美國大壩等級評估

1 概述

位于美國亞利桑那州科羅拉多河上的格蘭峽谷(Glen Canyon)大壩1966年竣工。美國墾務(wù)局預(yù)計將在未來15 a耗資20億美元，用于實(shí)施一些降低大壩風(fēng)險的措施。

在大壩等級評估中，美國土木工程師協(xié)會(ASCE)再次將美國的大壩評定為糟糕的D級。盡管在美國基礎(chǔ)設(shè)施評價報告中的評級仍保持不變，但實(shí)際上，該級別表示勉強(qiáng)過了合格分?jǐn)?shù)。

美國土木工程師協(xié)會指出，美國的基礎(chǔ)設(shè)施被稱作是連接商業(yè)、社區(qū)和人民，最終推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展和改善人民生活的基石。然而鑒于其基礎(chǔ)設(shè)施體系的陳舊，已無法滿足當(dāng)前和不斷增加的發(fā)展需要，加之對基礎(chǔ)設(shè)施方面的投資額也在逐漸減少。

美國土木工程師協(xié)會是在公布《2013年美國基礎(chǔ)設(shè)施評估報告》后發(fā)表的上述言論。該協(xié)會每4a對美國的一些主要基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行一次綜合評價，等級從最好的A級到最差的F級，以學(xué)校成績報告單的形式發(fā)布。各個類別單獨(dú)評級，包括大壩、飲用水、能源、內(nèi)河航道以及堤防工程等。根據(jù)功能、狀況、資金、未來需求、運(yùn)營和維護(hù)、公共安全、適應(yīng)性和創(chuàng)新性8個標(biāo)準(zhǔn)，美國土木工程師協(xié)會咨詢理事會成員會做出相應(yīng)級別的評定并給出改善建議。

美國土木工程師協(xié)會主席G.E.迪洛雷托表示，美國土木工程師協(xié)會相信土木工程師是基礎(chǔ)設(shè)施的管理者，會對其設(shè)計、建造予以關(guān)注并監(jiān)督基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)營和維護(hù)。因此作為管理者，有責(zé)任在報告中呼吁公眾關(guān)注美國基礎(chǔ)設(shè)施的狀況，美國人需要更加積極地監(jiān)督和維護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施，保證這些基礎(chǔ)設(shè)施不僅能為當(dāng)下的生活帶來好處，也能造福子孫后代。

2 評級報告

美國土木工程師協(xié)會指出，自1998年第1次發(fā)布基礎(chǔ)設(shè)施評級報告以來，基礎(chǔ)設(shè)施的等級即瀕臨不合格的邊緣，平均僅為D級，主要是由于大多數(shù)類別基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)拖沓和投資不足。在2013年的報告中，大部分的評級都在C級(普通)以下，美國基礎(chǔ)設(shè)施總體評級是D+級別(差)。與2009年評估報告中評定的D級相比，進(jìn)步微不足道。這也是自第一次發(fā)布報告以來，整體和幾大類別的等級稍微有所上升。然而，對大壩類別的等級仍評定為D級，保持不變。

根據(jù)美國土木工程師協(xié)會的定義，D級是指基礎(chǔ)設(shè)施狀況極為糟糕，只是勉強(qiáng)達(dá)到無損傷的狀態(tài)，大部分在標(biāo)準(zhǔn)以下，且評估的眾多方面已接近其使用壽命的結(jié)束期。大部分系統(tǒng)均表現(xiàn)出嚴(yán)重的損壞，其現(xiàn)狀和功能面臨著極大的事故風(fēng)險。

美國國家大壩安全官員聯(lián)合會(ASDSO)稱，D級是對美國大壩設(shè)施狀況的公正評價，這有助于喚醒美國各州及聯(lián)邦官員、大壩業(yè)主以及大壩附近居民的注意;大壩是基礎(chǔ)設(shè)施的有機(jī)組成部分，應(yīng)確保未來大壩的安全。

3 更嚴(yán)格的大壩設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)

