新時(shí)期我國(guó)大壩安全運(yùn)維模式探索

何向陽(yáng) 王秘學(xué) 楊光 伊翠瑩

摘 要：本文在分析我國(guó)大壩運(yùn)維管理面臨的問題和挑戰(zhàn)基礎(chǔ)上，研究了國(guó)外水利典型實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，從完善水庫(kù)管理體制和法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)及制度體系、運(yùn)行管理模式、管理技術(shù)手段、引導(dǎo)社會(huì)力量參與、引入第三方獨(dú)立監(jiān)督評(píng)估等方面提出建議，為促進(jìn)大壩安全運(yùn)行提供借鑒。

關(guān)鍵詞：大壩安全;運(yùn)維模式;水庫(kù)管理;水利信息化

中圖法分類號(hào)：TV737? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? ? ? DOI：10.19679/j.cnki.cjjsjj.2021.0110

1? 我國(guó)大壩運(yùn)維現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

（1）大壩進(jìn)入“建管并重”階段

目前，我國(guó)水庫(kù)大壩處于“以建設(shè)為主”轉(zhuǎn)向“建管并重”的新階段，大壩安全運(yùn)行維護(hù)工作成為壩工行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前，我國(guó)壩工事業(yè)取得了長(zhǎng)足發(fā)展，已建成各類大壩9.88萬座，水庫(kù)總庫(kù)容超8 953億m3 [1]。加強(qiáng)大壩安全運(yùn)行管理，事關(guān)工程安全、社會(huì)公共安全和工程效益發(fā)揮，受到各級(jí)政府和行業(yè)的高度重視。

（2）大壩運(yùn)維仍然存在明顯“短板”

因水庫(kù)大壩數(shù)量多、分布廣、壩型多樣、管理主體多元，以及長(zhǎng)期存在“重建設(shè)輕管理”等因素，大壩運(yùn)維存在明顯“短板”，大壩運(yùn)行管理工作存在諸多薄弱環(huán)節(jié)[2]。一是水庫(kù)管理體制、運(yùn)維模式不完善。大壩主管部門包括各級(jí)水利、能源、建設(shè)、交通、農(nóng)業(yè)等有關(guān)部門，職責(zé)關(guān)系不夠清晰。部分水庫(kù)尤其是小型水庫(kù)的安全責(zé)任制尚未完全落實(shí)。二是水庫(kù)監(jiān)督管理和運(yùn)行管理技術(shù)手段落后，已建監(jiān)測(cè)設(shè)施及信息化系統(tǒng)問題較突出。大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)施完好率較低，監(jiān)測(cè)設(shè)施感知能力、分析能力及自動(dòng)化程度低;信息管理系統(tǒng)低水平重復(fù)建設(shè)較普遍，運(yùn)維經(jīng)費(fèi)普遍不足等。三是小型水庫(kù)安全隱患高。小型水庫(kù)經(jīng)常出現(xiàn)重大險(xiǎn)情甚至潰壩，水庫(kù)監(jiān)測(cè)設(shè)施不完備，管護(hù)主體不落實(shí)，技術(shù)力量普遍偏低，維護(hù)管養(yǎng)經(jīng)費(fèi)不足等問題突出。此外，部分水庫(kù)大壩的確權(quán)劃界推進(jìn)不暢，庫(kù)區(qū)管理和大壩安全鑒定等相關(guān)制度還需進(jìn)一步完善。

（3）新時(shí)期大壩運(yùn)維面臨的主要挑戰(zhàn)

大壩“老齡化”日益嚴(yán)重。我國(guó)已建水庫(kù)中約80%以上建于20世紀(jì)50～70年代，壩齡多已達(dá)到50～70年。限于當(dāng)時(shí)技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)條件，這些水庫(kù)普遍存在建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低、工程質(zhì)量差等先天問題，加上長(zhǎng)期運(yùn)行、投入不足、老化失修、管理粗放等后天因素，水庫(kù)病險(xiǎn)率曾高達(dá)44%。根據(jù)我國(guó)《水利水電工程合理使用年限及耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》，工程級(jí)別在3-5級(jí)的大壩，其設(shè)計(jì)服役年限為50年，目前基本都處于超合理使用年限的在役狀態(tài)。隨著時(shí)間推移，隱患和缺陷將加速顯現(xiàn)，水庫(kù)未來整體安全形勢(shì)不容樂觀。

