新时期我国大坝安全运维模式探索

何向阳 王秘学 杨光 伊翠莹

摘 要：本文在分析我国大坝运维管理面临的问题和挑战基础上，研究了国外水利典型实践和经验，从完善水库管理体制和法规标准及制度体系、运行管理模式、管理技术手段、引导社会力量参与、引入第三方独立监督评估等方面提出建议，为促进大坝安全运行提供借鉴。

关键词：大坝安全;运维模式;水库管理;水利信息化

中图法分类号：TV737                 文献标志码：A              DOI：10.19679/j.cnki.cjjsjj.2021.0110

1  我国大坝运维现状与挑战

（1）大坝进入“建管并重”阶段

目前，我国水库大坝处于“以建设为主”转向“建管并重”的新阶段，大坝安全运行维护工作成为坝工行业关注的重点和难点。目前，我国坝工事业取得了长足发展，已建成各类大坝9.88万座，水库总库容超8 953亿m3 [1]。加强大坝安全运行管理，事关工程安全、社会公共安全和工程效益发挥，受到各级政府和行业的高度重视。

（2）大坝运维仍然存在明显“短板”

因水库大坝数量多、分布广、坝型多样、管理主体多元，以及长期存在“重建设轻管理”等因素，大坝运维存在明显“短板”，大坝运行管理工作存在诸多薄弱环节[2]。一是水库管理体制、运维模式不完善。大坝主管部门包括各级水利、能源、建设、交通、农业等有关部门，职责关系不够清晰。部分水库尤其是小型水库的安全责任制尚未完全落实。二是水库监督管理和运行管理技术手段落后，已建监测设施及信息化系统问题较突出。大坝安全监测设施完好率较低，监测设施感知能力、分析能力及自动化程度低;信息管理系统低水平重复建设较普遍，运维经费普遍不足等。三是小型水库安全隐患高。小型水库经常出现重大险情甚至溃坝，水库监测设施不完备，管护主体不落实，技术力量普遍偏低，维护管养经费不足等问题突出。此外，部分水库大坝的确权划界推进不畅，库区管理和大坝安全鉴定等相关制度还需进一步完善。

（3）新时期大坝运维面临的主要挑战

大坝“老龄化”日益严重。我国已建水库中约80%以上建于20世纪50～70年代，坝龄多已达到50～70年。限于当时技术条件和经济条件，这些水库普遍存在建设标准低、工程质量差等先天问题，加上长期运行、投入不足、老化失修、管理粗放等后天因素，水库病险率曾高达44%。根据我国《水利水电工程合理使用年限及耐久性设计规范》，工程级别在3-5级的大坝，其设计服役年限为50年，目前基本都处于超合理使用年限的在役状态。随着时间推移，隐患和缺陷将加速显现，水库未来整体安全形势不容乐观。

2019年1月，水利部把“水利工程补短板、水利行业强监管”作为当前和今后一个时期水利改革发展的总基调。具体到水库大坝工程，主要包括补齐水库大坝的防洪不达标、水利工程病险隐患突出的短板，不断加强水利信息全面感知、在线分析、应急处理和智慧应用的能力，强化对已建工程安全规范运行的监管等。从2018年起，水利部已连续三年开展“四不两直”专项督查，预计未来将常态化实施。

2  国外大坝运维的实践与经验

国外水电发达国家的大规模大坝建设基本于20世纪70年代前完成，进入21世纪后，大坝工程建设速度大幅放缓，其工作重心已转移到工程安全运行。本文选取美国、加拿大、瑞士、日本等具有代表性的水利国家，研究其在运维管理体系、法规制度、管理技术手段等方面的运维实践与经验。

2.1  大坝运维管理体系

目前美国已建水库大坝9.1万座。由联邦机构、州立专门机构、大坝所有者（含私人所有者）、相关非政府组织等组成的多元化所有与管理，其中69%的大坝由州机构管辖，5%的大坝由联邦政府管辖。联邦大坝安全相关机构主要包括联邦应急管理署（FEMA）、國家大坝安全审查委员会（NDSRB）以及大坝安全联委会（ICODS）等，其中FEMA负责“国家大坝安全计划”的管理，NDSRB负责评审、监督各州大坝安全计划制定执行情况，ICODS主要任务是协调各联邦大坝安全工作。州立大坝安全办公室负责大坝安全管理计划，包括安全评价、维修方案审查、定期检查以及应急管理计划的评估与批准等。大坝所有者负责大坝的日常巡检、维修和更新改造等工作。