美國土木工程師協(xié)會指出，美國現(xiàn)有85000座大壩，隨著大壩下游人口數(shù)量的增加和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，作為保護(hù)未開發(fā)農(nóng)田的低風(fēng)險建筑物，這些大壩目前已成為問題的根源。根據(jù)美國人口調(diào)查局的預(yù)測，到2050年，美國人口將增加1.3億，這將導(dǎo)致日益老化大壩下游無人居住的地區(qū)被逐漸開發(fā)。美國土木工程師協(xié)會表示，這將增加處于危險中的人口數(shù)量，許多低風(fēng)險或重大風(fēng)險的大壩將被重新評定，并將其歸為高風(fēng)險大壩類別。

事實(shí)上，高風(fēng)險建筑物的數(shù)量正在持續(xù)攀升。10 a前有10118座這類建筑物，但在2012年即已增加至14000座，另外還有12662座大壩目前被標(biāo)記為具有重大風(fēng)險。這就意味著大壩事故即使不一定會奪去人們的生命，也可能會招致重大經(jīng)濟(jì)損失。

美國大壩的平均使用年限是52 a，隨著時間的流逝，造成嚴(yán)重后果的風(fēng)險在不斷增大。到2020年，70%大壩的使用年限都會超過50 a。

美國大壩安全官員聯(lián)合會表示，雖然使用年限長并不一定表示大壩的狀況糟糕，但這也是一個間接指標(biāo)。此外，僅就一些老壩不是按照目前的標(biāo)準(zhǔn)修建這一點(diǎn)而言，就可認(rèn)為這些老舊大壩的現(xiàn)狀很糟糕;其他一些大壩也未得到充分維護(hù)。

美國土木工程師協(xié)會指出，雖然50 a前的大壩是按照當(dāng)時最佳的工程和施工標(biāo)準(zhǔn)建造，然而隨著科學(xué)和工程技術(shù)的進(jìn)步，大壩下游地區(qū)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，預(yù)計許多大壩已經(jīng)不能夠滿足當(dāng)前的安全要求，即對低風(fēng)險大壩的嚴(yán)格設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

4 堤防工程安全

堤防工程是人工設(shè)計和沿著水域邊緣修建的建筑物，用于在洪水期截流、控制和分流。堤防工程最初建造于19世紀(jì)中后期，用于保護(hù)農(nóng)田，但是隨著人類活動的不斷發(fā)展，開始侵占河海漫灘。如今建造的堤防工程主要用于保護(hù)城市和農(nóng)村地區(qū)。

據(jù)估計，目前美國有長達(dá)161000km的堤防工程，平均使用年限為55 a。雖然堤防工程為43%的人口提供了保護(hù)，但是報告稱，有91%的堤防工程目前處于無法讓人滿意的狀況。堤防工程在很多情況下的可靠性還不得而知，美國已制定了“全國堤防工程安全計劃”。

美國土木工程師協(xié)會稱，老化的建筑物會對公眾安全造成風(fēng)險，改造或修復(fù)的費(fèi)用預(yù)計為1000億美元。然而投資的收益回報非常明顯，2011年，堤防工程發(fā)揮了防洪減災(zāi)的重大作用，節(jié)省資金達(dá)1410億美元。

在2013年的美國土木工程師協(xié)會的評估報告中，堤防工程的評級幾乎為不合格，評定的等級為D－。因此建議采取下列措施以改善堤防現(xiàn)狀。

(1)制定“全國堤防工程安全計劃”，授權(quán)相關(guān)機(jī)構(gòu)監(jiān)督非聯(lián)邦堤防工程項(xiàng)目，要求實(shí)施安全檢查，繪制洪水多發(fā)地帶的地圖。

(2)采用堤防工程危險潛在可能分級體系。

(3)繪制堤防工程地圖，實(shí)施分析計劃。

(4)各級政府增加資金投入，激活私人資金，提出結(jié)構(gòu)性和非結(jié)構(gòu)性的解決方案，降低對人民生命及財產(chǎn)安全帶來的風(fēng)險。

