漫谈水库大坝安全

雨孤

   近期，老挝桑片-桑南内水库副坝出现溃坝事故，造成下游人员和财产的重大损失。缅甸斯瓦羌大坝也发生了溢洪道垮塌事故，导致下游洪水灾害。一时间，大坝的安全问题又一次进入公众视线，引起社会大众对大坝安全的普遍关注。

缅甸耶育瓦水坝

    当谈及大坝安全问题时，公众通常会有一个疑问，既然大坝的安全对于公共安全和下游生态环境安全有着如此重大的影响，一旦大坝溃决，将对下游形成灭顶之灾，那么为什么世界上还要建造那么多的水坝呢？要回答这个问题，首先需要从大坝的功能和作用谈起。众所周知，人类的生存离不开水资源，而世界上大部分的地区，水资源在时间和空间上的分布是不均衡的。早期的人类限于技术手段的缺乏，无法对大自然的水资源进行有效的调节。当人类进入工业社会后，随着土木工程和工程机械的进步，人类可以在江河上建造结构复杂的大坝，形成大型水库。大型水库既可以在洪水期间拦蓄洪水，避免洪水泛滥，保护下游民众生命财产安全，同时，又可以储蓄大量的水资源既用于灌溉、供水和发电。此外，由于水库提高了河道的水位，可以极大地便利航运交通，并且通过扩大水面而优化河道景观，进而促进旅游业和都市的发展。因此，水库大坝的建设可以在很大程度上改善我们的生活品质。

    就目前的技术发展水平而言，在水资源的调节、江河流域的防洪，以及清洁可再生能源的开发利用方面，还没有任何一种有效的工程技术手段能够完全代替水库大坝的作用。作为一种重要的基础设施，水库大坝不仅是调节水资源时间、空间分布，优化水资源配置的重要工具，同时也是江河防洪工程体系的重要组成部分，是促进经济社会发展不可替代的基础支撑和实现下游防洪安全和生态环境安全不可分割的保障系统。

    但是，从另一方面看，大坝作为控制水库巨大能量的建筑物，其自身的安全对于下游公众的生命财产和下游的环境生态有着至关重要的影响，这也是一个不争的事实。既然人类为了实现其自身的利益，目前仍然不可避免地需要进行水库大坝的建设，而大坝的存在又可能具有一定的失事风险，那么，我们所能努力的方向就是要尽可能地确保水库大坝的安全，以尽可能地降低水库大坝可能对公共安全产生的风险。目前，全世界已经建成了十几万座大坝，未来还将继续进行大坝的建设。这一发展趋势的根本也正是基于目前大坝安全的总体水平较好，大坝失事的风险整体处于可接受范围这一基本事实。考虑到大坝工程失事的严重后果，现代的大坝建设管理过程中通常都是层层设防，严格把关，以尽可能确保大坝安全万无一失。鉴于大坝安全是一个涉及社会公共安全、关乎人民生命财产的重大问题，因此，科学有效的大坝的安全管理对任何一个国家都具有十分重要的战略意义。从目前的实践看，一个能够综合协调政府层面、工程建设层面和社会公众层面的成熟的大坝安全管理体系将可以有效地保证水库大坝的安全建设与运行。

    人类建设水库大坝已经经历了长时间的发展历程，大量工程实践经验的积累使坝工建设技术已经形成了相对成熟的技术体系。随着科学技术的持续发展，新技术和新装备也不断地被引入到坝工建设技术中，从而使得大坝建设的技术水平持续提高，大坝自身的安全状态也随之改善。与此同时，随着社会对大坝安全的高度重视，涉及大坝安全管理的法律、法规，以及相关的分析评价方法和监管措施也不断完善，从而也使大坝安全的保障水平也得到了进一步的提升。纵观当今世界各国大坝的建设、运行情况，随着坝工技术水平的提高、大坝安全管理法规的实施和应急管理措施的有效执行，高坝大库的重大溃坝事件鲜有发生，个别大坝建筑物破损的险情也应处理及时而并没有造成重大损失。

    在安全管理领域，有一个重要的概念就是要保证其被管理主体从本质上就具备安全的特性。大坝的生命周期涉及规划、勘测、设计、施工、运行和退役等阶段，而大坝的本质安全贯穿于其全寿命过程中的各个环节。现代大坝安全管理的一个重要理念就是要将确保安全的宗旨贯彻于大坝规划、勘测、设计、施工、运行等各个阶段，从而形成大坝安全保障的综合体系。