加拿大共有大坝1.5万座，其中15m以上的大坝930余座，业主为联邦和省政府、电力公司、市政部门及个人。加拿大建立了政府监督、大坝业主负责、专业机构支持的大坝综合管理体系。政府设置的大坝安全监管机构负责监督业主执行情况。大坝业主对大坝安全负主要责任，对从事水坝安全管理工作人员的执业资格有相应规定，每座水库都有专门的符合资格要求的运行操作人员。加拿大大坝安全协会在大坝安全技术和实践上指导业主工作，还协助承担大坝安全条例和标准制订工作。

瑞士共有水库大坝1 200余座，已开发约85%的水电资源。根据水库规模和重要性实施了分级监管，瑞士联邦能源署直接监管最重要及规模较大的大坝，州属大坝安全监管机构负责规模较小的坝。瑞士设置了大坝运行管理人员、资深工程师、独立专家以及监管机构四个层次的运维管理体系。

2.2  大坝运维法律法规及技术标准、指南

美国重视大坝安全管理的相关法规、标准及制度建设，制定了包括《国家大坝安全法案》《国家大坝安全核查法案》等在内的法律法规体系，编制了各类指导性纲领、准则、技术标准等，联邦应急管理署协同国家大坝安全审查委员会，编写并出版了大坝安全管理、运行维护、结构修复、风险管理、应急响应等方向的政策法规、技术导则及规划范本[2]。

日本形成了以《河川法》为中心，由《水资源开发促进法》《水资源开发公团法》《防洪法》《特定多用途水库法》等组成的法律体系，为日本的河川行政提供了政策法规保障。

为保障大坝安全管理，瑞士制定了《大坝安全法》《大坝条例》，并配套编制了大坝安全准则、安全评估、监测与维护等技术指南。

2.3  大坝运维管理理念

1991年，加拿大率先将风险理念用于大坝安全管理领域，实践内容主要包括：要求大坝业主制定运行、维护与监测（OMS）手册和EPP（应急预案）文件，开展安全评价和复核等。其中OMS手册主要是指导水库的运行、检查、监测和维护工作，EPP文件主要用于指导水坝运行管理人员在突发事件时行动的程序和过程。

在大坝安全管理实践中，美国引入了风险管理理念，在美国大坝名录系统中，将大坝的风险等级分为高、中和低风险3个等级，在运维管理中，优先对具有高风险的大坝进行加固和更新改造，并编制应急管理计划。

2.4  其他方面

一是独立第三方评估的运用。国际大坝委员会在2019年《世界大坝安全宣言》中明确提出，推动在大型基础设施设计、建设、运行中采用独立/第三方评估机构，以帮助确保工程安全。在加拿大，若大坝业主是政府，通常采用聘请独立的外部专家进行大坝的安全检查和评估。二是社会团体参与。在美国，大坝安全管理有部分学术团体和组织参与，如州大坝安全官员联合会（ASDSO）等通过制定联合准则、举办年会、研讨会以及培训等，推动各州制定切实可行的大坝安全计划。

3  大坝安全运维模式的建议

3.1  完善水库管理法规制度与技术体系

进一步理清大坝运行管理涉及的相关主体及其职责，尤其要落实小型水库的安全责任制，明确工程产权、管理主体，落实管护人员和经费，实施工程确权划界。现行《水库大坝安全管理条例》《水库大坝安全鉴定办法》等法规、技术标准，小型水库基本为参照执行，实施灵活度较大，难以有效指导具体运维工作，建议根据小型水库特点，完善运维管理法规制度、技术标准体系，并制定更具操作性的导则。根据大坝运维的相关岗位及职责，探索引入执业资格制度，确保从事水坝安全管理工作人员具有相应能力和经历。

3.2  丰富运行管理模式

为提高水库的运行管理水平，可从推进大坝运维标准化建设，开展专业化管理，引入风险管理理念，小型水库的安全鉴定、除险加固及降等报废，行业服务平台建设等方面，创新运行管理模式。

水库大坝运维标准化是在符合现行技术标准前提下，基于水库工程管理考核标准，结合水库大坝实际，编制工程标准化管理手册，明确运维各项工作内容的标准和要求，规范每项工作行为，将工程管理标准具体细化落实到每个岗位和人员，并辅以严格监督检查以保障标准化工作成效，形成良性长效机制。目前，浙江等地的水利工程标准化建设已取得成效[4]。

专业化管理是以区域性大坝群为单位，以一个机构或业主对一定区域内大坝群进行统一运行管理，如以一个区县或市为单位，通过集中具有执业资格的专业人员从事预报调度、安全监测及资料整编分析、系统维护等工作。与传统的区域水库各自为战管理模式相比，可大幅提高大坝运行管理的专业水平和规范性，有效节约人力资源、监测设备、系统建设等方面的投入，并实现精细化管理。

