瑞典大坝安全和大坝公共安全

瑞典·Urban Norstedt

（U.NORSTEDT MTF AB）

瑞典大坝安全和大坝公共安全

瑞典·Urban Norstedt

（U.NORSTEDT MTF AB）

笔者简要介绍了瑞典的大坝、大坝安全以及大坝的公共安全情况。

瑞典国内约有10 000座大坝，规模、类型及坝龄各异。根据国际通用的分类法，其中约有190座水电站大坝被归类为大型坝。有些水电站大坝非常古老，但大多数都建于20世纪50年代之后，主要坝型是土坝和堆石坝。

总体而言，瑞典的水电站大坝性态良好，但也出现了一些问题：比如由于反滤层颗粒太粗，土石坝冰碛心墙出现了内部侵蚀；再比如，由于早些年的混凝土施工方法问题，老混凝土坝出现了恶化问题。

瑞典正在对其大坝进行除险加固，以达到现行行业安全导则《瑞典大坝安全导则》（简称RIDAS）的要求，其中包括有关设计洪水的新规定。目前，瑞典正在执行导则，对大坝进行大规模的除险加固计划。

接下来的几年中，国家、电力行业和高等院校将采取联合行动，为大坝和大坝安全领域提供必要的人才资源。除了技术方面，还利用了系统视角，包括风险分析，不仅包含了相应的技术，还包含了人员和组织方面的因素。这部分工作非常成功，吸引了许多博士生和研究人员的加入。

目前，瑞典没有针对大坝安全的专用法律，但在其他监管框架中，有关于大坝安全的规定，其中最核心的是《环境法典》和《民事保护法案》。根据这些法规，要求运营人员掌握必要的知识，能从环境和健康角度调查和评估运营过程中存在的风险，能拟定和遵从自主管理的规章制度，或采取必要的措施并具备防止损毁的能力。

瑞典正在对其监管系统进行改革，政府调查建议，未来国家应加强这方面的管控。

目前，在欧洲和世界各地，人们越来越关注大坝的公共安全问题。目前，瑞典正在实施新的行业导则，包括风险分析、预警、防御活动和设施。

大坝安全；公共安全；瑞典

1 瑞典的大坝

瑞典国内约有10 000座大坝，规模、类型及坝龄各异。根据国际通用的分类法，其中约有190座水力发电大坝被归类为大型坝，即坝高超过15 m。除了这190座大型水电站大坝外，还有15座尾矿坝坝高超过15 m。绝大部分水电站大坝坐落在受监管的河流上。

由意大利大坝委员会编辑，并在2013年威尼斯举办的欧洲俱乐部研讨会上展出的《欧洲大坝》一书中，列举了古老大坝的相关案例，即在16世纪中叶，在离斯德哥尔摩不远的萨拉矿区，实现了为水车而进行的筑坝工作。相关信息可参见网页www.sciencedistrict.com。

瑞典大规模开发水电始于20世纪初期，旨在为当时正在开发的铁路系统提供电力。瑞典大部分大坝建于1950～1980年之间。

这190座大型水电站大坝中，主要坝型是土坝和堆石坝，还有一小部分混凝土坝，以及少数几座拱坝。如今，大坝的设计、建造和运营都取得了巨大的进展。

在瑞典，冰碛心墙土坝的首次应用大约始于20世纪50年代。之后有些大坝的冰碛心墙出现了内部侵蚀问题，其主要肇因是使用了太粗颗粒的反滤层。为保证内部侵蚀不会发展成为最终的溃坝，许多大坝均进行了补强加固，即加建了额外的稳定支持坝趾，其粗颗粒材料能安全地输导出所有可能的渗漏水。

一些老混凝土坝，其恶化情况非常严重，需要对其进行补强加固，有的甚至需要重建。

图1 瑞典北部的叙奥尔瓦堆石坝，一座水电站大坝Fig.1 One of the Suorva rockfill dam in northern Sweden exemplifies a Swedish hydropower dam

2 大坝安全

对大坝设计者和运营人员来说，大坝安全一直都非常重要。之后，采用了越来越多的系统方法和协调措施。最近几年，瑞典能源和电力协会创建了新的大坝安全导则——《瑞典大坝安全导则》（简称RIDAS），其中包括对新的设计洪水的相关规定。这些要求与分类系统中的四个不同分类等级相关，而这些分类等级基于大坝的溃决后果而定。

