美國(guó)奧羅維爾大壩事故及安全警示

自2017年2月美國(guó)加利福尼亞州奧羅維爾大壩主輔助溢洪道的事故照片被披露后，引起全球矚目。此外，在當(dāng)?shù)卣l(fā)布“奧羅維爾大壩輔助溢洪道即將潰決”的消息、并下達(dá)疏散令后，下游地區(qū)居民疏散的場(chǎng)景也引起了社會(huì)各界的關(guān)注。

有關(guān)部門(mén)立即實(shí)施溢洪道的修復(fù)工作，同時(shí)尋求事故的根源，外界要求立即答復(fù)項(xiàng)目事故原因的呼聲也逐漸平息。在美國(guó)聯(lián)邦能源管理委員會(huì)(FERC)的指導(dǎo)下，加利福尼亞州水資源部指派一個(gè)取證小組負(fù)責(zé)查明奧羅維爾溢洪道事故的根源及影響因素。這項(xiàng)工作可能要持續(xù)幾個(gè)月，而發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、吸取教訓(xùn)，進(jìn)而采取提升大壩安全的措施則需要更長(zhǎng)的時(shí)間。

1 歷史事故

盡管奧羅維爾大壩事故令人震驚，但此類事故在歷史上并不罕見(jiàn)。美國(guó)也曾發(fā)生過(guò)一些溢洪道重大事故，比如1941年胡佛(Hoover)大壩、1967年黃尾(Yellow Tail)大壩、1983年格蘭(Glen)峽谷大壩及2011年佩克堡(Fort Peck)大壩溢洪道事故。雖然每起事故都有其獨(dú)特性，但大體上是類似的，都是因基礎(chǔ)以下水流侵蝕而導(dǎo)致溢洪道損壞。大壩運(yùn)行期間，和溢洪道相關(guān)的問(wèn)題并不少見(jiàn)，1995年，佛森(Folsom)大壩溢洪道閘門(mén)在正常操作時(shí)出現(xiàn)故障，促成了閘門(mén)檢驗(yàn)、定期測(cè)試和維護(hù)方式的巨大變革。2005年，托姆索克(Taum Sauk)抽水蓄能電站失事，引起了人們對(duì)抽水蓄能電站和水庫(kù)管理系統(tǒng)運(yùn)行和可靠性的重點(diǎn)關(guān)注。2014年，華盛頓州哥倫比亞河瓦納龐(Wanapum)大壩發(fā)生事故，對(duì)大壩業(yè)主造成重大損失。起初，一名對(duì)橋梁欄桿偏移進(jìn)行目檢的工作人員發(fā)現(xiàn)了瓦納龐大壩溢洪道壩段有一處裂縫，但遺憾的是大壩失效模式分析過(guò)程中并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這一失效模式。此外，該壩段的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)(與其他體積和設(shè)計(jì)相似的壩段存在顯著差異)也被誤讀，導(dǎo)致這一失效模式未被檢測(cè)到。

41 a前，美國(guó)墾務(wù)局(USBR)第頓(Teton)水庫(kù)蓄水初期大壩失事事件成為了美國(guó)大壩安全方面的分水嶺。該事件促使USBR轉(zhuǎn)變工作作風(fēng)，并引起了時(shí)任總統(tǒng)的關(guān)注?？偨y(tǒng)命令美國(guó)聯(lián)邦機(jī)構(gòu)參與到大壩的設(shè)計(jì)、運(yùn)行和規(guī)范編制中，審查大壩的安全措施，為聯(lián)邦政府建立一套通用的大壩安全指導(dǎo)準(zhǔn)則?？ㄌ乜偨y(tǒng)1977年4月23日的備忘錄使大壩安全成為舉國(guó)關(guān)注的事情?；叵電W羅維爾大壩事故的細(xì)節(jié)和從中吸取的教訓(xùn)，該事故和以前的其他事故也將會(huì)成為大壩安全方面的又一轉(zhuǎn)折，促成對(duì)大壩設(shè)計(jì)、安全和管理工作方式提出實(shí)質(zhì)性問(wèn)題。