目前，大坝安全管理理念从单纯的大坝结构安全管理变化到大坝安全风险管理，可探索推进将风险管理理念运用到大坝运维管理中，根据安全评价对水库进行风险分级，根据每年的定期检查进行动态调整，根据风险等级指导确定除险加固、安全督查等工作的优先级。

3.3  提升运维技术手段

大坝运维管理的目标是发现工程隐患并及时进行处理，确保大坝安全，有效的技术手段是基本保证。近年来，物联网、云计算、移动互联网、人工智能、GNSS等技术和硬件设备不断快速发展，为大坝运行管理革新提供了有力支撑。围绕新时期水库信息化补短板的要求，建议开展以下工作：一是大坝运行管理相关信息化整体规划;二是建立完善的信息化采集、传输、存储、开发、运维等相关标准;三是全面提升大坝信息感知和通讯能力，开展水库智能监测设施建设，包括各类监测传感器、图像视频、通讯网络等，尤其是研发适用于小型水库的一体化监测设备;四是分期建设各工程的BIM模型，特别是大中型和部分重点小（一）型水库，以利于监测、评价和安全运行，并为全国统一监测平台打下基础;五是在区域或流域大坝监管单位，推动通用信息化基础设施建设和业务应用，租用或建设大坝运行管理云平台，包括硬件服务器、基础平台软件、网络安全、数据备份等通用基础设施，各水库的监测数据统一汇聚至该平台进行统一存储;六是开展基于云平台的大坝安全运行管理业务应用系统建设，包括面向移动终端的应用，并以服务的形式提供给各个水库管理单位[5]。所有水库现场不需要单独建设信息化机房及管理系统，可极大降低总体投资，同时解决了运维困难、水库缺乏专业人员等难题。

3.4  引导社会力量参与

我国小型水库点多面广量大，大多分布在山区，交通不便，一直以来存在管理难、设施维护难等问题，随着水行政主管部门编制被壓缩、但行业强监管要求提升，可以预见，以传统模式进行大坝运维管理更将举步维艰。因此，借助社会力量增强大坝运维管理力量，势在必行。

大坝运维社会化是指以区域为单位，将该区域大坝非核心类的日常维护管理业务推向市场，通过购买服务的方式，由社会专业运行和养护机构承担，以提高大坝运维管理效率和水平。目前，国内一些地方已做了有益尝试，如重庆、浙江、广东等地，取得较明显效果，可有效解决小型水库管护难题。

推进大坝运维社会化，要科学确定社会化服务的范围，可将工程检查、养护、监测等技术性工作和工程保洁、绿化、保安等劳务性工作纳入社会化管理，涉及到调度管理等行政管理、安全类工作不应纳入。此外，调动水库所在地人民群众，通过个人智能终端监督水库的运行管理。

3.5  引入第三方独立评估

目前，我国大坝管理体制中政府充当了业主和监管的双重角色，导致监管成效不彰。随着大坝运行管理专业化、社会化的推进，如何专业、及时、公平、公正地监督评价社会化服务成效，是开展管理考核工作的实际需要。

大坝运行管理的第三方独立监督评估主要是在各级水行政主管部门的监督基础上，引入独立的第三方，通过专业技术服务模式，定期或根据需要实时对大坝进行检查、监督和安全评估。第三方与政府、行业监管部门和大坝业主等没有直接隶属关系和利害关系，其监督评估工作更客观真实。目前，水利行业已在探索引入第三方监管模式，如2014年，中国科学院对《国务院重大水利工程及农村饮水安全政策措施》落实情况的第三方评估，2015年中国工程院对三峡工程开展的第三方独立评估等。推进大坝运行管理的第三方独立监督评估是对现有监管体系的有益补充，对于强化大坝运行管理工作意义重大。

参考文献：

[1]中华人民共和国水利部.2018年全国水利发展统计公报[R].中国水利水电出版社（2019）.

[2]阮利民. 水利工程运行管理工作现状与展望[J]. 水利建设与管理，2019.

[3]杨光，王秘学，秦明海. 美国水库大坝安全管理及思考[J]. 人民长江，2011，042（012）：19-23.

[4]陈龙. 浙江省水利工程标准化管理的探索实践.中国水利[J].2017（6）.

[5]何向阳，谭界雄，高大水. 基于云平台的水库安全管理信息化方案研究[J]. 人民长江，2019（11）.