目前，瑞典正在进行大规模的除险加固计划，以满足这些新提出的要求。对有些大坝，加大了溢洪道的泄洪能力，对另一些大坝，目前正在进行补强加固和加高，以承受更高的水位。大坝的监测系统目前也在升级过程中，对大坝的监控、运营和应急响应准备，也将进一步系统化。

导则也建议大坝业主应根据已建立的安全管理系统实施大坝安全工作，在系统中，对安全责任和角色分工都有明确的定义。

目前，瑞典没有针对大坝安全的专用法律，但在其他监管框架中，有关于大坝安全的规定，其中最核心的是《环境法典》和《民事保护法案》。根据这些法规，要求运营人员掌握必要的知识，能从环境和健康角度调查和评估运营过程中存在的风险，能拟定和遵从自主管理的规章制度，或采取必要的措施并具备防止损毁的能力。

在《环境法典》中，大坝安全是“水资源活动”监管范围中的一部分，县行政委员会是该监管权力的行使主体。之前，县行政委员会对大坝安全监管甚少，其没有时间或仅有少量时间投入到他们发起的监管活动中。瑞典全国有21个县。

1998年以来，公共机构——瑞典国家电网（SvenskaKraftnät）开始负责瑞典国内的大坝安全促进工作，包括为县行政委员会提供监管指导。

瑞典正在对其监管系统进行改革，政府调查建议，今后国家应加强这方面的管控。

2010年，作为瑞典大坝安全核心部门的瑞典国家电网向政府提交了瑞典监管系统审核报告，该审核报告是以企业部的名义编写。

瑞典国家电网认为，大坝安全需要发展，目前的大坝安全系统不能满足当今社会对安全提出的各种要求。需要提升国家在大坝安全方面的工作的主要原因在于，有这么些大坝，若其发生溃决，不仅会危及许多人的生命和健康，还会对社会许多其他重要领域造成严重干扰。尤其重要的是，对这样的大坝，社会已对其有了专业的认识，并对其安全进行管理。

对蓄水量巨大的水库，若大坝发生溃决，则后果会非常严重，许多人的生命会受到威胁，关键的基础设施，如公路、铁路、电站和电网、通信网络、供水系统和废水系统等都可能遭到破坏，严重影响公共服务的正常提供。

大坝分类系统还建议，对溃坝会引起极严重后果的大坝，应特别加以标明。这些大坝的运营人员必须根据安全管理系统的要求开展工作，必须对大坝设施进行定期安全复核。

瑞典国家电网及瑞典能源和电力协会的导则均对这些溃坝会造成极端后果的大坝提出了特别的要求。

之后几年，有两条重要建议得到了越来越多的关注。

第一条是，瑞典大部分大坝建于约40年前，当年的参与人员如今都已退休，这也促进了国家、电力行业和高等院校间的合作。他们创建了一个特别机构，并划拨了资金用于整个水电的研究和开发，其中也包括大坝和大坝安全。这是为什么如今许多博士研究生和研究人员对这一领域重新感兴趣的一个原因。

第二条是，人们越来越清楚地意识到，需要通过系统视角才能对大坝功能及其中所包含的风险有一个完整的认识，这也促使人们进行了许多风险管理和分析方面的活动，其中包括对整个系统的研究，不仅是技术方面，还包括人员和组织方面的因素，比如在其他危险行业中，人们都进行了哪些工作。这对许多人来说，算是大开眼界。

3 大坝的公共安全

大坝的日常运营会对大坝坝址处或周边河道造成影响，很多国家越来越重视其中涉及到的公共安全问题。该问题越来越受到人们重视的一个原因是，大坝运营活动造成的人员伤亡人数在许多国家已经超过了因溃坝事故造成的人员伤亡人数。

大坝安全和公共安全显著相关，但也有巨大的区别。公共安全理所当然是要保证大坝安全、防止溃坝事故发生的一个主要原因，但公众还面临着其他风险，并不直接与大坝的结构安全相关，而是关于大坝正常运营情况下（比如通过溢洪道泄洪）身处大坝周边的人员安全。