2019年1月，水利部把“水利工程補(bǔ)短板、水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管”作為當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期水利改革發(fā)展的總基調(diào)。具體到水庫(kù)大壩工程，主要包括補(bǔ)齊水庫(kù)大壩的防洪不達(dá)標(biāo)、水利工程病險(xiǎn)隱患突出的短板，不斷加強(qiáng)水利信息全面感知、在線分析、應(yīng)急處理和智慧應(yīng)用的能力，強(qiáng)化對(duì)已建工程安全規(guī)范運(yùn)行的監(jiān)管等。從2018年起，水利部已連續(xù)三年開展“四不兩直”專項(xiàng)督查，預(yù)計(jì)未來將常態(tài)化實(shí)施。

2? 國(guó)外大壩運(yùn)維的實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)

國(guó)外水電發(fā)達(dá)國(guó)家的大規(guī)模大壩建設(shè)基本于20世紀(jì)70年代前完成，進(jìn)入21世紀(jì)后，大壩工程建設(shè)速度大幅放緩，其工作重心已轉(zhuǎn)移到工程安全運(yùn)行。本文選取美國(guó)、加拿大、瑞士、日本等具有代表性的水利國(guó)家，研究其在運(yùn)維管理體系、法規(guī)制度、管理技術(shù)手段等方面的運(yùn)維實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)。

2.1? 大壩運(yùn)維管理體系

目前美國(guó)已建水庫(kù)大壩9.1萬座。由聯(lián)邦機(jī)構(gòu)、州立專門機(jī)構(gòu)、大壩所有者（含私人所有者）、相關(guān)非政府組織等組成的多元化所有與管理，其中69%的大壩由州機(jī)構(gòu)管轄，5%的大壩由聯(lián)邦政府管轄。聯(lián)邦大壩安全相關(guān)機(jī)構(gòu)主要包括聯(lián)邦應(yīng)急管理署（FEMA）、國(guó)家大壩安全審查委員會(huì)（NDSRB）以及大壩安全聯(lián)委會(huì)（ICODS）等，其中FEMA負(fù)責(zé)“國(guó)家大壩安全計(jì)劃”的管理，NDSRB負(fù)責(zé)評(píng)審、監(jiān)督各州大壩安全計(jì)劃制定執(zhí)行情況，ICODS主要任務(wù)是協(xié)調(diào)各聯(lián)邦大壩安全工作。州立大壩安全辦公室負(fù)責(zé)大壩安全管理計(jì)劃，包括安全評(píng)價(jià)、維修方案審查、定期檢查以及應(yīng)急管理計(jì)劃的評(píng)估與批準(zhǔn)等。大壩所有者負(fù)責(zé)大壩的日常巡檢、維修和更新改造等工作。

加拿大共有大壩1.5萬座，其中15m以上的大壩930余座，業(yè)主為聯(lián)邦和省政府、電力公司、市政部門及個(gè)人。加拿大建立了政府監(jiān)督、大壩業(yè)主負(fù)責(zé)、專業(yè)機(jī)構(gòu)支持的大壩綜合管理體系。政府設(shè)置的大壩安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)監(jiān)督業(yè)主執(zhí)行情況。大壩業(yè)主對(duì)大壩安全負(fù)主要責(zé)任，對(duì)從事水壩安全管理工作人員的執(zhí)業(yè)資格有相應(yīng)規(guī)定，每座水庫(kù)都有專門的符合資格要求的運(yùn)行操作人員。加拿大大壩安全協(xié)會(huì)在大壩安全技術(shù)和實(shí)踐上指導(dǎo)業(yè)主工作，還協(xié)助承擔(dān)大壩安全條例和標(biāo)準(zhǔn)制訂工作。

瑞士共有水庫(kù)大壩1 200余座，已開發(fā)約85%的水電資源。根據(jù)水庫(kù)規(guī)模和重要性實(shí)施了分級(jí)監(jiān)管，瑞士聯(lián)邦能源署直接監(jiān)管最重要及規(guī)模較大的大壩，州屬大壩安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)規(guī)模較小的壩。瑞士設(shè)置了大壩運(yùn)行管理人員、資深工程師、獨(dú)立專家以及監(jiān)管機(jī)構(gòu)四個(gè)層次的運(yùn)維管理體系。

