新時(shí)期水庫(kù)安全管理若干問題的探討

譚界雄，李 星，譚 政，王秘學(xué)，楊 光

（1.國(guó)家大壩安全工程技術(shù)研究中心, 430010, 武漢；2.長(zhǎng)江設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司, 430010, 武漢；3.中水珠江規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司，510610，廣州）

水庫(kù)是調(diào)控水資源時(shí)空分布、優(yōu)化水資源配置的重要工程措施，是江河防洪體系不可替代的重要組成部分。 新時(shí)期，隨著我國(guó)治水主要矛盾發(fā)生變化，水庫(kù)大壩安全關(guān)注重點(diǎn)從加強(qiáng)工程建設(shè)向運(yùn)行安全保障、風(fēng)險(xiǎn)防控、功能提升、資源優(yōu)化、環(huán)境保護(hù)、生態(tài)修復(fù)和支撐可持續(xù)發(fā)展等方向轉(zhuǎn)變，水庫(kù)大壩建設(shè)管理進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展新階段。 “十四五”規(guī)劃建議、長(zhǎng)江保護(hù)法等對(duì)水庫(kù)大壩安全保障和生態(tài)保護(hù)水平提出了新的更高要求，把維護(hù)水利、電力、供水等重要基礎(chǔ)設(shè)施安全提升到國(guó)家安全高度。

經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)實(shí)踐，我國(guó)水庫(kù)安全管理模式由傳統(tǒng)粗放式管理向集約化、精細(xì)化管理轉(zhuǎn)變，由單一目標(biāo)管理向多元化目標(biāo)轉(zhuǎn)變， 管理策略、工具和方法由以人工為主向現(xiàn)代化、信息化、智能化轉(zhuǎn)變。 新時(shí)期新形勢(shì)下，以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，聲光電磁等新型檢測(cè)技術(shù)，無人機(jī)、機(jī)器人、可穿戴智能裝備等新設(shè)備為代表的一大批現(xiàn)代信息技術(shù)和產(chǎn)品快速推廣應(yīng)用，促使水庫(kù)管理能力向著更高效、 更全面、更科學(xué)方向演進(jìn)， 但在安全管理理念、安全管理能力、技術(shù)保障能力等方面仍存在一些突出短板需要提升。

一、我國(guó)水庫(kù)安全現(xiàn)狀

通過不斷落實(shí)、強(qiáng)化大壩安全責(zé)任制， 穩(wěn)步推進(jìn)水庫(kù)管理體制改革，建立大壩安全管理法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系，我國(guó)水庫(kù)安全狀況明顯提高, 但目前仍存在大量超期服役水庫(kù)和大壩，中小型水庫(kù)的除險(xiǎn)加固工作尚未完成，水庫(kù)安全風(fēng)險(xiǎn)依然存在。

①水庫(kù)安全總體持續(xù)向好，病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固成效顯著。 自1998 年以來， 我國(guó)累計(jì)安排約1 500 億元中央資金，對(duì)數(shù)萬座病險(xiǎn)水庫(kù)進(jìn)行了除險(xiǎn)加固， 中小型水庫(kù)病險(xiǎn)率明顯下降；我國(guó)已建高壩大庫(kù)總體運(yùn)行狀況良好， 除1975 年河南省板橋和石漫灘大型水庫(kù)發(fā)生潰決外， 近45 年來我國(guó)再未出現(xiàn)大型水庫(kù)潰決事故。 我國(guó)已步入低潰壩率國(guó)家行列，水庫(kù)安全狀況不斷提高。

②超期服役水庫(kù)多，水庫(kù)出險(xiǎn)甚至潰壩事故偶有發(fā)生。 截至2019 年，我國(guó)仍有超過1 萬座小型病險(xiǎn)水庫(kù)存在各種隱患。 受水文、地質(zhì)、設(shè)計(jì)、施工、自然災(zāi)害等因素影響，加之部分水庫(kù)工程服役期延長(zhǎng)，近幾年時(shí)有水庫(kù)出險(xiǎn)及潰壩事故發(fā)生，且多以中小型水庫(kù)為主。 “十四五”期間，我國(guó)計(jì)劃投入約1 000 億元用于水庫(kù)除險(xiǎn)加固，消除存量安全隱患。

