近期国际溃坝事件对我国大坝安全管理的警示

李宏恩，盛金保，何勇军

（1.水利部大坝安全管理中心，210029，南京；2.南京水利科学研究院，210029，南京）

近期乌兹别克斯坦锡尔河州和美国密歇根州相继发生两起溃坝事故，导致3 座大坝溃决，造成了严重社会影响，同时也暴露了工程设计和施工质量不过关、 运行管理不当、监管不力、调度不合理、预警不及时等问题，对做好我国水库大坝风险防控和安全度汛工作具有借鉴意义。

在抗疫形势依然严峻的大背景下，我国水库安全管理与疫情防控有诸多共通之处，“小型坝高风险”的现状值得所有利益相关方（各级地方政府、水行政主管部门、其他水库管理者以及公众）进一步思考。 本文在简要梳理乌兹别克斯坦萨尔多巴水库、美国伊登维尔大坝和桑福德大坝基本情况、溃坝过程、应急处置方法、溃坝影响等相关信息基础上，探讨了两起溃坝事故对我国水库大坝安全管理和风险防控的警示与启发，提出进一步加强我国水库大坝安全管理工作的对策与建议。

一、乌兹别克斯坦萨尔多巴水库溃坝事故

乌兹别克斯坦萨尔多巴水库于2017年完工，依锡尔河（Sidaryo River）而建，该水库类似我国引水注入式的平原水库，由西、北、东三段堤坝围成，库容9.22 亿m3（相当于我国大（2）型水库），水库功能以灌溉供水为主，兼顾渔业和水力发电。 萨尔多巴水库溃坝发生前，乌兹别克斯坦正在遭受强台风袭击，溃坝发生在当地时间2020年5 月1 日6 时左右，溃口位于水库西侧坝体，根据溃坝前后的卫星图片显示，大坝溃决时水库处于较高水位运行， 溃坝后大部分库水迅速下泄，造成水库以北的乌兹别克斯坦至哈萨克斯坦部分地区大量农田和多座村庄被淹，约7 万居民被疏散，并造成4 人死亡、56 人受伤。

二、美国密歇根州伊登维尔大坝与桑福德大坝溃坝事故

伊登维尔大坝位于密歇根州米兰德县（Midland）上游约21 km 处的蒂塔巴瓦西河（Tittabawassee）和特巴可河（Tobacco）交汇处，桑福德大坝位于伊登维尔大坝下游约11.3 km 处，由私营企业Boyce Hydro 运营。 伊登维尔大坝建于1924 年，水库库容8 170 万m3，水面面积约15 km2，主要功能为发电与防洪，兼顾旅游、休闲等。 电 站 装 机 容 量4.8 MW （2×2.4 MW），大坝为土坝，主要由两个坝段组成， 右侧坝段位于特巴可河上，左侧坝段位于蒂塔巴瓦西河上，两侧均设有混凝土溢洪道。 桑福德大坝建于1925 年，水库库容1 714.4 万m3，主要功能为发电。 大坝为蒂塔巴瓦西河干流布置的闸坝， 坝高10.97 m， 水头7.92 m，坝顶长度481.3 m，溢流闸坝宽度42.37 m，溢流闸坝由6 孔液压启闭闸门控制，布置于左岸，右侧为土坝。

蒂塔巴瓦西河在2020 年5 月19日上午进入大洪水期，10∶15 水位达到8.60 m 并持续上涨，当地时间5 月19 日19∶30， 伊登维尔大坝库水位接近坝顶时大坝发生了渗流破坏，进而失稳溃决； 下游桑福德大坝于当日20∶49 发生了漫顶溃决。 两座大坝溃决后蒂塔巴瓦西河水位继续上涨，到20 日下午水位达到最高值10.68 m，超过了当地历史最高水位10.33 m（1986 年）。