如图2所示，在更广阔的背景中，大坝安全、安防、公共安全以及大坝和河道的公共安全是相互联系、相互融合的。

图2 公共安全、大坝安全和安防间的关系Fig.2 Illustrated relationship between public safety,dam safety and security

在此背景下，国际大坝委员会欧洲俱乐部决定就此主题成立一个工作小组，即欧洲俱乐部公共安全工作小组，旨在就身处大坝及河道周围的公众安全问题相互学习，促进成员国和个人之间的合作和经验交流，并比较不同的法律和管理理念。

与大坝和水利设施相关的潜在风险（例如晴好天气中溢洪道和泄水底孔的忽然开启）通常不是非常明显，也不能预料，因此常常被公众低估。这就需要为公众提供特定信息。

3.1 总体风险

与大坝及其日常运营相关联的主要公共安全风险包括以下两方面。

（1）结构和运行工况

①因电站运行导致的水位突然改变；

②打开围堰，特别是下游河道区段吸引了众多休闲娱乐游客时；

③大坝泄水设施的运行，特别是下游河道区段有垂钓、泛舟、冰山攀登等活动时；

④带有分沙器或自动冲洗系统的河道或溪流的进水建筑物；

⑤打开带有陡坡的渠道，或有高速水流。

（2）危险的活动

①垂钓、体育活动以及坠落入上游河道和前池中的风险，包括大坝溢洪道和发电设施上游处的河道延伸段，此处存在高速湍流；

②从大坝跳跃或坠落；

③在存在高速湍流的大坝和发电设施下游的尾水和溢洪道区域，以及受大坝运行影响，水位和水流经常变化的更下游区域进行垂钓、游泳和泛舟等活动。

有的电站更容易发生公共安全事故，原因是拥有较长的溢洪道河床、上下游区域与日俱增的户外探险活动等，包括私人喷气艇的使用。同时，社会对安全的预期整体在提高。图3中的人们就并没意识到风险的存在。

3.2 法律框架和责任

与芬兰一样，瑞典有这样的法律概念，即每个人都享有进入私人土地和在自然环境中进行户外活动的权力，这就是瑞典对公共安全做出要求的特殊背景。瑞典《环境法典》和《事故防范法》就对普通公众的社会责任问题为大坝业主提供了法律框架。对有的设施，为保护普通公众，许可证发放的时候就包含了对其特定的要求，比如预警标识、泄水时需要发布声音或视觉信号。

图3 溢洪道下游有吸引力但危险的地段Fig.3 Attractive but dangerous location downstream in a spillway canal

3.3 瑞典水电行业的做法

总的来说，各国对公共安全责任采用的方法各不相同。在瑞典则认为，责任由业主、运营方和到访该区域的人共同承担。业主负责风险管理和通过合理的结构及运营调整、信息、预警和适当的隔离等方式来减小风险。处于公共场所的人们则需要接受预警，并遵从隔离要求。

瑞典大瀑布公司（Vattenfall）是瑞典国内首家提出《公共安全导则》的水电企业，该导则于2007年提出。在这之后的2008年，瑞典能源和电力协会为协会内所有的瑞典水电公司制定了《大坝设施和相关水道的公共安全导则》。

瑞典导则基于以下原则：安全主要责任由个人承担。每个人均承担着应意识到危险并采取合理防范措施的基本责任。另一方面，这也与瑞典电力公司对生命和安全的责任政策一致，即只要合理可行，应尽量防止大坝或水利设施发生危及公众的事故。