③人均庫(kù)容小，水資源調(diào)控能力與發(fā)達(dá)國(guó)家差距巨大。 據(jù)2019 年全國(guó)水利發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)，我國(guó)已建成水庫(kù)98 112 座，調(diào)蓄能力強(qiáng)的多年調(diào)節(jié)水庫(kù)僅占16.5%， 年調(diào)節(jié)水庫(kù)占到63.4%， 還有20.1%為季調(diào)節(jié)以下水庫(kù)；我國(guó)水庫(kù)總庫(kù)容8 983 億m3，人均庫(kù)容636 m3， 僅是發(fā)達(dá)國(guó)家平均水平的20%。 長(zhǎng)江上已有三峽及上游40座水庫(kù)，但目前庫(kù)容系數(shù)（水庫(kù)蓄水能力與河流年徑流量之比） 僅為13%， 而歐美諸多大江大河庫(kù)容系數(shù)則高達(dá)100%～200%。水資源調(diào)控能力低的水庫(kù)大多為老壩和土壩，在氣候變化導(dǎo)致極端氣象事件增加的情況下，水庫(kù)生命周期中難免遇到超標(biāo)準(zhǔn)洪水，大壩安全風(fēng)險(xiǎn)依然存在。

④流域水庫(kù)群多，梯級(jí)水庫(kù)群防潰減災(zāi)研究不足。 我國(guó)已形成金沙江、大渡河、雅礱江、烏江、長(zhǎng)江上游等流域梯級(jí)水庫(kù)群，在實(shí)現(xiàn)水資源綜合利用時(shí)蘊(yùn)藏著潛在的風(fēng)險(xiǎn)，歷史上海河流域“63·8”洪水、河南“75·8”洪水等導(dǎo)致的潰壩均造成嚴(yán)重后果。 流域各梯級(jí)水庫(kù)抗風(fēng)險(xiǎn)能力不同，現(xiàn)行規(guī)范尚未在流域尺度下統(tǒng)籌考慮上下游水庫(kù)群的風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)；水庫(kù)群潰壩物理和數(shù)值模擬幾近空白，水庫(kù)群風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與減災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)技術(shù)不足。

二、新時(shí)期的水庫(kù)安全管理

結(jié)合新形勢(shì)、新任務(wù)、新要求，要不斷提升水庫(kù)綜合管理水平，逐步實(shí)現(xiàn)水庫(kù)管理現(xiàn)代化。 水庫(kù)安全管理不僅要考慮水庫(kù)工程自身安全，更要考慮全要素安全； 不僅要發(fā)揮人的作用，更要?jiǎng)?chuàng)新管理模式，充分利用新技術(shù)；不僅要關(guān)注新建水庫(kù)，更要注重用好存量，遵循“生態(tài)優(yōu)先，綠色發(fā)展”理念。

1.積極推進(jìn)水庫(kù)全要素安全管理

我國(guó)水庫(kù)主要從工程結(jié)構(gòu)、 管理設(shè)施、 組織管理和運(yùn)行管理等方面緊緊圍繞工程本身進(jìn)行安全管理。然而，國(guó)內(nèi)外已有的一些潰壩事故不僅導(dǎo)致工程本身嚴(yán)重破壞甚至損毀， 也對(duì)周邊及下游地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)造成巨大損失。 此外，我國(guó)已建包括小灣、錦屏一級(jí)、 溪洛渡等在內(nèi)的特大型工程具有壩高、庫(kù)大、社會(huì)影響深遠(yuǎn)等特點(diǎn)，如何保障高壩大庫(kù)安全運(yùn)行已成為當(dāng)前水庫(kù)安全管理面臨的最嚴(yán)峻問題之一，需要改變我國(guó)傳統(tǒng)的安全理念，從工程自身安全向全要素安全發(fā)展，統(tǒng)籌考慮工程安全與社會(huì)公共安全之間的關(guān)系，從而有效地對(duì)水庫(kù)進(jìn)行管理。