2.2? 大壩運(yùn)維法律法規(guī)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、指南

美國(guó)重視大壩安全管理的相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)及制度建設(shè)，制定了包括《國(guó)家大壩安全法案》《國(guó)家大壩安全核查法案》等在內(nèi)的法律法規(guī)體系，編制了各類指導(dǎo)性綱領(lǐng)、準(zhǔn)則、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等，聯(lián)邦應(yīng)急管理署協(xié)同國(guó)家大壩安全審查委員會(huì)，編寫并出版了大壩安全管理、運(yùn)行維護(hù)、結(jié)構(gòu)修復(fù)、風(fēng)險(xiǎn)管理、應(yīng)急響應(yīng)等方向的政策法規(guī)、技術(shù)導(dǎo)則及規(guī)劃范本[2]。

日本形成了以《河川法》為中心，由《水資源開發(fā)促進(jìn)法》《水資源開發(fā)公團(tuán)法》《防洪法》《特定多用途水庫(kù)法》等組成的法律體系，為日本的河川行政提供了政策法規(guī)保障。

為保障大壩安全管理，瑞士制定了《大壩安全法》《大壩條例》，并配套編制了大壩安全準(zhǔn)則、安全評(píng)估、監(jiān)測(cè)與維護(hù)等技術(shù)指南。

2.3? 大壩運(yùn)維管理理念

1991年，加拿大率先將風(fēng)險(xiǎn)理念用于大壩安全管理領(lǐng)域，實(shí)踐內(nèi)容主要包括：要求大壩業(yè)主制定運(yùn)行、維護(hù)與監(jiān)測(cè)（OMS）手冊(cè)和EPP（應(yīng)急預(yù)案）文件，開展安全評(píng)價(jià)和復(fù)核等。其中OMS手冊(cè)主要是指導(dǎo)水庫(kù)的運(yùn)行、檢查、監(jiān)測(cè)和維護(hù)工作，EPP文件主要用于指導(dǎo)水壩運(yùn)行管理人員在突發(fā)事件時(shí)行動(dòng)的程序和過程。

在大壩安全管理實(shí)踐中，美國(guó)引入了風(fēng)險(xiǎn)管理理念，在美國(guó)大壩名錄系統(tǒng)中，將大壩的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分為高、中和低風(fēng)險(xiǎn)3個(gè)等級(jí)，在運(yùn)維管理中，優(yōu)先對(duì)具有高風(fēng)險(xiǎn)的大壩進(jìn)行加固和更新改造，并編制應(yīng)急管理計(jì)劃。

2.4? 其他方面

一是獨(dú)立第三方評(píng)估的運(yùn)用。國(guó)際大壩委員會(huì)在2019年《世界大壩安全宣言》中明確提出，推動(dòng)在大型基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行中采用獨(dú)立/第三方評(píng)估機(jī)構(gòu)，以幫助確保工程安全。在加拿大，若大壩業(yè)主是政府，通常采用聘請(qǐng)獨(dú)立的外部專家進(jìn)行大壩的安全檢查和評(píng)估。二是社會(huì)團(tuán)體參與。在美國(guó)，大壩安全管理有部分學(xué)術(shù)團(tuán)體和組織參與，如州大壩安全官員聯(lián)合會(huì)（ASDSO）等通過制定聯(lián)合準(zhǔn)則、舉辦年會(huì)、研討會(huì)以及培訓(xùn)等，推動(dòng)各州制定切實(shí)可行的大壩安全計(jì)劃。

3? 大壩安全運(yùn)維模式的建議

3.1? 完善水庫(kù)管理法規(guī)制度與技術(shù)體系

進(jìn)一步理清大壩運(yùn)行管理涉及的相關(guān)主體及其職責(zé)，尤其要落實(shí)小型水庫(kù)的安全責(zé)任制，明確工程產(chǎn)權(quán)、管理主體，落實(shí)管護(hù)人員和經(jīng)費(fèi)，實(shí)施工程確權(quán)劃界?，F(xiàn)行《水庫(kù)大壩安全管理?xiàng)l例》《水庫(kù)大壩安全鑒定辦法》等法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，小型水庫(kù)基本為參照?qǐng)?zhí)行，實(shí)施靈活度較大，難以有效指導(dǎo)具體運(yùn)維工作，建議根據(jù)小型水庫(kù)特點(diǎn)，完善運(yùn)維管理法規(guī)制度、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，并制定更具操作性的導(dǎo)則。根據(jù)大壩運(yùn)維的相關(guān)崗位及職責(zé)，探索引入執(zhí)業(yè)資格制度，確保從事水壩安全管理工作人員具有相應(yīng)能力和經(jīng)歷。

