水电站大坝运行安全管理综述

冯永祥

（雅砻江流域水电开发有限公司，四川成都，610051）

水电站大坝运行安全管理综述

冯永祥

（雅砻江流域水电开发有限公司，四川成都，610051）

通过大坝失事和损坏典型事例，阐述了大坝运行安全管理的目的和重要性，并介绍了国内外大坝运行安全管理的体制、法规建设及大坝运行安全管理的发展趋势。以水电站大坝运行安全管理为主线，系统地介绍了大坝运行安全管理的主要内容。

大坝；运行安全；管理；体制；发展趋势

1 大坝运行安全管理的目的

大坝是人类控制江河、兴利除害、综合利用水利资源的建筑工程，对国民经济的建设及社会发展和稳定起着举足轻重的作用。人类筑坝历史悠久，世界各国已建造了数以万计、高度不一的大坝，形成了大小不同的水库群。随着现代坝工技术的发展，一大批高坝大库不断涌现。由于大坝的运行条件十分复杂，不确定性因素很多，大坝在发挥效益的同时，也存在着危险（即大坝失事）。大坝通常被定义为高危险性、低风险的建筑，就是说大坝失事的可能性很小，但大坝失事的后果却非常严重。因此，保证大坝运行安全是坝工建设和运行管理中的头等大事。

根据国际大坝委员会统计，1950年以前大坝的失事率为2.2%，1951～1986年间大坝的失事率为0.5%，1986年以前大坝的总失事率为1.2%。此外，大坝出现损坏、故障、重大缺陷等危害安全生产的事故数量更多，发生更频繁。随着现代坝工技术的发展和筑坝水平的提高，大坝失事率已大大降低。但由于坝工设计所采用的假定及分析计算成果不可能与实际情况完全吻合，施工过程中有可能留下隐患或缺陷，大坝的环境因素及坝体、坝基自身条件在运行过程中也可能发生不利变化，以及运行过程中的人为失误等，都有可能造成大坝事故。

大坝运行安全管理的目的就是通过安全监测、巡视检查、资料分析、维护加固等手段，及时掌握大坝运行性态，发现存在的问题，采取适当处理措施，消除存在的缺陷和隐患，保障大坝安全运行。

2 大坝失事及损坏典型案例

2.1 大坝失事典型案例

2.1.1 马尔帕赛坝

法国马尔帕赛大坝为双曲薄拱坝，坝高60 m，底宽6.26 m，顶宽1.5 m。1952年开工，1954年建成，初期蓄水缓慢，历时4年尚未蓄满。坝体位移每年观测一次，1959年7月第四次观测发现大坝和基础位移值偏大。1959年12月2日，当水库接近满库时坝体突然崩溃，造成421人死亡，100余人失踪，财产损失达300亿法郎。

2.1.2 瓦依昂坝

意大利瓦依昂坝高266 m，是当时世界上最高的拱坝。1960年竣工，水库蓄水后，近坝库区滑坡体经过3年蠕变，于1963年10月9日突然整体滑动，滑动范围2 km×1.6 km，体积2.4亿m3，其中1.15亿m3滑入水库，坝前1.8 km库段被填满，水库报废。滑坡体滑速高达25～30 m/s，冲击作用激起巨大涌浪，对岸库水飞溅高达270 m，坝顶涌浪水深100余m，冲毁下游一处村镇，近3 000人死亡。

2.1.3 堤堂坝

美国堤堂坝是一座土石坝，最大坝高126 m，1975年1月开始蓄水，5月3日库水深达56 m，在右岸山坡下发现渗水，5日上午坝脚处渗漏水严重，中午大坝溃决，从坝体处出现漏水到大坝溃决仅5h。大坝失事造成10余人死亡，财产损失达10亿美元。

2.1.4 板桥、石漫滩土坝

1975年8月，淮河流域遭受历史罕见暴雨，局部地区3天降雨量达1 605.3 mm。此次暴雨形成历史上罕见的大洪水，造成板桥和石漫滩两座大型水库、田岗和竹沟两座中型水库和58座小型水库漫溢垮坝。驻马店、南阳、许昌、周口、平舞等五个地区26个县（市）遭受严重水灾，1 100万人受灾，2.6万人死亡，全部经济损失达100亿美元。