大壩是社會(huì)投資的重大資產(chǎn)，能為社會(huì)帶來(lái)供水、供電、休閑娛樂(lè)、防洪和灌溉等方面的效益。當(dāng)極端事件、操作不當(dāng)或老化(如侵蝕等)等原因?qū)е麓髩螕p壞并影響其正常運(yùn)行時(shí)，項(xiàng)目效益和服務(wù)便會(huì)損失，而維修費(fèi)用通常十分昂貴。在奧羅維爾大壩事件中，維修費(fèi)用不斷增加，如今已達(dá)到 2.75億美元。在最壞的情況下，大壩災(zāi)難性事件可能導(dǎo)致項(xiàng)目資產(chǎn)永久性損失(如第頓壩失事事件)，以及造成下游嚴(yán)重的災(zāi)害(如人員死傷、公私財(cái)產(chǎn)損失、商業(yè)影響、環(huán)境破壞等)。從大壩的社會(huì)投入、水庫(kù)隨意放水可能帶來(lái)的損失、以及操作失誤或其他事件造成的大壩設(shè)施停運(yùn)來(lái)看，管理部門(mén)需要在大壩安全可靠運(yùn)行上(如壩體檢測(cè)、維護(hù)、風(fēng)險(xiǎn)分析和修復(fù)等)投入更多的時(shí)間和資源，但從美國(guó)土木工程師學(xué)會(huì)(ASCE)的基建清單來(lái)看，大壩作為重大資產(chǎn)被嚴(yán)重低估。

2 事故應(yīng)對(duì)措施

在卡特里娜颶風(fēng)、洪水及堤壩失事，以及其他基礎(chǔ)設(shè)施失事等一系列事件后，ASCE于 2009年制定了《國(guó)家重大基礎(chǔ)設(shè)施指導(dǎo)原則》。為了加強(qiáng)國(guó)家重大基礎(chǔ)設(shè)施管理，ASCE制定了4條指導(dǎo)性原則： ①質(zhì)量、通訊和風(fēng)險(xiǎn)管理原則；② 整體系統(tǒng)管理原則； ③決策過(guò)程中踐行健全的領(lǐng)導(dǎo)機(jī)制、管理和組織原則；④適應(yīng)重大基礎(chǔ)設(shè)施動(dòng)態(tài)化管理原則。

以上4條指導(dǎo)原則相輔相成，不分主次，都是保護(hù)公眾安全、健康和安寧必不可少的。

在ASCE原則的指導(dǎo)下，奧羅維爾事故(以及近年來(lái)的其他事故)為社會(huì)敲響了警鐘，警示有關(guān)部門(mén)應(yīng)重點(diǎn)審視大壩安全工作，找出存在的問(wèn)題并提出解決方案，以完善社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)鍵環(huán)節(jié)的管理和安全工作。顯然，自第頓壩失事(1976年)和卡特里娜颶風(fēng)期間新奧爾良堤壩失事(2005年)事件后，美國(guó)的大壩安全管理工作成效顯著。

以上事件發(fā)生之后，USBR和美國(guó)陸軍工程師團(tuán)(USACE)成功地從原先不對(duì)大壩潛在不良性狀進(jìn)行討論和分析、以標(biāo)準(zhǔn)為導(dǎo)向的傳統(tǒng)大壩工程管理機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)變?yōu)槿缃窕陲L(fēng)險(xiǎn)指引管理眾多美國(guó)大型壩的機(jī)構(gòu)。盡管USBR和USACE的大壩安全管理工作在持續(xù)改進(jìn)(每項(xiàng)工作都會(huì)定期接受同行審查)，但其轉(zhuǎn)變和提升的能力卻并未在大壩安全上充分體現(xiàn)出來(lái)。

卡特里娜颶風(fēng)和新奧爾良颶風(fēng)防御系統(tǒng)(New Orleans Hurricane Protection System)部分堤防失事事件后，USACE的轉(zhuǎn)變尤其值得關(guān)注。通過(guò)事件過(guò)程和事后調(diào)查評(píng)估，發(fā)現(xiàn)2009年颶風(fēng)防御系統(tǒng)(HPS)是一個(gè)“有名無(wú)實(shí)的系統(tǒng)”，這也是促使USACE完全轉(zhuǎn)變?yōu)榛陲L(fēng)險(xiǎn)指引管理大壩安全的主要推動(dòng)力。截止目前，USACE擁有和運(yùn)行著超過(guò)700座大壩，是美國(guó)最大的工程機(jī)構(gòu)，因此，其管理職能的轉(zhuǎn)變也是促成美國(guó)近10 a內(nèi)在工程管理方面獲得成功的重大舉措。