在此背景下，瑞典大瀑布电力公司颁发了以下政策和策略，与其价值观和道德责任完全一致，除了保护公众，还能保护公司品牌，提高竞争力。

3.3.1 政策

电力生产将以负责、有效且不影响安全的方式进行。

为保护大坝设施附近人们的生命和健康，尽量采取一切合理可行的系统性的安全工作。每个人都负有重要的责任，确保他们能意识到危险并接收到警报。

目标是，如果人们关注到上面提到的点，则靠近水电站设施时将不会比靠近类似的、未开发的水道更危险。

3.3.2 策略

安全目标的实现有赖于：

（1）通知和预警；

（2）避免无意的冒险；

（3）阻止有意的冒险；

（4）尽可能方便救援；

（5）与当地社会的代表合作（地方议会、应急服务、学校、志愿组织等）。

为适应当地的条件和要求，将会对这些预防措施做一定的调整，并建立在风险优先的基础上，以实现最大社会效益。

公共安全是整体安全的一个组成部分，也是安全管理系统的一个组成部分。

3.3.3 进程

瑞典能源和电力协会中的所有瑞典电力企业都在执行2008年颁布的总导则，包括风险分析、信息活动、新的标识系统、新的水栅和浮标等。

第一步，设计了一系列通用的预警标识，以避免因不同公司采用不同的标识而发生的混淆。这些标识的效力在一系列中心小组测试中得到了科学验证，而这些中心小组则由普通公众组成。图4是两个标识的图例。第一个标识表明闸门开启。第二个标识是对随之而来的洪水波进行预警。

图4 溢洪道渠道下游有吸引力但却危险的区域Fig.4 Attractive but dangerous location downstream in a spillway canal

3.4 瑞典一案例

该案例发生在瑞典于默河的Stornorrfors大坝。

近年来，在Stornorrfors水电站下游的溢洪道区域，即几公里长的老河床上，约有10人在此丧生。按照许可规定的最少量的泄水也会使其成为娱乐休闲的好去处，如游泳、垂钓或有时泛舟。该区域有完善的预警设施，如约有200个预警标识、围栏和警报器。

图5 Stornorrfors大坝区域及下游视角的大坝和溢洪道Fig.5 Pictures showing the area of the Stornorrfors dam and the dam and spillway from downstream

2007年初，由于电站突然停机，进行了计划外的泄水，这种情况在冬季非常少见。生活在下游的一位市民意识到一群雪上汽车驾驶者刚经过了结冰的道路，可能听不到警报，于是他登上了河中的一个小岛，希望给他们提供警示，让他们在洪水到达前返回。洪水来了，碎冰阻壅水流，包围了小岛。他在小岛上被困6 h，直到救援人员将他用直升机转移走。之后，相关方与其他利益相关者一起，对这次事件进行了联合调查，得出了以下建议和行动计划：

（1）将公共安全纳入水电站大坝安全和安全管理系统内，是其组成部分之一；

（2）对运营流程进行复核；

（3）调查“巡视检查”的真正需求；

（4）通信导则；

（5）更多的设施：声音或视觉警示/警报、浮标、栅栏、标识、电视监控器等。

虽然此次事件没有触发瑞典公共安全工作的加强，但也强调了对进一步行动的需求。

4 结语

瑞典国内约有10 000座大坝，规模、类型及坝龄各异。根据国际通用的分类法，其中约有190座水电站大坝被归类为大型坝。

瑞典大规模的水电开发始于20世纪初，大多数大坝建于1950～1980年之间。

这190座大型水电站大坝中，最主要的坝型是土坝和堆石坝，还有一小部分混凝土坝，以及少数几座拱坝。如今，大坝的设计、建造和运营都取得了巨大的进展。

有些大坝的冰碛心墙出现了内部侵蚀问题，其主要肇因是使用了太粗颗粒的反滤层。为保证内部侵蚀不会发展成为最终的溃坝，许多大坝都进行了补强加固，即加建了额外的稳定支持坝趾，其粗颗粒材料能安全地输导出所有可能的渗漏水。

目前，瑞典没有针对大坝安全的专用法律。但该情况可能会发生改变，因为政府对此进行了调查，调查建议，今后国家应加强对大坝安全的管理。在瑞典，大坝安全非常重要，直到现在，还是基于瑞典能源和电力协会制定的导则来对大坝安全提出要求。这些导则对瑞典的大坝安全发展非常重要。

目前，瑞典着眼于未来，正在努力提高必要的竞争力。就大坝和大坝安全，业内的工作正在向更具系统性视角的方向努力，不仅是技术，还有人员和组织方面的因素。

大坝周围的公共安全即大坝设施正常运营期内周边公众的安全问题。与其他许多国家一样，瑞典正在对此给予更多的关注。瑞典国内，瑞典能源和电力协会的导则已经制订颁发，并且正在实施过程中。■