3.2? 豐富運(yùn)行管理模式

為提高水庫(kù)的運(yùn)行管理水平，可從推進(jìn)大壩運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，開展專業(yè)化管理，引入風(fēng)險(xiǎn)管理理念，小型水庫(kù)的安全鑒定、除險(xiǎn)加固及降等報(bào)廢，行業(yè)服務(wù)平臺(tái)建設(shè)等方面，創(chuàng)新運(yùn)行管理模式。

水庫(kù)大壩運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)化是在符合現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)前提下，基于水庫(kù)工程管理考核標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合水庫(kù)大壩實(shí)際，編制工程標(biāo)準(zhǔn)化管理手冊(cè)，明確運(yùn)維各項(xiàng)工作內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)和要求，規(guī)范每項(xiàng)工作行為，將工程管理標(biāo)準(zhǔn)具體細(xì)化落實(shí)到每個(gè)崗位和人員，并輔以嚴(yán)格監(jiān)督檢查以保障標(biāo)準(zhǔn)化工作成效，形成良性長(zhǎng)效機(jī)制。目前，浙江等地的水利工程標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)已取得成效[4]。

專業(yè)化管理是以區(qū)域性大壩群為單位，以一個(gè)機(jī)構(gòu)或業(yè)主對(duì)一定區(qū)域內(nèi)大壩群進(jìn)行統(tǒng)一運(yùn)行管理，如以一個(gè)區(qū)縣或市為單位，通過集中具有執(zhí)業(yè)資格的專業(yè)人員從事預(yù)報(bào)調(diào)度、安全監(jiān)測(cè)及資料整編分析、系統(tǒng)維護(hù)等工作。與傳統(tǒng)的區(qū)域水庫(kù)各自為戰(zhàn)管理模式相比，可大幅提高大壩運(yùn)行管理的專業(yè)水平和規(guī)范性，有效節(jié)約人力資源、監(jiān)測(cè)設(shè)備、系統(tǒng)建設(shè)等方面的投入，并實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。

目前，大壩安全管理理念從單純的大壩結(jié)構(gòu)安全管理變化到大壩安全風(fēng)險(xiǎn)管理，可探索推進(jìn)將風(fēng)險(xiǎn)管理理念運(yùn)用到大壩運(yùn)維管理中，根據(jù)安全評(píng)價(jià)對(duì)水庫(kù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)，根據(jù)每年的定期檢查進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)指導(dǎo)確定除險(xiǎn)加固、安全督查等工作的優(yōu)先級(jí)。

3.3? 提升運(yùn)維技術(shù)手段

大壩運(yùn)維管理的目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)工程隱患并及時(shí)進(jìn)行處理，確保大壩安全，有效的技術(shù)手段是基本保證。近年來，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、GNSS等技術(shù)和硬件設(shè)備不斷快速發(fā)展，為大壩運(yùn)行管理革新提供了有力支撐。圍繞新時(shí)期水庫(kù)信息化補(bǔ)短板的要求，建議開展以下工作：一是大壩運(yùn)行管理相關(guān)信息化整體規(guī)劃;二是建立完善的信息化采集、傳輸、存儲(chǔ)、開發(fā)、運(yùn)維等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn);三是全面提升大壩信息感知和通訊能力，開展水庫(kù)智能監(jiān)測(cè)設(shè)施建設(shè)，包括各類監(jiān)測(cè)傳感器、圖像視頻、通訊網(wǎng)絡(luò)等，尤其是研發(fā)適用于小型水庫(kù)的一體化監(jiān)測(cè)設(shè)備;四是分期建設(shè)各工程的BIM模型，特別是大中型和部分重點(diǎn)小（一）型水庫(kù)，以利于監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)和安全運(yùn)行，并為全國(guó)統(tǒng)一監(jiān)測(cè)平臺(tái)打下基礎(chǔ);五是在區(qū)域或流域大壩監(jiān)管單位，推動(dòng)通用信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和業(yè)務(wù)應(yīng)用，租用或建設(shè)大壩運(yùn)行管理云平臺(tái)，包括硬件服務(wù)器、基礎(chǔ)平臺(tái)軟件、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)備份等通用基礎(chǔ)設(shè)施，各水庫(kù)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯聚至該平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ);六是開展基于云平臺(tái)的大壩安全運(yùn)行管理業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，包括面向移動(dòng)終端的應(yīng)用，并以服務(wù)的形式提供給各個(gè)水庫(kù)管理單位[5]。所有水庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)不需要單獨(dú)建設(shè)信息化機(jī)房及管理系統(tǒng)，可極大降低總體投資，同時(shí)解決了運(yùn)維困難、水庫(kù)缺乏專業(yè)人員等難題。