溃坝发生后，密歇根州和米兰德县政府通过手机即时通信工具、网站等及时发布了溃坝信息，并对约1 万人进行了疏散，地方应急部门具有较好的各标准洪水和溃坝洪水风险图，溃坝未造成人员伤亡。

三、两起溃坝事件的警示

1.极端气候变化将给大坝安全管理带来前所未有的挑战

乌兹别克斯坦和美国的两起溃坝事故均遭遇了强降雨过程，与极端天气导致的洪水过程直接相关。 在全球气候变化背景下，极端天气导致的旱涝灾害事件呈现明显增加趋势，尤其在部分沿海地区导致风暴潮、台风等事件频发，给大坝安全管理带来前所未有的挑战。 气候变化将对水利工程，尤其是水库大坝工程产生愈发明显的不利影响已成为不争事实，这些不利影响主要表现在以下3 个方面：

（1）超标准洪水发生频率明显上升

气候变化引起暴雨、洪水等水文极值变化，直接改变了工程设计洪水系列，增加了设计洪水大小核算的不确定性，使得由现有工程水文计算方法制定的流域开发利用工程、防洪和抗旱工程的设计与运行面临着由环境变化带来的风险，也给保障水库大坝安全管理中的水雨情监测、运行调度、应急预案等关键非工程措施的完备性、有效性及可操作性带来了很大难度。

（2）极端天气事件加速水库大坝工程设施老化

气候变化背景下发生极端温度、持续干旱、旱涝急转等事件可能性明显增加，导致水库大坝在更长时间的不利工况下运行，直接影响大坝结构稳定和水工材料性能劣化并加剧了工程老化，干湿、冻融循环对混凝土、金属结构等工程设施老化影响进一步加剧，尤其对混凝土坝及土石坝输泄水设施运行性态影响更为明显。

（3）气候变化背景下我国西部地区面临更为严峻的溃坝风险

萨尔多巴水库筑坝材料与我国西北部地区土性类似， 黏粒含量低，抗渗和抗冲能力差，若大坝或穿坝建筑物的抗渗设计、施工和运行环节稍有不慎，极易引起严重的渗流安全问题，进而导致溃坝事故发生。 我国新疆、甘肃、内蒙古、宁夏、青海等西部地区的溃坝率始终居高不下，受制于地方经济社会发展程度的影响，西部地区水库工程在管理水平、 工程标准、建设质量等方面存在的问题更为突出,也将面临更为严峻的溃坝风险。

2.我国中小型水库大坝老龄化问题存在潜在风险

此次美国发生溃决的伊登维尔、桑福德两座大坝坝龄均接近100 年，这是美国大坝老龄化问题的一个缩影。美国全国91 468 座大坝平均坝龄为57 年， 超期服役大坝安全问题严峻。 我国水库大坝数量与美国相当，据水利部大坝安全管理中心统计，平均坝龄约50 年， 大坝老龄化导致的各类水库大坝安全管理风险渐增，主要表现在4 个方面：

（1）工程质量先天不足，老龄化大坝安全运行风险长期存在

我国中小型水库工程大多兴建于20 世纪50—70 年代，30 年间累计建成各类水库79 500 余座，约占我国水库总数的80.4%。 特殊的历史时期和经济技术条件导致这些水库工程存在先天不足等问题，加之管理经费投入不足、维修养护不到位、工程老化失修严重， 我国水库溃坝风险突出。1954—2018 年水库溃坝3 541 座，近20 年 （2000—2018 年） 共溃坝84座，年均溃坝率降至0.45×10-4，已低于世界公认的低溃坝率水平 （2×10-4），但是随着经济社会的不断发展，水库一旦溃决，将造成严重的生命财产损失和恶劣的社会影响。