文献来源：http：//www.slocold.si/symp20years/106_Z15_47-55_Norstedt.pdf

翻译：崔弘毅

校核：许传桂

海水抽水蓄能电站资源站点达238个

据中国电力报4月5日，国家能源局发布海水抽水蓄能电站资源普查成果显示，我国海水抽水蓄能资源站点达238个，总装机容量可达4 208.3万kW。其中，位于浙江舟山、广东汕头、福建宁德等8个建设条件相对较好的典型站点将作为下一步研究重点。

海水抽水蓄能电站是抽水蓄能电站的一种新型式，相关研究具有前瞻性。《水电发展“十三五”规划》将“研究试点海水抽水蓄能”纳入重点任务，要求加强关键技术研究，推动建设海水抽水蓄能电站示范项目，填补我国该项工程空白。

国家能源局表示，通过组织有关方面开展海水抽水蓄能电站资源普查，基本摸清了我国海水抽水蓄能电站资源情况。此次普查，范围涵盖除港澳台外所有沿海省份，主要集中在东部沿海5省（辽宁、山东、江苏、浙江、福建）和南部沿海3省（广东、广西、海南）的近海及所属岛屿区域。其余河北、天津、上海3省（市）沿海地势平坦，不具备建设海水抽水蓄能电站的基本地形条件。

根据站点地形地貌、成库条件、距高比、水头、区域地质和环境影响等方面的要求，本次共普查出海水抽水蓄能资源站点238个（其中近海站点174个，岛屿站点64个），总装机容量为4 208.3万kW（其中近海为3 744.6万kW，岛屿为463.7万kW）。从地域分布看，广东、浙江、福建3省海水抽水蓄能资源最为丰富，分别有57个、71个、56个资源站点，资源总量分别为1 146万kW、917.6万kW和1 057.1万kW，分别占资源总量的27.2%、21.8%、25.1%；辽宁、山东、海南3省资源站点分别有10个、17个、19个，资源量分别为122.9万kW、234.6万kW、562万kW，分别占资源总量的2.9%、5.6%和13.4%；江苏、广西资源站点相对较少。

国家能源局指出，考虑地形条件、工程布置、节约淡水资源等多方面因素，在上述资源普查站点基础上，进一步筛选出了建设条件相对较好的8个典型站点，分布在浙江、福建、广东3省，将作为下一步研究重点。

This paper is giving very brief information on Swedish dams,dam safety and safety for the public around dams.

There are an estimated 10 000 dams in Sweden,of varying size,type and age.Of these,190 are hydropower dams classified internationally as large dams.Some of the hydropower dams are very old but most of them were built later than 1950.Earth and Rock fill dams are in majority.

The Swedish hydropower dams have in general performed well,but some problems have arisen linked to internal erosion in embankment dam moraine cores due to too coarse filters and other to deterioration in older concrete dams due to concrete construction methods in earlier days.

Swedish dams are under upgrading to meet now industry safety guidelines RIDAS including new guidelines on design floods.An extensive program of upgrading the dams to implement the guidelines is going on.

In later years mutual actions from the state,power industry and universities have been taken to provide necessary competence for the future in the dam and dam safety field.Besides the technical issues a system view is applied including risk analyses involving not just technology but also personal and organizational aspects.This effort is successful and involving many doctor students and researchers.

Sweden has no specific law on dam safety for the time being.There are regulations on dam safety in several regulatory frameworks,the most central of which are the Environmental Code and the Civil Protection Act.Under these regulations,the operator is required to obtain the necessary knowledge,investi-gate and assess the risks involved in the operations from environmental and health perspectives,draw up and follow routines for self-regulation and otherwise take requisite measures and be prepared to prevent damage.

The Swedish regulatory system is under revision and a governmental inquiry is proposing a stronger grip from the state for the future.

Public Safety around dams is of growing interest in Europe and around the world today.New Swedish industry guideline is under implementation,including risk analyses,warning and hindering activities and installations.

dam safety;public safety;Sweden

TV698

A

1671-1092（2017）02-0060-06

2017-02-13

Title:Swedish dams,dam safety and public safety around dams//by Urban Norstedt//U.NORSTEDT MTF AB