澳大利亞小型壩的安全問題

[澳大利亞]J.D.皮薩涅洛

澳大利亞小型壩的安全問題

[澳大利亞]J.D.皮薩涅洛

為了提高小型壩的安全系數,加大對小型壩的重視程度,通過各項實例研究,對澳大利亞小型壩存在的各種安全隱患采取了一些必須的政策措施。介紹了措施的落實情況,旨在推動制定的全國統一的政策,從而有效地保障小型壩的安全,減少小型壩的失事機率。

小型水利工程;安全;實例研究;澳大利亞

1 小型壩現狀

在澳大利亞一項快速調查中,所有被調查的農民都認為他們的小型壩很安全,而事實上他們中的大多數從未在小型壩維修上投入過資金。由于這種自滿情緒的存在,加之缺少保障小型壩安全的政策,勢必會影響到數千座農用小型壩的安全。

大壩潰壩比小型壩更易受到關注,也更易吸引公眾的目光。而現實中小型壩(尤其是私人農用小型壩)卻更易潰壩,每年小型壩潰壩造成的損失要遠遠高于很少出事的大型水壩。

1999年,美國對潰壩進行了研究,著眼于1960～1998年間由潰壩造成的死亡人數。結果顯示,壩高不足15 m的小型壩潰壩造成的死亡事故占88%,而壩高低于6 m的更小的小型壩,潰壩造成的死亡事故僅占2%。

小型壩潰壩同樣會引發災難性后果。如1982年美國科羅拉多州高8 m的萊克勞恩(Lake Lawn)壩發生了潰壩,盡管政府提前進行了警告和疏散,仍造成3人死亡,經濟損失高達3 100萬美元。

澳大利亞許多小型壩屬于私人所有,據估計農用小型壩有73.5萬座。自20世紀90年代初澳大利亞提出水資源分配政策改革以來,許多農場修建了更多小型壩,以期獲得更多的水資源。

澳大利亞的私人小型壩存在安全隱患是不爭的事實,數以千計已潰壩。該國歷來十分重視大中型壩的安全,而小型壩存在的安全隱患,尤其是流域內累積形成的安全隱患,始終沒有得到妥善解決。

該問題在南澳大利亞州阿德萊德(Adelaide)山得到了印證。1992年出現了60 a一遇的極端降雨天氣,導致多座農用小型壩潰壩,引發大面積洪災。隨后在對該州坎加魯克里克(Kangaroo Creek)公用大壩的洪水狀況進行研究時注意到了該問題。在1995年建模過程中發現,假設遭遇200 a一遇的極端設計洪水,流域內的小型壩在同一時間全部潰壩,那么坎加魯克里克壩的洪峰流量將增加4倍,并會導致潰壩。對這些小型壩全部潰壩的假設是合理的,因為在2005年開展的研究發現,東南澳地區大多數小型壩經不起百年一遇的設計洪水。

澳大利亞接連發生災難性潰壩的可能性越來越大,而全球氣候變暖也將使該國發生極端洪水的概率大為增加。

2 農民自滿情緒

由于設計不當,尤其是泄洪能力設計不合理,且普遍缺乏檢查和維修,實際操作不當等,許多私人農用小型壩安全性較差。其主要問題在于建壩的承包商并未接受過小型壩設計培訓,缺乏經驗,導致大多數農用小型壩不達標。然而,更加令人擔心的是,人們往往忽視對小型壩的維護和安全檢查,并產生自滿情緒,認為現在不潰壩就代表永遠不會潰壩。

2005年,南澳大學進行了一項調查以了解維多利亞州和新南威爾士州178座農用小型壩擁有者對其小型壩安全性的看法。令人擔憂的是,100%的受訪者都認為自己的小型壩很安全;維多利亞62%的受訪者承認在小型壩維修方面是零資金投入,新南威爾士的狀況略好,為55%。而且維多利亞52%、新南威爾士州67%的受訪者都表示將來也不會在小型壩維護方面投資。

由于設計洪水典型概率的理念超出了普通農民的理解范圍,結果導致他們缺乏對小型壩進行日常檢查、維修和升級改造的必要性的認識,從而使下游地區受到威脅。

由于受水資源分配政策和用水制度的限制,使農民在竭力利用小型壩獲得更多水資源的過程中忽視了溢洪道的安全。堵塞溢洪道可使農民獲得相當可觀的非法儲水量,結果使原本設計就不符合安全要求的溢洪道更加缺乏安全保障,也將使下游地區遭受更大的洪水威脅。2008年,南澳大學的另一項調查也表明了溢洪道堵塞的情況。在該州隨機選取48座存在嚴重安全隱患的農用小型壩進行調查,發現73%的溢洪道被人為堵塞。

為了對該問題作進一步研究,澳大利亞研究理事會為南澳大學提供了資金支持。該項目由J.D.皮薩涅洛博士和R.布里特(R.Burritt)教授負責,其中也包括J.T.霍利約克(J.T.Holyoak)博士的研究項目。該項目計劃于2012年完成,旨在通過充分了解所有利益相關者的態度、自滿情緒、理解力,研究如何管理才能保證農田蓄水的可持續性和安全性。研究還涉及技術﹑管理﹑經濟﹑環境和社會問題,包括文化習慣、價值沖突和利益關系等。南澳政府專業項目管理和國際發展組織——奧斯特雷寧國際(Austraining International)資助了另一個南澳大學研究項目,該項目是對越南小型壩類似的安全問題進行研究,計劃于2011年完成。

如果小型壩建在上游,則有可能引發下游梯級大壩發生潰壩。2000年,澳大利亞大壩委員會(ANCOLD)發布指南稱,應將多座小型壩潰壩的綜合效應作為劃定上游小型壩危險程度的依據。嚴格來講,根據這一原則,大型公用水庫上游流域的所有小型壩都可定為高危壩。因此,每座小型壩都必須達到同樣的高設計標準。

