然而,為了確保該項政策順利實施,需要投入更多的資金和人力。監(jiān)管機(jī)構(gòu)的反饋意見表明,政府正在投入大量時間、人力和物力以確保塔斯馬尼亞州現(xiàn)存的所有小型壩都登記在冊,并保證其按政策規(guī)定運行。從嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的角度看,需采用優(yōu)先系統(tǒng),才有可能改變近年來許多小型壩得不到控制的局面。

5 制定全國統(tǒng)一政策

對澳大利亞而言,為了確保大壩安全,制定一項全國性的統(tǒng)一政策尤為重要。盡管近年來在許多方面進(jìn)行了大量研究,受到過質(zhì)疑,也得到了很多支持,但目前統(tǒng)一政策還未出臺。

與澳大利亞類似,美國在聯(lián)邦制度治理下實施統(tǒng)一小型壩安全政策的方法行之有效。其做法表明聯(lián)邦政府在取得國家合作方面可起到積極的作用,為澳大利亞樹立了良好的榜樣,措施如下。

(1)鼓勵各州頒布更切實可行的政策。

(2)制定全國統(tǒng)一的小型壩安全保證政策。

(3)確保各項政策順利實施。

其最終目的是使全國各州都能制定出行之有效的政策,且這些政策均符合普遍可接受的國際標(biāo)準(zhǔn)。

易可晴 唐湘茜 譯自英刊《水力發(fā)電與壩工建設(shè)》

2011年第3期

孔祥林 校

TV742

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1006-0081(2011)10-0039-03

2011-07-13