2.2 大坝损坏典型案例

世界上有相当数量的大坝因水文、地质、水力学、地震、材料、施工等原因，造成大坝沉降、开裂、错动，大坝结构严重受损，不能发挥正常作用。虽然没有大坝失事造成的后果严重，但由此造成的损失和大坝除险加固的费用也十分惊人。

2.2.1 瑞士泽乌齐尔拱坝

瑞士泽乌齐尔拱坝坝高156 m，坝顶长256 m，1957年蓄水。在正常运行21年后，地下水文情况发生变化造成坝体沉降、开裂，裂缝最大宽度达15 mm。此后被迫放空水库，经多次修复加固后，大坝恢复运行，但从发现异常到水库重新蓄满，历时10年，用于维修加固的费用高达1 000万美元，发电损失则更大。

2.2.2 奥地利科恩布赖拱坝

奥地利科恩布赖拱坝高200 m，1977年建成，在1978～1983年首次蓄水过程中，最高坝段的坝踵和下游面底部均出现裂缝、漏水和扬压力增大到全水头等严重缺陷。经过多年反复处理，最终在大坝下游坝趾处建造了一个高70 m、宽60 m的混凝土支撑体，支撑体总体积达46万m3，相当于又建造了一座大坝，其费用可想而知。

20世纪，世界各国几乎都发生过不同原因的垮坝事件，人们从大坝失事的可怕后果和惨痛教训中意识到了大坝安全的重要性。大坝的失事不但直接危及国计民生，还严重影响社会的安定和生态环境。大坝安全是一个关系到社会公共安全的问题，为此，各国政府相继出台有关法律，成立了相应的管理机构，把大坝安全管理纳入了法制轨道。

3 国外大坝安全管理

世界上绝大多数国家都制定了有关大坝安全的条例或法令，并由政府有关部门负责，少数国家责成业主负责。下文简要介绍几个建坝大国的大坝运行安全管理情况。

3.1 美国

美国有大小坝8万多座，其中90%为土坝，15 m以上的大坝有8 700多座，100 m以上的高坝近百座。1972年美国政府出台了《国家大坝安全法》，1979年又出台了《联邦大坝安全导则》。美国大坝分为联邦管辖和州管辖两类，凡是由内务部垦务局、陆军工程师兵团、田纳西流域管理局等联邦机构建设和管理的大坝都属于联邦管辖，其余大坝由所在州管辖。根据《联邦大坝安全导则》，各联邦机构都成立了大坝安全管理办公室，大多数州也成立了大坝安全管理机构。大坝安全管理机构的职责是行政管理、安全检查、结构监测、技术分析、维修管理、应急行动计划和宣传培训等。

美国的大坝安全工作是通过制订和实施各级大坝安全计划来落实的。其主要内容包括：大坝的日常监测和维护、定期检查、补强加固、应急行动计划、宣传教育、注册及提交安全报告等。美国联邦应急管理局负责制定国家大坝安全计划，各联邦机构、州政府和大坝业主负责制定并执行相应的大坝安全计划。

3.2 加拿大

加拿大拥有800多座大坝，全国80%的水力资源已开发。加拿大设有大坝安全委员会，负责全国大坝安全规章的制订、审查，并制订了《加拿大大坝安全导则》，联邦政府授权省与州议会立法，由省或州政府制订相应的法规。联邦政府内设有水利、水电方面的行政机构，大坝运行安全管理的日常工作由各省所属的二级管理机构负责。1991年，加拿大BC省的BC Hydro公司率先将基于概率的风险分析应用于大坝安全管理，这种先进的方法能让业主了解大坝的安全程度，并用最经济、有效的方法去维护大坝的安全，保障业主的投资和利益。