3 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

奧羅維爾大壩事故促使有關(guān)部門(mén)更加關(guān)注現(xiàn)有大壩項(xiàng)目的安全問(wèn)題，主要體現(xiàn)在大壩安全管理、大壩日常運(yùn)行管理、經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)總結(jié)及大壩安全評(píng)估與管理4個(gè)方面。

3.1 大壩安全管理

首先，大壩業(yè)主和管理者需要明確項(xiàng)目組織理念、組織結(jié)構(gòu)和過(guò)程管理，其次，相關(guān)人員需要對(duì)可能導(dǎo)致大范圍不良影響的重大社會(huì)資產(chǎn)進(jìn)行有效評(píng)估和認(rèn)真管理，不良影響主要包括對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、公共安全及環(huán)境等方面的影響。

3.2 大壩日常運(yùn)行管理

通常情況下，大壩項(xiàng)目的日常運(yùn)行管理工作是多專業(yè)、動(dòng)態(tài)化的，工作人員需要定期開(kāi)展大壩安全檢查和安全評(píng)估、審核和評(píng)估監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、更新和演練應(yīng)急預(yù)案、常規(guī)流量和高流量期間的運(yùn)行維護(hù)、項(xiàng)目文件編制等工作。然而，有時(shí)可能存在基礎(chǔ)問(wèn)題檢查不徹底、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析解讀錯(cuò)誤、項(xiàng)目記錄雜亂無(wú)章等問(wèn)題。此外，擁有大壩設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)骨干人員逐漸老齡化，而吸引有能力的年輕專業(yè)人員從事大壩管理工作又十分困難，未來(lái)老化基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行管理面臨多重挑戰(zhàn)。

3.3 吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

在許多行業(yè)(如交通、核能、公共衛(wèi)生等)乃至公司里，大家已經(jīng)認(rèn)識(shí)到系統(tǒng)性數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和評(píng)估的重要性，這樣做可以發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題及其發(fā)展態(tài)勢(shì)，為下一代從業(yè)人員積累經(jīng)驗(yàn)。在學(xué)習(xí)大壩設(shè)計(jì)、運(yùn)行及維護(hù)管理經(jīng)驗(yàn)上，相關(guān)部門(mén)需要積極轉(zhuǎn)變思想，使知識(shí)體系和管理實(shí)踐能力都得到改善和提高。

3.4 大壩安全評(píng)估與管理

隨著大壩安全行業(yè)從以標(biāo)準(zhǔn)為導(dǎo)向的傳統(tǒng)做法轉(zhuǎn)變?yōu)榛陲L(fēng)險(xiǎn)分析的大壩安全管理，諸如可能失效模式評(píng)估(PFMA)和量化風(fēng)險(xiǎn)分析等方法也在不斷改進(jìn)。作為FERC管理的水電項(xiàng)目之一，奧羅維爾大壩也曾接受過(guò)PFMA。在發(fā)生奧羅維爾事故和瓦納龐大壩結(jié)構(gòu)開(kāi)裂等事件后，值得反思的是PFMA和風(fēng)險(xiǎn)分析的詳細(xì)程度是否能為項(xiàng)目決策、項(xiàng)目管理和應(yīng)急預(yù)案等提供有力的技術(shù)支撐。

4 結(jié) 語(yǔ)

2017年 4月23日是美國(guó)前總統(tǒng)吉米·卡特簽發(fā)大壩事故備忘錄40 a紀(jì)念日。該備忘錄全面總結(jié)了當(dāng)時(shí)聯(lián)邦政府的大壩安全狀況，標(biāo)志著美國(guó)關(guān)注大壩安全進(jìn)程的新起點(diǎn)。備忘錄中明確了需要“特別關(guān)注”的領(lǐng)域主要包括：

(1) 基于風(fēng)險(xiǎn)分析的大壩安全運(yùn)行管理方法；

(2) 聯(lián)邦機(jī)構(gòu)需要聘請(qǐng)外圍專家評(píng)估地震影響和大壩的其他地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)；

(3) 決策過(guò)程中充分考慮節(jié)省成本激勵(lì)措施的影響；

(4) 不斷反思，尋求解決大壩安全問(wèn)題的做法；

(5) 發(fā)動(dòng)社區(qū)廣泛參與解決大壩安全問(wèn)題。