全要素安全不僅包括工程自身安全，還包括生態(tài)與環(huán)境、水質(zhì)與水生物、 庫(kù)區(qū)與庫(kù)岸及上下游安全等，涉及工程結(jié)構(gòu)、生態(tài)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等多個(gè)維度；空間上，覆蓋水庫(kù)大壩、庫(kù)區(qū)、上下游、干支流河道等關(guān)鍵區(qū)域；功能上，涵蓋防洪、灌溉、供水、生態(tài)等方面。 這要求管理部門在保障工程本身安全的同時(shí)，對(duì)水庫(kù)進(jìn)行全方位、多角度管理。 目前我國(guó)頒布的水庫(kù)大壩安全管理?xiàng)l例明確了主管部門及其責(zé)任和權(quán)限，但是缺乏對(duì)庫(kù)區(qū)管理體制、 管理單位職責(zé)以及跨部門聯(lián)動(dòng)等的制度規(guī)定；應(yīng)急預(yù)案、大壩安全年度報(bào)告、 降等報(bào)廢等風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)和工具雖已在我國(guó)得到初步應(yīng)用，但尚未形成全要素安全管理模式，需進(jìn)一步完善相關(guān)法律法規(guī)及管理工具，在水庫(kù)管理實(shí)踐中加以應(yīng)用。

2.積極推進(jìn)水庫(kù)現(xiàn)代化管理

我國(guó)水庫(kù)大壩安全管理實(shí)行分級(jí)負(fù)責(zé)制。 大型水庫(kù)一般由省市級(jí)地方政府水行政主管部門管理，中型水庫(kù)一般由縣級(jí)地方政府水行政主管部門管理，小型水庫(kù)基本由鄉(xiāng)、村一級(jí)管理。 近年來我國(guó)全面推進(jìn)水利信息化建設(shè)，為水庫(kù)智慧管理奠定了良好基礎(chǔ)， 但仍存在信息化建設(shè)不系統(tǒng)、不全面、不統(tǒng)一等缺陷，尚未從根本上解決信息孤島、 數(shù)據(jù)碎片問題，無法完全實(shí)現(xiàn)水庫(kù)規(guī)模化效益。 因此需進(jìn)一步加快水庫(kù)現(xiàn)代化、智慧化管理的研究。 一方面推廣水庫(kù)管理扁平化，對(duì)水庫(kù)進(jìn)行專業(yè)化管理；另一方面亟待利用物聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)手段，全面感知水庫(kù)大壩多源信息， 通過信息共享與深度融合，科學(xué)優(yōu)化資源配置。通過智能監(jiān)控、智能診斷、智能決策等手段方法，切實(shí)提升水庫(kù)大壩安全管理能力；加強(qiáng)突發(fā)事件的感知、風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、應(yīng)急響應(yīng)能力， 實(shí)現(xiàn)大壩安全智能診斷與智慧管理，充分發(fā)揮水利基礎(chǔ)設(shè)施整體效能、保障水庫(kù)大壩安全運(yùn)行。

3.積極推進(jìn)流域（區(qū)域）化、專業(yè)化管理

我國(guó)絕大多數(shù)水庫(kù)采用單庫(kù)管理模式， 由單一管理單位負(fù)責(zé)一座水庫(kù)的日常運(yùn)行管理。 單庫(kù)管理模式未統(tǒng)籌考慮流域上下游水庫(kù)與管理單位的關(guān)系，缺乏協(xié)作機(jī)制，維養(yǎng)資金利用率偏低，在應(yīng)對(duì)水問題時(shí)未能形成合力。借鑒國(guó)內(nèi)外部分流域開發(fā)公司管理模式， 按流域或區(qū)域?qū)λ畮?kù)群進(jìn)行專業(yè)化管理，可發(fā)揮技術(shù)人員優(yōu)勢(shì)、優(yōu)化資金使用率，實(shí)現(xiàn)水庫(kù)的高效管理。