3.3 英国

英国有517座大坝，英国第一部专门法典是1930年制订的《水库安全保护法》，它是在威尔士的科迪坝漫顶失事导致16人死亡后出台的。法律规定有资格的土木工程师负责对水库大坝进行定期检查，水库业主应对危险坝进行维修，否则要受控告。1975年在原法律的基础上进行了修订，形成了新的水库法，从行政管理和技术管理两个方面做了明确规定。由政府国务大臣负责水库大坝安全的一般性监督，地方当局行使水库法的职权，有资格的土木工程师和检查工程师承担水库大坝安全的技术责任，业主对水库大坝安全负最终责任。新水库法将责任人和组织机构分为水库业主、执法局、环境部和合格土木工程师专家组四类，通过四者的配合和制约共同保障水库大坝安全运行。

此外，澳大利亚、俄罗斯、意大利、巴西、日本等建坝大国的大坝安全管理也各有特色，在此不一一列举。

4 中国大坝安全管理

中国水能资源十分丰富，理论蕴藏量为6.94亿kW，技术可开发容量5.42亿kW，经济可开发容量4.02亿kW，为世界第一位。我国已建大小坝共计8.7万余座，其中坝高15 m以上的大坝25 800余座，已建和在建的坝高100 m以上的大坝160多座，其中坝高200 m以上的大坝14座。

中国的水库大坝安全管理大致可分为三个阶段。第一阶段为新中国成立至1978年改革开放，主要是以行政手段为主的粗放式管理。第二阶段为改革开放至20世纪90年代末期，国家出台了《水库大坝安全管理条例》等一批大坝安全管理法规、规范，从1980年代起，原水利电力部和水利部先后成立了水电站大坝安全监察中心（以下简称大坝中心）和水利部大坝安全管理中心，开展了大坝安全定期检查（鉴定）、补强加固和大坝安全注册等工作，大大加强了大坝的安全管理，大坝安全管理从行政管理过渡到制度管理。第三阶段是从新世纪开始，大坝安全管理从计划经济体制逐步向市场经济体制转化。

4.1 大坝安全管理体制

目前中国的大坝基本上分水利和水电两块管理。水利方面的大坝以防洪和灌溉为主，由水利部负责归口管理。笔者主要介绍水电站大坝安全管理的情况。

水电站以发电为主。目前，在国家能源局大坝安全监察中心注册或备案的水电站共计556座，总装机容量超过23 260万kW，总库容超过4 600亿m3。水电站大坝虽然数量不多，但集中了我国绝大部分已建的高坝、大库。

在1998年电力工业部撤销以前，水电站大坝一直由国家部委（水利电力部、能源部、电力部）直接管辖，各大电网和省（区）电力工业局负责管辖所属水电站大坝，各水电厂负责具体工作，形成了部、网（省）、电厂三级管理模式。大坝中心负责部属水电站大坝安全监察工作。电力工业部撤销后，成立了国家电力公司，三级管理模式基本未变。2002年以来，我国全面启动了电力市场化改革。2003年设立了国家电力监管委员会，电力系统的大坝由电监会监督管理，原大坝中心划转为电监会大坝中心，负责水电站大坝安全监察工作，水电站大坝安全的具体职责由大坝业主承担。2013年电监会撤销，其职能并入国家能源局，由国家能源局负责电力系统的大坝运行安全监督管理，国家能源局大坝安全监察中心负责大坝运行安全监督管理服务，为国家能源局及其派出机构开展大坝运行安全监督管理提供技术支持，电力企业是大坝运行安全的责任主体。

4.2 大坝安全管理法规

与水电站大坝运行安全管理有关的法律法规主要包括：《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国电力法》、《中华人民共和国防洪法》、《中华人民共和国防汛条例》、《水库大坝安全管理条例》、《水电站大坝运行安全监督管理规定》、《水电站大坝注册备案监督管理办法》、《水电站大坝安全定期检查监督管理办法》等。以上法规规范构成了比较完善的中国水电站大坝安全管理法规体系，使中国的水电站大坝安全管理工作逐步走向了有法可依、有章可循的法制化管理轨道。