（2）仅具公益性功能的老龄化大坝日常维修养护资金缺口巨大

此次发生溃决的伊登维尔大坝自1999 年后一直缺乏有效的维修养护，最终也成为此次大坝溃决事故的重要原因之一。 在我国，由能源部门管理的水电站大坝数量仅占水库总量的0.6%， 库容却占全国总库容的56.1%， 发电装机容量占全国总装机容量的85%，良好的电站运行效益保障了这些水电站大坝一般具有完备的大坝安全管理条件；而注册登记在水利部门的水库大坝共96 603 座（占97.8%），大多以防洪与农业灌溉等公益性功能为主，发电、供水等综合性经营收入较少，绝大部分中小型水库不具备保障自身安全运行的 “造血”能力，难以满足水库自身运行管理和维修养护经费需求。虽然国务院2002年9 月发布《水利工程管理体制改革实施意见》（国办发〔2002〕45 号）后部分水库管理单位经济运营状况有所好转，但中西部欠发达省份各级地方政府对水利基础设施的公共财政支出不足，针对日常运行管理和维修养护投入无有效渠道保障。

（3）病险水库除险加固缺乏固定的渠道保障

伊登维尔大坝在2018 年被评定为不合格状态，相当于我国的“三类坝”。 由于加固经费未落实，该水库未采取任何有针对性的除险加固措施，成为此次大坝因泄流能力不足叠加暴雨洪水导致漫顶溃决的直接原因。我国1998 年长江流域特大洪水后，中央财政合计安排专项资金3 000 多亿元，加固病险水库69 075 座，占水库总数的69.9%， 水库大坝除险加固消除了大量工程安全隐患，提高了水库防洪安保和水资源调控能力，产生了巨大的安全效益与社会效益。 然而，老龄化大坝的运行安全性态演化有其自身规律，从来没有一座大坝可以通过一次除险加固而“一劳永逸”。全国每年还有不少因先天不足、工程老化、水毁、地震、维修养护不善等原因产生的新病险坝，因此，水库大坝新暴露病险和历史遗留病险共存的现状使得水库除险加固工作成为一项长期而艰巨的任务。 如何保障病险水库除险加固经费渠道通畅，进而建立病险水库除险加固的长效机制，对我国新时期水库大坝安全管理工作提出了重要挑战。

（4）专业技术管理人员匮乏加剧了老龄化水库大坝管理难度

水库大坝安全运行日常管理、突发事件应急处置的各环节都要靠人去落实。 然而我国对于中小型水库的大坝安全管理大多以单座水库为单位，面广量大、效益有限，且经费和专业管理人员匮乏。 许多小型水库地处偏僻， 看护人员大多为当地居民，部分水库甚至无人管理，且管理人员流动快、变化大，加剧了老龄化水库大坝管理难度。

3.全生命周期安全监管体系是水库大坝安全运行的根本保障

乌兹别克斯坦和美国的两起溃坝事故暴露了水库监管环节的较大缺陷。 美国溃坝事件中暴露的监管机构 “发文管理”、 大坝业主 “诊而不治”、接管单位“接而不管”等严重缺陷对我国大坝安全管理具有重要的警示意义，具体表现在以下3 个方面：

（1）新建水库或除险加固水库工程必须严格按要求开展蓄水安全鉴定

我国历史上新建水库初蓄期的溃坝事故带来的教训惨重。 据《全国水库垮坝登记册》记录，水库初蓄期和运行期前5 年的溃坝案例占据了相当高的比例。 由此可见，在大坝初期蓄水必须经过缜密的复核与充分的判别后方可实施，若乌兹别克斯坦萨尔多巴水库能严格开展相关工作，溃坝事故或可避免。 蓄水安全鉴定工作既是对技施阶段“里程碑”式的重要总结，又是工程充分发挥效益的起点，对工程建设具有特别意义，更是工程长效安全运行的重要基础。 必须高度重视蓄水安全鉴定工作， 发现问题及时整改，确保水库工程蓄水安全。