流域（區(qū)域）化管理是對(duì)所轄流域或較大區(qū)域范圍水庫(kù)群進(jìn)行集中、統(tǒng)一化管理的一種形式。 國(guó)內(nèi)黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司、國(guó)電大渡河流域水電開發(fā)有限公司、雅礱江流域水電開發(fā)有限公司、湖北清江水電開發(fā)有限責(zé)任公司等對(duì)相關(guān)流域?qū)嵤╅_發(fā)管理，美國(guó)田納西河、澳大利亞墨累-達(dá)令河、 英國(guó)泰晤士河等均是對(duì)整個(gè)流域進(jìn)行管理。 此外，浙江、安徽、江西、福建的一些市縣按地區(qū)組建水庫(kù)運(yùn)管專業(yè)公司，為區(qū)域內(nèi)水庫(kù)提供類似物業(yè)托管的服務(wù)，取得良好效果。 采用流域（區(qū)域）化、專業(yè)化管理可以集中資源、 提升工作效率，借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提供遠(yuǎn)程診斷分析和決策支持，對(duì)大壩安全狀況做出準(zhǔn)確、及時(shí)的評(píng)價(jià)，有助于對(duì)可能出現(xiàn)的險(xiǎn)情及時(shí)做出決策，并采取補(bǔ)救措施，有利于實(shí)現(xiàn)水庫(kù)安全管理的層次化、制度化和規(guī)范化。

4.積極推進(jìn)水庫(kù)管理經(jīng)驗(yàn)反饋機(jī)制

目前我國(guó)對(duì)水庫(kù)的監(jiān)管模式主要是自上而下的監(jiān)督檢查，包括線上的日常監(jiān)管和線下的 “四不兩直”督查暗訪等。 監(jiān)督檢查作為外部監(jiān)督行為，對(duì)水庫(kù)安全運(yùn)行意義重大。 內(nèi)部質(zhì)量管理亦是水庫(kù)高質(zhì)量運(yùn)行發(fā)展的重要保障，水庫(kù)管理中目前仍存在質(zhì)量問題經(jīng)驗(yàn)積累和提煉較少，管理人員質(zhì)量意識(shí)不強(qiáng)， 質(zhì)量信息和交流分享平臺(tái)尚未建立等不足； 在水庫(kù)運(yùn)行管理過程出現(xiàn)問題時(shí)， 如果運(yùn)行管理人員隱瞞不報(bào)， 極容易造成嚴(yán)重后果。 有必要借鑒核電行業(yè)經(jīng)驗(yàn)反饋機(jī)制的良好實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)， 開展適合于水庫(kù)管理的經(jīng)驗(yàn)反饋機(jī)制研究。

經(jīng)驗(yàn)反饋是指對(duì)水庫(kù)大壩的安全事件、質(zhì)量問題和良好實(shí)踐等信息進(jìn)行收集、篩選、評(píng)價(jià)、分析和分發(fā)，總結(jié)推廣實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，防止類似事件和問題重復(fù)發(fā)生。 經(jīng)驗(yàn)反饋機(jī)制鼓勵(lì)管理人員發(fā)現(xiàn)異常情況主動(dòng)上報(bào)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)指標(biāo)或參照國(guó)內(nèi)外水庫(kù)大壩事故案例數(shù)據(jù)庫(kù)信息初步分析異常事件，主動(dòng)上報(bào)異常情況且說明原因的可免處罰；管理部門分析和評(píng)價(jià)異常事件報(bào)告，并依據(jù)現(xiàn)有資料評(píng)價(jià)水庫(kù)安全狀態(tài)， 對(duì)異常事件進(jìn)行分級(jí)，確定下一步行動(dòng)計(jì)劃和處置措施；在異常事件處理后，對(duì)外發(fā)布相應(yīng)分析報(bào)告， 并改進(jìn)技術(shù)手段和管理措施。通過建立經(jīng)驗(yàn)反饋機(jī)制和大壩安全數(shù)據(jù)庫(kù)， 可有效減少安全事故發(fā)生，提升管理人員安全意識(shí)及管理水平，不斷完善水庫(kù)運(yùn)行管理機(jī)制。

5.積極推進(jìn)水庫(kù)生態(tài)保護(hù)