5 大坝运行安全管理主要内容

大坝安全孕育在勘测、设计阶段，存在于大坝施工、运行管理的整个生命周期。设计、施工是大坝安全运行的基础，运行期要直接面对大坝潜在的风险，需要通过监测、检查、分析等技术手段了解和掌握大坝的安全状况，通过维护甚至调整大坝运行方式来消除存在的隐患，保证大坝的安全运行。因此，运行期是大坝安全管理的重点。

5.1 工程验收

验收是工程建设的重要程序，是检查、检验工程是否满足设计和相关规范要求、是否存在缺陷、能否发挥正常作用的必要手段。水电工程验收分为阶段验收、单位工程验收和竣工验收。

当水电工程建设达到某一关键阶段（如工程截流、水库蓄水和机组启动等），都应进行工程验收工作。

5.2 安全鉴定

水电工程安全鉴定分为蓄水安全鉴定、竣工安全鉴定和专项安全鉴定。工程安全鉴定是依据国家（行业）规程规范、国家有关部门批准的可行性研究报告和专题报告、合同文件规定的质量和安全标准，检查设计、施工等方面是否存在影响工程安全的问题，提出工程安全评价意见。对不符合上述规程规范、设计文件、标准并涉及工程安全的问题，要分析其对工程安全的影响程度，并作出评价意见。

5.3 大坝注册登记

水电站大坝运行实行安全注册登记制度。电力企业应当在规定期限内向国家能源局大坝中心提出注册登记申请，在规定期限内不申请办理注册登记的大坝，不得投入运行，发电机组不能并网发电。新建水电站大坝需在通过蓄水安全鉴定、机组转入商业运行前，办理大坝登记备案手续，完成工程竣工安全鉴定三个月内申请大坝初始注册。能源局大坝中心负责大坝安全注册备案，组织现场检查并提出意见，经国家能源局批准后向电力企业颁发大坝安全注册登记证。大坝安全注册等级分为甲、乙、丙三级。甲级登记证有效期为五年，乙级登记证和丙级登记证有效期为三年。水电站运行单位应当在有效期届满前三个月内申请换发登记证。

5.4 防洪度汛

水电站的水库调度必须在确保大坝安全的前提下，充分发挥设计规定的水库综合效益。

水电站运行管理单位必须建立健全大坝防汛制度，严格执行批准的运行、维护、操作规程以及防洪调度原则和设计规定的闸门运行方式和开启程序。按照防汛要求，做好防汛工作，确保水电站大坝安全度汛。

每年汛前，对水电站大坝安全监测系统、泄洪设施和水情测报、通讯、照明等系统进行全面详细地检查，对泄洪闸门、启闭设备、动力电源进行试运转，并做好防洪器材以及交通运输设施的检查准备工作。

每年汛期，加强对水电站大坝的巡视检查，做好水电站大坝的安全监测、水情测报和水库调度，确保泄水建筑物闸门和有关设施能够按照防洪调度原则和设计规定安全运行。

每年汛前、汛后，对水电站大坝近坝库岸和下游近坝边坡进行巡视检查，发现险情及时报告并妥善处理。

5.5 大坝安全检查

水电站运行管理单位必须建立大坝安全检查制度，开展安全检查工作，检查大坝及其附属设施运行的安全可靠性，及时发现大坝的异常现象或存在的隐患和缺陷，提出补救措施和改进意见。大坝安全检查分为日常巡查、年度详查、定期检查和特种检查四种。

5.5.1 日常巡查

日常巡查由水电站运行单位负责，组织专业技术人员对水电站大坝进行经常性的巡视检查。

5.5.2 年度详查

年度详查由水电站运行单位负责，每年汛前、汛后或者枯水期、冰冻期组织专业技术人员对水电站大坝进行详细检查，提出水电站大坝安全年度详查报告。年度详查包括下列内容：（1）对监测资料进行年度整编分析；（2）审阅运行、检查、维护记录等资料档案；（3）对与水电站大坝安全有关的设施进行全面检查或者专项检查。