綜上所述,應當指出,無論其規模大小、是否存在潛在危險,只要是建在公用大壩流域內的私人小型壩都必須進行登記,且私人小型壩的設計必須滿足ANCOLD規定的低危壩(百年一遇到千年一遇的設計洪水)的最低設計標準的要求。

3 政策空白

澳大利亞政府大部分大壩管理機構都按照風險等級評估公用大壩,且都做出了很大的努力。然而,針對私人小型壩的安全性問題,在許多地方的政策中卻還是空白。盡管新南威爾士州、維多利亞州和昆士蘭州都制定了各自的政策,但這些政策通常只是針對危壩引發的問題如何進行處理,這些危壩一般是指流域內的大壩和重要的壩,而對流域內大量受損小型壩的監督管理重視不夠。

南澳大利亞州的高山嶺(Mount Lofty Ranges)擁有約2萬座農用小型壩,一旦潰壩,至少會使100座壩產生嚴重后果。然而,該州明顯缺少保障小型壩安全的政策,也沒有法律法規確保私人小型壩的合理設計、建造、監管和維修。盡管研究結果和各種跡象表明,政策制定者考慮得還不夠周全,但該州政府仍有可能在各種涉水法律中涵蓋小型壩的安全保證政策。

通過確認和處理受損農用小型壩,維多利亞州開始重視并著手制定保障小型壩安全方面的政策。2003年,政府聯合農戶與下游地區合作推動了法律改革進程。修訂后的水法規定,必須按照有關規范對小型壩進行設計和建造,并對存在安全隱患的小型壩進行維修,以確保小型壩的運行安全。

調查研究有助于推動維多利亞州政府法律改革進程,并使相關政策得到進一步完善。2005年,州政府委托南澳大學對該州進行了一項成本低、效益高的防洪安全項目研究。在現行政策下,政府對存在安全隱患的私人小型壩的泄洪能力進行了測試。測試結果表明,幾乎所有小型壩均不具備足夠的泄洪能力,這進一步證明了制定小型壩安全管理法律的重要性。

相比之下,新南威爾士州早在1978年就頒布了小型壩安全法,制定了嚴格的小型壩安全政策,它是澳大利亞唯一一個制定了小型壩安全法的州。小型壩安全委員會制定了相關的標準并對指定的壩(通常為高于15 m或者危害等級高的小型壩)實施監測,當然也會關注因存在隱患而停用的小型壩的狀態。為了檢驗該法的有效性,南澳大學于2005年進行了一項研究,結果令人無法接受,因為發現競有80%未被監管的小型壩均有漫頂潰壩的危險。毫無疑問,所有被監管小型壩的泄洪均符合必要的安全標準。

以上結果進一步表明,除非規定必須進行監管,否則小型壩擁有者在小型壩的安全維護和升級方面不會采取任何措施。監測抽樣結果表明,嚴格執行安全法的小型壩,其運行的安全性能夠得到保障。新南威爾士州需擴大其監管政策的實施范圍,將更多的小型壩納入監管之列。

4 塔斯馬尼亞州政策范例

由于塔斯馬尼亞州的蓄水量占澳大利亞總蓄水量的30%以上,州政府認為有必要加強管制,以確保小型壩安全。水資源管理(小型壩安全)條例于2003年開始生效。該條例旨在確保塔斯馬尼亞州小型壩的建設﹑維修和監管能達到最佳效果。對庫容為1 000 m3的小型壩也要予以監管。根據國際慣例,2005年,該州有5 674座小型壩進行了登記,2008年增至8 000座。其中有許多小型壩最近才得到確認和登記,表明該條例的實施已取得了相當的成效。經確認,已登記的500多座小型壩存在重大安全隱患,其中約2/3的小型壩屬于私人所有。

塔斯馬尼亞州的這項政策通過智能公平的用戶支付系統來實施,通過該系統,政府可對大范圍的小型壩進行監管和相應補貼,包括風險不一的大、小型壩,并能考慮到大眾的意見、可持續的水資源分配、梯級/累積的威脅和環境影響。為了減輕負擔,低危小型壩擁有者無需出具復雜的工程報告,僅需提供一份指導材料。此外,南澳大學正在設計一種成本低、效益高的溢洪道設計/審查機制。

然而,為了確保該項政策順利實施,需要投入更多的資金和人力。監管機構的反饋意見表明,政府正在投入大量時間、人力和物力以確保塔斯馬尼亞州現存的所有小型壩都登記在冊,并保證其按政策規定運行。從嚴格執行標準的角度看,需采用優先系統,才有可能改變近年來許多小型壩得不到控制的局面。

5 制定全國統一政策

對澳大利亞而言,為了確保大壩安全,制定一項全國性的統一政策尤為重要。盡管近年來在許多方面進行了大量研究,受到過質疑,也得到了很多支持,但目前統一政策還未出臺。

與澳大利亞類似,美國在聯邦制度治理下實施統一小型壩安全政策的方法行之有效。其做法表明聯邦政府在取得國家合作方面可起到積極的作用,為澳大利亞樹立了良好的榜樣,措施如下。

(1)鼓勵各州頒布更切實可行的政策。

(2)制定全國統一的小型壩安全保證政策。

(3)確保各項政策順利實施。

其最終目的是使全國各州都能制定出行之有效的政策,且這些政策均符合普遍可接受的國際標準。

易可晴 唐湘茜 譯自英刊《水力發電與壩工建設》

2011年第3期

孔祥林 校

TV742

A

1006-0081(2011)10-0039-03

2011-07-13