水庫(kù)在發(fā)揮效益的同時(shí)也對(duì)河流生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了不利影響。 水庫(kù)的修建改變了河流形態(tài)，水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行又改變了原有的水文規(guī)律，造成河流生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生變化、河流生物群落多樣性下降。 此外，在河流上修建水庫(kù)后，水流流速降低，導(dǎo)致污染物擴(kuò)散較慢，水質(zhì)降低明顯。 新時(shí)期水庫(kù)運(yùn)行管理應(yīng)權(quán)衡社會(huì)經(jīng)濟(jì)需求與生態(tài)系統(tǒng)健康需求。 一是需要對(duì)水庫(kù)的生態(tài)影響進(jìn)行深入研究，把生態(tài)因素納入到法制規(guī)范中，把生態(tài)環(huán)境經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)引入水庫(kù)評(píng)價(jià)體系中，研究建立一套生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)體系；二是全面梳理現(xiàn)行生態(tài)安全制度，建立較為完善的生態(tài)安全立法、監(jiān)管、預(yù)警機(jī)制和應(yīng)急救援體系；三是要加強(qiáng)流域?qū)用嫠畮?kù)群生態(tài)調(diào)度及生態(tài)流量確定方法研究，保障河湖基本生態(tài)用水，改善梯級(jí)水庫(kù)運(yùn)行對(duì)水生生物和生態(tài)環(huán)境的影響； 四是工程建設(shè)運(yùn)行中，要切實(shí)貫徹落實(shí)國(guó)家和相關(guān)部門對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的要求， 創(chuàng)新理念和技術(shù)，使水庫(kù)大壩不僅是服務(wù)一方的水利工程，更是造福百姓的生態(tài)工程。

6.積極推進(jìn)存量水庫(kù)保容增效

自2012 年以來我國(guó)新建水庫(kù)約1 300 座，庫(kù)容增加約700 億m3，水電裝機(jī)容量增加約1 億kW， 有效減輕水旱災(zāi)害危害，為保障城鄉(xiāng)飲水安全、防洪安全、糧食安全、能源安全等起到重要作用。 然而修建水庫(kù)會(huì)減小水庫(kù)河段上游河道水面坡降， 導(dǎo)致庫(kù)區(qū)水流流速和挾沙能力降低， 引起泥沙淤積。 水庫(kù)泥沙淤積一直是水庫(kù)運(yùn)行管理中的一大難題， 造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大。 此外水庫(kù)淤積會(huì)降低水庫(kù)防洪和興利效益，增大水庫(kù)淹沒損失，制約水庫(kù)防洪、發(fā)電、灌溉、供水等功能正常發(fā)揮，保容增效（保持庫(kù)容、增加效益，充分發(fā)揮現(xiàn)有水庫(kù)作用）是水庫(kù)運(yùn)行管理中亟待解決的重要問題。

近些年水庫(kù)庫(kù)容恢復(fù)技術(shù)的研究不斷深入，形成了包括機(jī)械清淤和水力清淤在內(nèi)的多種清淤技術(shù)，各種規(guī)模、型式合理配置的清淤裝備可以靈活選用。 然而水庫(kù)清淤仍存在諸多技術(shù)難題，一是水庫(kù)清淤技術(shù)尚不完善，裝備研發(fā)相對(duì)滯后，制約清淤工作進(jìn)展；二是水庫(kù)清淤一次性投資規(guī)模大，需要充足的資金投入；三是水庫(kù)清淤長(zhǎng)效機(jī)制尚未建立，難以保證清淤成效；四是淤積物處置和資源化利用程度低， 容易造成次生環(huán)境污染。 因此應(yīng)進(jìn)一步對(duì)淤泥處置以及資源化利用方面的技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行研究，也須開展研究試點(diǎn)的建設(shè)工作，充分發(fā)揮現(xiàn)有水庫(kù)效益。

三、結(jié) 語

經(jīng)過幾十年快速發(fā)展，我國(guó)水庫(kù)管理水平不斷提升，水庫(kù)安全狀況得到明顯改善。 新時(shí)期行業(yè)監(jiān)管日益增強(qiáng)，加強(qiáng)已建水庫(kù)安全運(yùn)行管理已成為水利行業(yè)重點(diǎn)工作。 要建立全要素安全理念與經(jīng)驗(yàn)反饋機(jī)制， 充分重視水生態(tài)問題，走可持續(xù)發(fā)展道路；進(jìn)一步提升信息感知能力， 加強(qiáng)水庫(kù)群安全保障技術(shù)研究，加快水庫(kù)專業(yè)化、現(xiàn)代化管理能力建設(shè)，不斷提升水庫(kù)管理效率和水平。 ■