5.5.3 定期检查

定期检查由大坝中心负责。每隔一定时间由大坝中心组织运行、设计、施工、科研等有关单位高级专业人员对大坝进行的全面检查和评价。定期检查一般每五年进行一次，检查时间一般不超过一年。

定期检查需成立专家组，根据水电站大坝的具体情况，由专家组确定专项检查项目和内容，水电站运行单位组织具有相应资质的单位进行专项检查，提出检查报告。大坝中心对专题报告进行审查，提出（或审查）定期检查报告，评定水电站大坝安全等级。水电站大坝安全等级分为正常坝、病坝和险坝三级。

5.5.4 特种检查

当发生特大洪水、强烈地震或者其他可能影响水电站大坝安全的异常情况时，水电站运行单位应当及时对大坝进行详细检查，并向大坝中心报送相关信息。大坝中心根据事件对大坝安全的影响程度开展特种检查，重新评定大坝安全等级。

5.6 大坝安全监测

大坝安全监测是大坝安全管理工作的“耳目”和“参谋”，主要包括信息采集、数据处理、综合分析、成果反馈等内容，其目的是为了掌握大坝运行性态、及时发现隐患、检验设计、指导施工，为大坝安全运行提供决策依据，充分发挥工程的综合效益。

大坝安全监测是一项专业技术很强的工作，从事安全监测的人员应当经过技术培训，持证上岗。

水电站大坝安全监测系统需与大坝主体工程同时设计、同时施工、同时投入运行。大坝安全监测仪器设备投运后，运行管理单位要做好日常检查维护和更新改造工作，保证监测系统的完备性和可靠性；需定期开展监测资料整编分析工作，并向大坝中心报送大坝安全信息。大坝中心负责监督、检查和指导电力企业大坝安全监测、检查、维护和信息化建设工作，分析处理企业报送的大坝安全信息。

5.7 维修加固

大坝的长期安全运行不是偶然的，需要精心维护。大坝终其一生，都伴随着水文、水力学、地质、地震、老化等风险因素，难免会出现缺陷或问题，如过水建筑物气蚀、金属结构锈蚀、异常渗漏、裂缝、滑坡等。这些问题的存在将导致大坝安全状况的变化，影响大坝的安全运行。因此，需要结合大坝安全监测和检查，及时发现和消除这些安全隐患，保证大坝在设计条件下运行。

5.8 大坝运行安全信息化建设

大坝运行安全信息包括安全监测、巡视检查、维修加固、水库运行等与大坝运行安全有关的所有信息。大坝运行安全信息在掌握大坝运行性态、分析大坝安全状态、追溯大坝运行安全管理历史和大坝运行安全监管方面都有非常重要的作用。以往的大坝运行安全信息基本以纸质文件或电子文档的形式存放在大坝运行管理单位，未能充分发挥应有的作用。

2006年，原国家电力监管委员会发布了《水电站大坝运行安全信息报送办法》和《水电站大坝运行安全信息化建设规划》，极大地推进了电力行业大坝运行安全信息化工作。大坝中心建立了全国电力系统大坝运行安全信息管理系统，很多业主单位都建立了企业级大坝运行安全信息管理系统，企业通过在线或邮件方式向大坝中心报送信息，大坝运行安全信息的作用得到较为充分的发挥。

2015年国家发改委颁布的《水电站大坝运行安全监督管理规定》，对电力企业大坝运行安全信息化建设提出了更高的要求，明确提出“对坝高一百米以上的大坝、库容一亿立方米以上的大坝和病险坝，电力企业应当建立大坝安全在线监控系统，并接受大坝中心的监督”。

目前，电力行业重要大坝基本实现了在线监测，但要达到在线监控的要求还任重而道远。

5.9 应急管理

大坝运行安全是关系到上下游人民生命财产的公共安全。随着国民经济的高速发展，公众的安全风险意识逐步增强，国家对企业安全风险防范的要求也越来越高。近年来，国家相继出台了《突发事件应对法》、《生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则》、《水库防洪抢险应急预案编制大纲》、《电力企业综合应急预案编制导则》、《电力企业专项应急预案编制导则》等法规或指导性文件。《水电站大坝运行安全监督管理规定》明确要求“电力企业应当建立大坝安全应急管理体系，制定大坝安全应急预案，建立与地方政府、相关单位的应急联动机制”。