3.4? 引導(dǎo)社會(huì)力量參與

我國(guó)小型水庫(kù)點(diǎn)多面廣量大，大多分布在山區(qū)，交通不便，一直以來存在管理難、設(shè)施維護(hù)難等問題，隨著水行政主管部門編制被壓縮、但行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管要求提升，可以預(yù)見，以傳統(tǒng)模式進(jìn)行大壩運(yùn)維管理更將舉步維艱。因此，借助社會(huì)力量增強(qiáng)大壩運(yùn)維管理力量，勢(shì)在必行。

大壩運(yùn)維社會(huì)化是指以區(qū)域?yàn)閱挝唬瑢⒃搮^(qū)域大壩非核心類的日常維護(hù)管理業(yè)務(wù)推向市場(chǎng)，通過購(gòu)買服務(wù)的方式，由社會(huì)專業(yè)運(yùn)行和養(yǎng)護(hù)機(jī)構(gòu)承擔(dān)，以提高大壩運(yùn)維管理效率和水平。目前，國(guó)內(nèi)一些地方已做了有益嘗試，如重慶、浙江、廣東等地，取得較明顯效果，可有效解決小型水庫(kù)管護(hù)難題。

推進(jìn)大壩運(yùn)維社會(huì)化，要科學(xué)確定社會(huì)化服務(wù)的范圍，可將工程檢查、養(yǎng)護(hù)、監(jiān)測(cè)等技術(shù)性工作和工程保潔、綠化、保安等勞務(wù)性工作納入社會(huì)化管理，涉及到調(diào)度管理等行政管理、安全類工作不應(yīng)納入。此外，調(diào)動(dòng)水庫(kù)所在地人民群眾，通過個(gè)人智能終端監(jiān)督水庫(kù)的運(yùn)行管理。

3.5? 引入第三方獨(dú)立評(píng)估

目前，我國(guó)大壩管理體制中政府充當(dāng)了業(yè)主和監(jiān)管的雙重角色，導(dǎo)致監(jiān)管成效不彰。隨著大壩運(yùn)行管理專業(yè)化、社會(huì)化的推進(jìn)，如何專業(yè)、及時(shí)、公平、公正地監(jiān)督評(píng)價(jià)社會(huì)化服務(wù)成效，是開展管理考核工作的實(shí)際需要。

大壩運(yùn)行管理的第三方獨(dú)立監(jiān)督評(píng)估主要是在各級(jí)水行政主管部門的監(jiān)督基礎(chǔ)上，引入獨(dú)立的第三方，通過專業(yè)技術(shù)服務(wù)模式，定期或根據(jù)需要實(shí)時(shí)對(duì)大壩進(jìn)行檢查、監(jiān)督和安全評(píng)估。第三方與政府、行業(yè)監(jiān)管部門和大壩業(yè)主等沒有直接隸屬關(guān)系和利害關(guān)系，其監(jiān)督評(píng)估工作更客觀真實(shí)。目前，水利行業(yè)已在探索引入第三方監(jiān)管模式，如2014年，中國(guó)科學(xué)院對(duì)《國(guó)務(wù)院重大水利工程及農(nóng)村飲水安全政策措施》落實(shí)情況的第三方評(píng)估，2015年中國(guó)工程院對(duì)三峽工程開展的第三方獨(dú)立評(píng)估等。推進(jìn)大壩運(yùn)行管理的第三方獨(dú)立監(jiān)督評(píng)估是對(duì)現(xiàn)有監(jiān)管體系的有益補(bǔ)充，對(duì)于強(qiáng)化大壩運(yùn)行管理工作意義重大。

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