西班牙壩工技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

［西班牙］S.普利查德

作為擁有歐洲第一、世界第五大壩數(shù)量的國(guó)家，西班牙從古時(shí)代開(kāi)始在蓄水建筑物建造領(lǐng)域便占有很重要的地位。截至目前為止，該國(guó)有1224座大壩處于正常運(yùn)行中，其中具有羅馬風(fēng)格的科馬沃(Comalvo)壩和普羅瑟派納(Proserpina)壩建于2世紀(jì)，現(xiàn)在還在運(yùn)行。

某些歐洲國(guó)家已經(jīng)放緩了大壩建設(shè)的速度，而西班牙卻加快建設(shè)步伐，目前正在興建22座大壩，另有兩座大壩正在加高。西班牙大壩委員會(huì)主席波利蒙對(duì)西班牙大壩行業(yè)展開(kāi)了深入探討。

1 水資源需求

作為一個(gè)地處干燥氣候環(huán)境的干旱國(guó)家，波利蒙闡釋了大壩如何使西班牙的可自然調(diào)節(jié)水資源量由河流水資源的9%增加到年均徑流量的50%。水資源供應(yīng)不僅要滿(mǎn)足該國(guó)4500萬(wàn)居民所需，每年5500萬(wàn)游客的需求也必須考慮在內(nèi)?，F(xiàn)階段關(guān)于大壩和水資源需求的相關(guān)問(wèn)題也是媒體的關(guān)注重點(diǎn)。

由于西班牙干旱問(wèn)題嚴(yán)重，媒體對(duì)于大壩問(wèn)題一直非常關(guān)心，但由于要經(jīng)過(guò)官方許可和要考慮環(huán)境影響，一座大壩開(kāi)發(fā)的全過(guò)程高達(dá)20a。

如果在未來(lái)，一些可預(yù)見(jiàn)的氣候變化影響非常明顯，建壩需求就不會(huì)降低。河流確實(shí)需要得到更好治理，這就意味著在西班牙必須有更大的庫(kù)容量，但這并不容易。目前正在修建24座大壩，但是由于經(jīng)濟(jì)狀況以及其他社會(huì)問(wèn)題的影響，很多問(wèn)題還不可預(yù)見(jiàn)。

不斷增長(zhǎng)的庫(kù)容量也會(huì)引發(fā)一些復(fù)雜的問(wèn)題。在該國(guó)地中海地區(qū)，水庫(kù)的泥沙淤積問(wèn)題已經(jīng)證明是一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，這將使得對(duì)現(xiàn)有水庫(kù)庫(kù)容量的精確評(píng)估成為空談。估計(jì)地中海流域內(nèi)的水庫(kù)總庫(kù)容已減少了10%。

由于需要更多的水資源用于農(nóng)業(yè)灌溉，又出現(xiàn)了一個(gè)新問(wèn)題，即根據(jù)其他干旱國(guó)家和地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，在西班牙，小型水壩水庫(kù)(池塘)的數(shù)量會(huì)逐步增多，尤其是在東南地區(qū)。

直至大約5 a前，一些私人土地?fù)碛姓撸谕耆珱](méi)有筑壩專(zhuān)業(yè)技術(shù)指導(dǎo)的情況下私自修建了一些具有水壩的水庫(kù)用于灌溉其土地。這些工程完全沒(méi)有經(jīng)過(guò)由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員所要求的監(jiān)督管理，壩高一般不足15 m，而庫(kù)容不足1 hm3，個(gè)別工程規(guī)模較大。為了設(shè)法解決這一問(wèn)題，西班牙大壩委員會(huì)在2010年發(fā)布了一個(gè)技術(shù)指導(dǎo)意見(jiàn)，給這些小型水壩和水庫(kù)的施工與維修提供建議。不過(guò)這些問(wèn)題依然存在。

2 壩工技術(shù)的發(fā)展

在西班牙大壩行業(yè)中有一點(diǎn)已經(jīng)非常明確，即側(cè)重點(diǎn)已從大壩施工、設(shè)計(jì)逐步轉(zhuǎn)向大壩的維護(hù)與安全運(yùn)行上。在1950～2000年間，西班牙每年有20座大壩投入運(yùn)行，而現(xiàn)在降低到每年2座。存在的最大問(wèn)題是:現(xiàn)有的大壩正在老化，在西班牙大約25%的大壩運(yùn)行已超過(guò)了50a，60%的大壩已經(jīng)運(yùn)行了30多年。接下來(lái)面對(duì)的是要在這些大壩的維護(hù)、修復(fù)以及適應(yīng)越來(lái)越嚴(yán)格的新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面做更大的努力。

波利蒙指出，在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，西班牙在大壩設(shè)計(jì)和施工方面有著長(zhǎng)足的發(fā)展，現(xiàn)在有義務(wù)將這些技術(shù)傳授給其他國(guó)家。設(shè)計(jì)和施工方面的專(zhuān)長(zhǎng)是賴(lài)以幫助其他國(guó)家開(kāi)發(fā)水電能源的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。但問(wèn)題是，那些參與過(guò)設(shè)計(jì)和施工的不同領(lǐng)域的專(zhuān)家與將來(lái)要負(fù)責(zé)這些壩的安全和運(yùn)行的新技術(shù)人員之間存在代溝。

將專(zhuān)業(yè)知識(shí)從設(shè)計(jì)和施工運(yùn)用到運(yùn)行和維護(hù)上非常困難，這也是為什么西班牙大壩委員會(huì)舉辦大壩安全運(yùn)行培訓(xùn)課程的原因之一。