（2）定期安全鉴定是准确掌握大坝安全状况的有效手段

此次美国密歇根州的溃坝，水库监管机构早在1999 年就通过安全鉴定（检查）掌握了伊登维尔大坝存在泄流能力不足等一系列问题，将其鉴定为高风险大坝。 这说明大坝安全鉴定是准确掌握大坝安全性态的重要手段。 我国《水库大坝安全鉴定办法》与《水库大坝安全评价导则》对水库大坝安全鉴定的相关工作做出了明确要求与规定， 然而仅肩负防洪、灌溉任务的中小型水库因经费不足问题在执行相关规定时仍然困难重重。

（3）必须严控水库汛期限制水位对水库合理调度

两起溃坝事件均暴露了水库运行调度不当的问题。 萨尔多巴水库几乎满库迎汛，伊登维尔水库在大洪水来临前也处于夏季水位运行，水库调度不当成为大坝溃决的重要因素。 我国2007 年发生溃决的小海子水库、2013 年相继发生溃决的联丰水库和星火水库都与水库违规调度、擅自超蓄有关。 随着经济社会的发展，水资源需求矛盾日益突出，一些久旱地区为保供水常在汛期冒险蓄水，而一些位于城市的水库功能发生改变，因景观、生态等需求被地方政府强制要求高水位运行， 而无视水库调度规程，进而给水库安全运行带来了极大风险。 如何在兼顾安全与效益的前提下对水库合理调度，考验着各级地方政府的管理智慧，但水库的汛期限制水位作为水库安全管理的“红线”必须严格执行， 尤其是对梯级水库的联合调度以及对“长藤结瓜”型的中小型水库群的合理调度更应引起足够重视。

（4）重视除险加固前和降等报废后水库（山塘）存在风险的监督管理

美国伊登维尔大坝被鉴定为“不合格”后，业主仍未开展除险加固，最终遭遇突发洪水导致溃坝。 在我国，被鉴定为“三类坝”的水库也面临着类似问题，从被鉴定为“三类坝”到水库除险加固正式启动往往会经历2～3年甚至更长时间，其间的水库管理与调度风险不可忽视，同时随着部分小型水库降等报废工作推进，降等报废后对水库（山塘）的实际运行管理更应加强。

4.非工程措施是水库风险管理中的重要支撑

由于乌兹别克斯坦的监测预警、应急处置条件与能力相对薄弱，萨尔多巴水库溃决造成了人员伤亡；而美国涉及大坝安全管理的监测预警、应急预案等非工程措施相对成熟，未造成人员伤亡。 可见，水库大坝非工程管理措施在水库日常和应急管理中发挥着非常重要的作用。 对我国的重要启示包括以下3 个方面：

（1）我国基层水库应对突发事件能力仍然相对薄弱的现实应引起重视

近年在我国发生的多起溃坝事故及其应急处置过程反映出当前我国基层水库应对突发事件的能力仍然相对薄弱，主要问题包括：一是管理人员风险意识薄弱，不重视日常巡视检查和监测资料分析，溃坝突发事件监测预警能力差；二是应急预案流于形式，对突发事件的分析没有针对性，应急抢险方案没有指导价值和可操作性；三是应急准备不足，缺乏抢险物料和设备储备，应急预案没有经过培训和演练，遭遇紧急情况时茫然失措，不能及时、正确应对。

（2）水情测报系统和通信设施不完备的状况应尽快改善

虽然近年水利部及各级地方政府加大了水库水情测报系统的建设工作，但仍然有部分中小型水库地处偏僻，防汛交通与通信不便，缺少必要的监测设施。 而部分已投入运行的水雨情监测设施由于防汛部门与水库管理部门的协调问题造成监测预警信息不通畅、无共享，导致无法有效指导水库实际运行管理。