(5)要求在適當(dāng)情況下提供保險，對堤防工程保護(hù)地區(qū)設(shè)立緊急情況行動計劃。

(6)確保運(yùn)營和維護(hù)計劃覆蓋所有復(fù)雜的堤防工程系統(tǒng)。

(7)使用包括城市化及氣候變化影響在內(nèi)的最新水文數(shù)據(jù)和水力學(xué)來分析評估堤防工程，尤其是沿海地區(qū)的工程。

報告得出的結(jié)論認(rèn)為，在過去的4 a中，新奧爾良市的堤防系統(tǒng)獲得了大量來自聯(lián)邦政府的資金，而加利福尼亞州也對堤防工程投入相當(dāng)多的資金。雖然這些屬于重要的大型系統(tǒng)，但僅為全美國整體防洪系統(tǒng)的一部分，固此必須增加國家資金投入。

然而美國土木工程師協(xié)會認(rèn)為，這根本不足以實(shí)施和維持強(qiáng)大的全國堤防工程計劃。各州、社區(qū)以及堤防業(yè)主應(yīng)募集資金以進(jìn)行必要的運(yùn)營和維護(hù)。當(dāng)然將所有的堤防工程系統(tǒng)都升級為理想的低風(fēng)險水平，這在經(jīng)濟(jì)上并不合理，因此必須考慮替代方案，包括保險、堤防工程下游的土地使用要求以及有效的預(yù)警和疏散機(jī)制。

2005年8月，卡特里娜颶風(fēng)襲擊了新奧爾良市，颶風(fēng)過后，堤防工程開裂造成了嚴(yán)重后果。此后美國聯(lián)邦政府對該地堤防工程投入了大量的資金，然而美國土木工程師協(xié)會認(rèn)為，全美范圍內(nèi)需要投入更多的資金。大壩的安全運(yùn)行和適當(dāng)維護(hù)對維持根本利益至關(guān)重要，同時也能防止大壩發(fā)生事故。美國數(shù)千座大壩需要修復(fù)才能滿足當(dāng)前的設(shè)計和安全標(biāo)準(zhǔn)，這些大壩不僅正在老化，還由于下游地區(qū)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和洪水、地震及大壩事故預(yù)測方面科學(xué)知識的進(jìn)步，對大壩安全標(biāo)準(zhǔn)的要求變得更加嚴(yán)格。

5 大壩安全

在評估報告中，大壩安全問題受到了極大關(guān)注。美國土木工程師協(xié)會也談及了監(jiān)督美國大壩狀況的復(fù)雜性，因?yàn)榇蟛糠执髩问怯刹煌钠髽I(yè)所擁有和運(yùn)營，其中私營業(yè)主擁有的大壩比例占69%。對于80%的大壩來說，安全計劃和檢查的責(zé)任在于各個州。

在美國土木工程師協(xié)會的報告中指出，州級大壩安全計劃對公眾的安全負(fù)有很大的責(zé)任，然而許多州的計劃由于缺乏足夠的資源，以致在某些情形下缺乏有效而充分的監(jiān)管機(jī)構(gòu)。例如，每位州級大壩安全檢查人員平均負(fù)責(zé)207座大壩的安全檢查。在南卡羅來納州，對于2380座大壩來說只有1.5個安全檢查員，而亞拉巴馬州則根本沒有大壩安全監(jiān)管計劃。

雖然報告中稱州大壩安全計劃人員在過去數(shù)年中人數(shù)已有增多，但是2011年與近些年相比，在這方面的開銷也已減少。

各個州都提供了許多資金，以幫助解決培訓(xùn)和大壩安全檢查費(fèi)用，實(shí)施的“美國全國大壩安全計劃”也在2011年結(jié)束。

全美國僅有66%的大壩制定有緊急情況行動計劃(EAP)，該計劃是便于在可能發(fā)生的大壩事故或無法控制的其他泄水情形時采取應(yīng)對措施。雖然制訂EAP計劃的高風(fēng)險大壩數(shù)量在增加，但總數(shù)仍低于全國目標(biāo)100%。這一點(diǎn)已引起美國土木工程師協(xié)會的關(guān)注。

大壩事故不僅僅會威脅公眾的生命安全，而且還將造成上億美元的經(jīng)濟(jì)損失，美國土木工程師協(xié)會以愛荷華州德里湖大壩的潰決為例加以說明。2010年發(fā)生的潰決事故，估計造成了5000萬美元的損害和1.2億美元的經(jīng)濟(jì)損失。