從2012年9月起，西班牙大壩委員會(huì)已經(jīng)組織了3期大壩安全運(yùn)行國(guó)際碩士課程的培訓(xùn)，整個(gè)培訓(xùn)包含8大模塊，600個(gè)學(xué)時(shí)，其中40%為工程實(shí)踐活動(dòng)。該培訓(xùn)課程在將來(lái)還可以推廣到整個(gè)歐洲范圍內(nèi)。波利蒙堅(jiān)信這種做法可填補(bǔ)受教育程度方面的差別和目前土木工程技術(shù)課程的不足。

波利蒙指出，還不能給即將從事大壩管理的人員提供足夠多的信息，另外，很多講課人可能具有設(shè)計(jì)和施工方面的專(zhuān)門(mén)知識(shí)，但可能缺少大壩安全運(yùn)行方面的專(zhuān)門(mén)知識(shí)。這也是一些新畢業(yè)的大學(xué)生需要專(zhuān)修的一個(gè)領(lǐng)域。

對(duì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員在大壩運(yùn)行和安全方面的培訓(xùn)非常重要。這之間存在著一個(gè)代溝，而且考慮到大壩所處環(huán)境的不斷變化，需要讓有關(guān)人員在運(yùn)行和安全管理方面得到更多培訓(xùn)。管理人員必須充分意識(shí)到這一點(diǎn)。

1998年4月25日發(fā)生在阿茲那科拉(Aznalcollar)尾礦壩坍塌事故對(duì)西班牙整個(gè)大壩業(yè)而言都是非常重大的事件，必須從中得到深刻反思。通過(guò)這次事故的后果調(diào)查，推動(dòng)了堤壩和水庫(kù)安全運(yùn)行、維護(hù)以及相關(guān)環(huán)境方面技術(shù)指南的推廣應(yīng)用。這次事故促使波利蒙推動(dòng)完成了碩士培訓(xùn)課程并準(zhǔn)備在將來(lái)進(jìn)一步擴(kuò)大這種培訓(xùn)計(jì)劃。他指出，作為一個(gè)課程這不僅在西班牙，而且在其他國(guó)家也是必不可少的。因此需要在整個(gè)歐洲甚至更寬廣的領(lǐng)域推動(dòng)此項(xiàng)工作的開(kāi)展。

3 能源儲(chǔ)存

在西班牙，大壩與水庫(kù)產(chǎn)生了巨大的效益，在過(guò)去幾十年發(fā)展過(guò)程中舉足輕重。通過(guò)水庫(kù)調(diào)節(jié)的水可以滿(mǎn)足370萬(wàn)hm2的農(nóng)田灌溉、4500萬(wàn)本國(guó)居民的生活用水以及國(guó)外游客所需要的季節(jié)性生活用水。水電站還提供了占全國(guó)用電量15%的電力。經(jīng)濟(jì)學(xué)方面的研究已經(jīng)提出了有關(guān)這一方面的具體數(shù)字，而且大壩和水庫(kù)價(jià)值分析表明:水庫(kù)蓄水每年創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值大概為2527.5萬(wàn)歐元，占經(jīng)濟(jì)增加總值的6%。這意味著庫(kù)容各種用途的平均經(jīng)濟(jì)價(jià)值為0.55歐元/m3。

可以預(yù)計(jì)西班牙大壩的經(jīng)濟(jì)價(jià)值在不遠(yuǎn)的將來(lái)會(huì)進(jìn)一步增加。西班牙是大量利用風(fēng)能和太陽(yáng)能的首批國(guó)家之一，但現(xiàn)在面臨的問(wèn)題是如何儲(chǔ)存這些可變的能量。裝機(jī)容量有時(shí)高于電力系統(tǒng)的需求，而儲(chǔ)存這些電能的唯一方法就是使用可逆式水泵－水輪機(jī)進(jìn)行抽水蓄能。

能源儲(chǔ)存將越來(lái)越重要，因此越來(lái)越需努力爭(zhēng)取為蓄能確定補(bǔ)償性的市場(chǎng)價(jià)格。目前在西班牙的市場(chǎng)上還沒(méi)有出現(xiàn)蓄能價(jià)格。國(guó)家應(yīng)該更詳細(xì)地分析研究這個(gè)課題，考慮在現(xiàn)有的大壩處修建更多的抽水蓄能設(shè)施。

4 未來(lái)展望

近年來(lái)，西班牙大壩技術(shù)發(fā)展上出現(xiàn)了很多新變化。從歷史來(lái)看，建壩在這個(gè)國(guó)家有著重大的意義，而且這一狀況還會(huì)繼續(xù)。西班牙目前在建的大壩比其他歐洲國(guó)家多，而且作為一個(gè)干旱國(guó)家，它還是需要更大的水庫(kù)庫(kù)容和更多的大壩。但是，正如西班牙大壩委員會(huì)主席所說(shuō)，在建設(shè)大壩的同時(shí)，西班牙的工作重點(diǎn)正在拓寬，以便結(jié)合考慮其他重要問(wèn)題，例如:

(1)確定目前現(xiàn)有水庫(kù)的實(shí)際庫(kù)容量;

(2)開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)分析，優(yōu)先考慮現(xiàn)有大壩安全運(yùn)行方面的投資;

(3)確定蓄能的補(bǔ)償價(jià)格;

(4)有效地進(jìn)行流域管理;

(5)培訓(xùn)運(yùn)行和安全管理技術(shù)人員。

波利蒙強(qiáng)調(diào)，安全運(yùn)行與節(jié)約能源是西班牙大壩委員會(huì)關(guān)注的主要問(wèn)題之一，而且這些問(wèn)題在將來(lái)仍然是頭等重要的大事，迫切需要制定完善的大壩運(yùn)行和安全規(guī)程。