    大坝失事的原因有很多、涉及范围也非常广泛。但总体上可以划分为四类。第一类是由规划、勘测、设计、施工等因素所导致的大坝建筑物本质上的安全隐患，其安全上的缺陷在大坝建成之时即已存在。例如，坝址选址不当、水文计算失误、结构设计不合理、筑坝材料存在缺陷、施工质量不合格等。第二类是在运行过程中逐步形成的安全隐患，其安全上的缺陷有一个从量变到质变的发展过程。例如混凝土老化、坝体变形发展、坝基逐渐冲蚀、坝体内部渗透破坏等。第三类是上述两种情况的综合作用，即设计、施工中存在的局部缺陷未能在运行过程中发现并纠正，或由于运行管理失误使大坝结构中的局部缺陷随着时间的推移发展为危及大坝整体安全的重大隐患。第四类是大坝的运行管理和应急处理措施存在缺陷，在极端突发事件发生时，因应对失当或贻误关键时机而危及大坝安全。

    从历史的经验看，任何一座大坝的失事或溃决，一定都会在勘测、设计、施工和运行管理的某一阶段或几个阶段中找到原因，大坝的安全隐患通常都是有迹可循。因此，一个完善的大坝安全管理体系就是要在大坝生命周期的各个阶段实施全面的安全控制，找出并排除每一阶段可能存在的安全隐患，截断事故产生、发展的链条，从而将所有危及大坝安全的缺陷、隐患消灭在萌芽状态。目前，这一安全管理的理念和做法已经为大坝工程界普遍接受，同时也成为的世界各国大坝建设的常规实践。绝大多数出现问题的大坝工程，通常也是因为在贯彻这一安全理念和工程实践中出现了疏漏和失误。

    例如，在世界银行资助的大坝工程建设中，对于大坝的建设，世行要求：（1）成立独立的专家小组对大坝的勘测、设计和建造全过程以及投入运行进行审核。（2）施工过程中制订和实施具体的计划，包括建造监督和质量保证计划，监测设备、操作和维护计划以及紧急情况对策计划。（3）采购和投标期间对投标商的资格进行严格审核。（4）竣工后的运行期对大坝进行定期的安全检查。

    在中国的大坝安全管理体系中，对于大坝的勘测、设计和建设过程，每一阶段都会有政府主管部门的独立审查，施工过程中，除承包商和监理机构的质量检测外，还会有第三方的质量安全监督检查。在大坝建成投入运行后，所有的水库大坝都将在国家的大坝安全管理中心进行登记、注册，接受政府的安全监督管理，并定期由权威的独立机构定期进行大坝安全检查与评估。

    大坝安全保障的另一个重要措施是大坝安全监测系统的实施。通过在大坝及周边岸坡和地基中埋设观测仪器，可以有效地了解大坝结构及其周边的岸坡、地基和库岸边坡的工作性状，及时发现异常状况，从而采取措施以消除安全隐患。这就如同在人体上安装了可以随时监测其生命体征的诊断仪器，一旦有异常症状出现，就可以及时进行诊治，从而保障人体的生命安全。近些年来，随着科学技术的进步，大坝安全监测的手段和工具也日益完善、精确。准确、可靠的监测数据，结合专业的专家评估系统和及时的预警系统，将为大坝的安全筑起可靠的安全屏障。

    综合而言，安全是指客观事物的危险程度能够为人们普通接受的状态。世界上不存在绝对安全的事物。从风险的定义看，所谓风险就是指某种特定的危险事件（事故或意外事件）发生的可能性与其产生的后果的乘积。通常，水库大坝失事的后果会相当严重，但如果采取措施将大坝失事的发生概率降低至一个非常低的水平，概率与后果两者相乘所得风险仍然会很低，当大坝安全的风险降低至人们普遍接受的水平之下，大坝的建设就可以顺利进行。一个类似的例子可以类比人类的航空旅行，众所周知，飞机一旦失事，绝大多数情况下都是全体覆灭，可谓后果极其严重。但人们为什么仍不忌惮航空旅行呢？这其中的重要原因是现代航空工业的发展，使目前飞机的设计、制造水平极大提高，飞机本身的安全性能值得信赖。同时，严格的航空安全管理（包括飞机的适航性、飞行员的培训、空管系统、应急处理措施等）也使得飞行的安全性得以极大的提升。两者的结合保证了飞行失事的概率可以降低到非常低的水平，所以尽管飞机失事后果严重，但航空旅行的风险依然很低。对于水库大坝而言，也是同样的道理。当然，前提是大坝的规划设计与施工建造由合格的承包商实施，大坝的建设过程实行了严格的质量控制，大坝的运行管理得到有效的监督，大坝的安全监测系统行之有效……。

    综上所述，尽管水库大坝对下游地区的公共安全存在一定安全风险，但采用现代技术建设的水库大坝，在严格、充分的安全管理措施和准确、可靠的安全监测系统保证下，其风险完全可以被控制在社会、公众可接受的水平之内，水库大坝的安全性也是完全可以值得信赖的。