（3）中小型水库应急预案（EPP）编制质量偏低的状况应尽快提高

尽管2007 年以后水库突发事件应急预案编制已成为水库大坝安全管理的基本要求， 但除大型水库外，由水利部门管理的部分中小型水库由于经费不足、基础资料匮乏、编制单位技术力量薄弱等多方面原因，应急预案的完备性、科学性和可操作性差，尤其是不同洪水标准和溃坝洪水下的下游风险图编制问题突出，难以充分发挥应急预案风险防控作用。

四、加强水库安全管理的建议

近年，水利部关于加强水库管理的举措众多，对水库管理进行持续的工程与非工程措施投入规模空前，然而小型水库仍然存在历史欠账多、风险人口数量大、 配套法规不健全、除险加固不彻底、 非工程措施配套不到位等诸多问题， 在水旱灾害防御的三大风险——超标准洪水、水库失事、山洪灾害中， 更是到处都有水库安全问题的身影。 加强水库安全管理的建议如下：

1.正视气候变化对水库大坝安全运行风险影响

在气候变化大背景下，我国境内极端天气的发生频率将显著升高，工程设施老化加速，西部地区水库管理面临更高风险，建议：①按风险评估的溃坝后果对工程等别及建筑物级别进行分类，并据此确定建筑物的设计洪水标准、抗震设计标准以及配套管理设施，提升重要水库应对突发极端事件的能力；②加大气候变化对大坝等水利工程影响领域的科研投入，揭示各类极端天气对水库大坝等重要水利工程的作用机制与量化影响程度，为应对气候变化决策提供理论和技术支撑； ③进一步强化按流域、区域应对气候变化对水库大坝安全运行影响的监督与管理机制，对西部经济社会发展较落后地区的水库安全管理应予以更多重视与政策倾斜，降低水库失事风险。

2.正视大坝老龄化给水库安全管理带来的潜在风险

我国水库大坝老龄化超期服役存在的安全风险将长期存在， 建议：①加大对仅具防洪、灌溉功能的老龄化大坝日常维修养护资金投入，建立日常运行管理和维修养护投入的有效渠道；②对老龄化水库的除险加固工作常抓不懈、动态管理，建立病险水库除险加固经费投入与管理长效机制； ③针对纯公益性水库安全与管理特点，制定相应配套法规，将水库安全鉴定费用纳入地方财政预算；④推广已在浙江、山东、江西等省份初步形成的市场化、 专业化和社会化维修养护体系， 努力探索多样化的水利工程管理模式， 逐步实行中小型公益性水库的社会化和市场化管理； ⑤提高基层管理人员收入水平和生活工作条件， 加强对水库管理人员培训，提升基层管理人员的管理能力和水平。

3.持续加强全生命周期安全监管体系建设

对水库安全管理需重视 “强监管”与“补短板”协调推进，为化解水库大坝安全管理的潜在风险，建议对现行的注册登记、安全鉴定、安全监测、维修养护、应急管理等流程的落实情况继续加大监管力度，重视病险水库“三类坝”核查中的水库安全鉴定质量、新建水库或除险加固水库工程的蓄水安全鉴定程序规范，特别重视在除险加固前和降等报废后水库（山塘）存在运行风险的监督管理，严格控制运用，加强巡视检查。

4.水库大坝安全管理亟须工程措施与非工程措施并重

我国中小型水库安全管理长期积累的问题在短期内难以彻底解决，建议确立近、中、远期目标，工程措施与非工程措施并重， 进一步明确和落实责任主体，强化行政首长安全责任制；贯彻流域水安全理念，依托“长江经济带共抓大保护”“黄河流域生态保护与高质量发展”国家战略，协同各流域机构的人才、平台优势，针对各流域、地区的水库大坝特征， 探索统筹分片实施大坝安全区域化管理方法； 促进水利部门与国土、气象等部门协调处置与信息共享， 建立国家层面水文气象、地理信息等重要基础数据资料共享机制，提高预案编制质量和可操作性；转变理念，实现从“工程安全管理”到“工程风险管理”的转变，不断加强非工程措施建设。 ■