事實(shí)上，就美國大壩的修復(fù)和改造而言，資金需求量是巨大的。美國國家大壩安全官員聯(lián)合會預(yù)計，修復(fù)所有聯(lián)邦和非聯(lián)邦大壩所需資金數(shù)額為570億美元;修復(fù)最重要的或高風(fēng)險大壩，需要210億美元。

鑒于維護(hù)、修理和修復(fù)的進(jìn)度拖沓，目前該費(fèi)用仍在繼續(xù)增多。而且在過去6 a中，每有效修復(fù)一座高風(fēng)險大壩，就會有兩座大壩面臨風(fēng)險。

6 建議

為了對全國的所有大壩進(jìn)行修復(fù)和改造，最終可能需要更多的資金。美國陸軍工程師兵團(tuán)擁有694座大壩，聲稱需要250億美元來解決大壩的修復(fù)和改造問題。按照目前的投入比例，大約需要50多年的時間才能完成對這些大壩的修復(fù)。美國墾務(wù)局證明了其對20個高風(fēng)險和重大風(fēng)險大壩實(shí)施風(fēng)險降低行動的合理性:在過去的15 a付出的代價是20億美元。

為了提高評估等級，美國土木工程師協(xié)會對大壩類基礎(chǔ)設(shè)施提出了如下改進(jìn)措施及建議。

(1)在2014年重新授權(quán)執(zhí)行“美國全國大壩安全計劃”，提供充足的資金。

(2)制定全國大壩修復(fù)和改造資金計劃，在公共擁有、非聯(lián)邦和高風(fēng)險大壩之間分?jǐn)傂迯?fù)費(fèi)用。

(3)在2017年以前，對每座高風(fēng)險大壩制訂緊急情況行動計劃。

(4)在全國范圍內(nèi)，增強(qiáng)宣傳力度，提高個人對其所在地區(qū)大壩位置和狀況的認(rèn)識。

(5)鼓勵州長和立法機(jī)構(gòu)實(shí)施激勵機(jī)制，為大壩安全計劃的實(shí)施提供足夠的資源和監(jiān)管機(jī)構(gòu)。

(6)擁有、運(yùn)營和監(jiān)管大壩的聯(lián)邦機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足聯(lián)邦大壩安全規(guī)范中的標(biāo)準(zhǔn)要求。

綜上所述，美國土木工程師協(xié)會指出，鑒于美國的大壩在繼續(xù)老化，而大壩保護(hù)的人口數(shù)量卻在繼續(xù)增加，大壩下游地區(qū)越來越多的人口都面臨著潛在的風(fēng)險。許多州實(shí)施大壩安全計劃的資源和權(quán)力有限，因此減少了對維持大壩安全極為必要的重要檢查和監(jiān)管行動。

此外，需要修復(fù)的大壩數(shù)量也在持續(xù)上升，而隨著時間的流逝，資金需求量也在加大。

實(shí)施高風(fēng)險大壩緊急情況行動計劃數(shù)量的增加和已完成的一些大壩安全修復(fù)工作取得了相應(yīng)的效益;然而，聯(lián)邦、州、地方和私營部門對美國大壩的重大承諾仍需很長時才得以實(shí)現(xiàn)。

美國土木工程師協(xié)會認(rèn)為美國政府必須承擔(dān)責(zé)任，以使前景展望轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實(shí)，即擁有健全的美國基礎(chǔ)設(shè)施體系就是繁榮的源泉。改善美國基礎(chǔ)設(shè)施的理由不僅僅是提高評估等級，而且投資基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還能促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長，增加就業(yè)和改善生活質(zhì)量。這就意味著人們更容易獲取工作機(jī)會;同時還能繼續(xù)在美國的任何角落享用安全、清潔和值得信賴的飲用水;電力供應(yīng)也能夠得到保障。

自1998年起，美國土木工程師協(xié)會感到有責(zé)任向公眾報告美國基礎(chǔ)設(shè)施的狀況，揭示政府沒有投入必要的資金去改善其狀況，甚至沒有對大壩的維護(hù)進(jìn)行投入。美國木土工程師協(xié)會有義務(wù)向美國白宮、國會以及州和地方立法機(jī)構(gòu)指出美國基礎(chǔ)設(shè)施目前的狀況。