大坝运行安全应急管理涉及危险源辨识与风险分析、应急预案的编制及演练、预防与预警、信息报告与发布、应急处置与善后处理、应急保障等内容。

6 大坝风险分析与管理

大坝风险分析和管理是近年来发展起来的关于评价大坝对下游威胁程度的方法，建立在大坝失事概率分析和大坝失事所造成的下游经济损失估算的基础上。这种风险的概念不仅要考虑大坝工程安全，更重要的是使水库大坝的潜在风险不超过下游能够承受的程度。

大坝风险分析和管理是一项涉及多学科的综合性技术。这项技术中包含了可靠性理论、事故的概率分析、事件树分析技术、大坝的溃决分析、溃坝的经济分析和风险人口分析、降低风险的工程和非工程技术等等，涉及到数学、坝工、水力学、水文、经济等学科。

大坝风险管理是大坝安全管理的延续和加强，包括一系列的决策和实施过程。例如制订加强大坝安全管理的有关法规、标准，确定高风险大坝的风险排序和加固排序，制订资金流向和管理策略，制订并实施预警系统、应急计划和疏散计划等。在大坝安全的基础上又向前发展了一大步，不但和下游潜在的经济损失相联系，而且还把能够降低下游风险的非工程措施放在重要的位置上。

大坝风险分析和管理的最终目的是把风险降低到公众可接受的水平。这和传统的工程安全概念不同，它把公众安全放到了十分重要的位置。这种风险概念是动态的，非工程措施往往能大幅降低风险水平。

目前，世界上许多发达国家（如美国、法国、加拿大、澳大利亚等）已经采用（或根据国情部分采用）风险评价的方法来加强大坝安全管理。随着研究和应用的发展，风险评价技术的局限性在近期内必然会有所突破，风险评价技术必将得到广泛应用。

7 结语

水库大坝在为人类利用自然资源、改造自然环境、兴利除害方面发挥巨大作用、创造巨大财富的同时，又存在着潜在重大安全风险。大坝运行安全管理就是通过防洪调度、安全监测、巡视检查、资料分析等技术手段，维护加固等工程措施，注册登记、定期检查、在线监控等监管措施以及应急管理等保障大坝运行安全，减免或降低大坝安全风险。目前，我国大坝安全管理理念已经从大坝自身安全管理向大坝运行安全风险管控转化。

随着电力体制改革的深化，电力系统原有的垂直一体化的水电站大坝安全管理体系发生了根本变化，形成了“企业自主管理，政府严格监管”的水电站大坝运行安全管理模式。

作为大坝运行安全的责任主体，电力企业必须认真贯彻落实国家有关法律、法规，自觉接受政府监管，建立健全大坝运行安全管理体系，认真开展大坝安全监测、检查和应急管理工作，及时开展日常维护和大坝除险加固，积极开展大坝安全信息化建设和大坝运行安全状态监控工作，切实履行大坝运行安全主体责任，不断提高大坝运行安全管理水平，保障大坝安全运行。■

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作者邮箱：fengyongxiang@ylhdc.com.cn

The purpose and importance of operation safety management of dams are expounded,combined with typical examples of dam failure and damage.The paper also introduces the institution,regulations and development trend of dam safety management at home and abroad.Aiming at hydropower dam operation,the main contents of dam safety management are discussed systematically.

dam;operation safety;management;institution;development trend

TV698

A

1671-1092（2017）02-0001-06

2016-11-22

冯永祥（1967-），男，甘肃永昌人，硕士，教授级高级工程师，长期从事水电站大坝运行安全管理工作。

Title:Overview on operation safety management for hydropower dams//by FENG Yong-xiang//Yalong River Hydropower Development Co.,Ltd.