水電項目自然風險綜合分析與評估

T.

水電項目自然風險綜合分析與評估

T.迪特勒等

鑒于水電開發地點的地理、地形和氣候等條件，水電項目面臨一系列固有的自然風險因素。闡述了風險的定義，并列舉出水電項目所面臨的幾類主要自然風險。強調了風險評估對于防災減災的重要性，提出了水電開發自然風險分析及評估的方法論途徑。認為該途徑應用范圍廣、效率高、效果好，可為預防自然災害風險、緩解災害損失并制定災后響應和恢復行動提供重要參考。

水電開發；自然災害風險；分析及評估

來自貝利(P?yry)公司的T.迪特勒、M.維蘭德和M.富克斯深入剖析了水電開發中需要考慮的自然風險因素。

對所有的水電項目而言，自然風險評估都是實現安全設計的前提條件。水電在自然風險面前具有脆弱性，這是由其可行性所需諸條件直接決定的。全球許多水電站所處的地形都比較極端，即高度在相對較短的距離內快速下降。這一地形具有固有的危險性，極易遭受自然災害。除此之外，水電站通常位于降水量比較大的地區。對水資源的大量需求，也帶來了洪水和多變地形的額外風險。這些綜合條件對水力發電有助益，但同樣也是風險源。

1 自然風險

風險被定義為具有潛在破壞性的自然事件。這類事件可能會造成人員傷亡、財產損失、社會和經濟動蕩或環境退化。風險并非只有簡單的一種類型，而且許多風險也并非相互排斥。此處所列的諸類風險并不十分詳盡，不同個案通常需要不同的評估方式來確定風險因素。

影響水電設施的自然風險中，滑坡就是最常出現的風險之一。壩址附近大量土石的移動會導致建筑物掩埋、地基被削弱，土石會傾瀉而下大規模涌入水庫，比如2008年中國汶川地震之后發生在紫坪鋪水庫的大規模滑坡事件。由于地面震動，大量土石順著鄰近山坡滑下，流入下方水庫。即使單獨一次滑坡不足以造成災難性影響，多次小規模滑坡造成的累積效應仍然會對水電站造成極大破壞，并使發電用水水量減少。然而，并非只有地震才會造成滑坡，一般的邊坡失穩本身也會造成滑坡事件。

地震會通過多種方式影響水電設施，既有直接影響，也有次生影響。其主要風險，是地面震動導致墻體出現裂縫，或使水庫攔水壩出現潰壩。嚴重情況下，地表沿斷層線出現的斷裂，足以使破裂帶內的任何建筑受到壓力甚至出現裂縫。地震的次生影響包括巖崩和滑坡、水庫內的脈沖波和堰塞湖。

原生塊體移動——如地形整體性退化導致的斜坡崩塌和巖石崩落。雖然它通常沒有滑坡或地震劇烈，但同樣也是自然風險的重要致因。這類持續性低水平風險有可能會破壞設備并使人員陷入險境，從而嚴重影響水電設施。

水電設施還經常設在高洪水風險地區。洪水造成的潰壩和其他水電設施的故障，可能會導致災難性事件，給下游地區帶來巨大損失。對設計洪水進行恰當評估至關重要，如果溢洪道設計泄流量不足，發生極端洪水時就可能出現漫頂和潰壩風險。但是，漫頂并非總是由河流洪水造成，強風或滑坡沖入水庫也會引發漫頂。此外，地震或者壩基、壩肩的地質破壞也可能會造成堤壩潰決。

因此，自然風險綜合分析應視為是現代大壩安全評估中必不可少的一部分。

2 風險評估

由于潛在后果嚴重，風險防范和自然風險評估是所有水電建設的重要組成部分。風險的常規計算方法為：風險=危險性×脆弱性。 在這種情況下，脆弱性就被定義為受物理、社會經濟和環境因素或過程決定的條件，它會增加某個群體對危險影響的敏感性。

所有這些因素的評估和量化應用了一套程序性方法。貝利公司遵循在瑞士和其他地區的基建項目中開發并成功應用的方法，該方法適用于各種不利的地理、地形和氣候環境。首先，開展詳盡的風險評估，然后確定保護目標和設計標準，最后根據可持續性原則規劃相關措施。最后一步對于整個過程不可或缺，因為它采用一種綜合性方法，與所有項目利益相關者和管理機構進行合作。當前，對于洪水和地震等一些特定災害來說，基于風險的方法正變得愈發重要。

初步評估之后，必須及時跟進持續性的紓緩、響應和恢復程序。采取預防性措施減輕損害程度，準備應對措施以防損害發生，在有害事件發生后接受教訓以汲取關于減災的經驗。

3 評估示意圖

風險評估的首要目標是回答以下3個問題。第一，會發生什么以及會在哪里發生？也可以稱為辨識危險。第二，這一事件發生的頻率和強度如何，以及預計會造成多大的破壞？這是危險性、脆弱性和風險分析的核心問題。第三，什么方法可以最有效地保護人員和財產？這一問題屬于規劃措施的范疇。

回答以上所有問題的基礎，是一系列不同類型的示意圖。根據項目的規模大小和復雜程度，可以利用不同類型的示意圖進行評估。這些示意圖可以大致分為4類。

(1) 歷史示意圖。這類地圖記錄了過去曾經發生過的重大事件，幫助提示未來的潛在危險可能會在何處發生。

(2) 危險示意圖。這類地圖會顯示危險過程可能發生的地點(即使過去未曾發生過)，還可顯示該過程的強度和概率。例如，圖上可以顯示該地區面臨的概率性地震或洪水風險。此類示意圖作為主要的管理工具之一，可以為結構性防護措施提供依據，同時也是現場監測、規劃和風險評估的基礎。

(3) 破壞示意圖。此類地圖在某個特定區域內標示出面臨風險的地方，包括經濟財產、每次事件/每年的平均損失，或每次事件/每年的死亡人數。在此類示意圖的基礎上，可以對保護方法進行時間和資金優先級排序，也是最適合結構性和非結構性措施的決策工具。

(4) 強度示意圖。這種示意圖可顯示某個自然災害事件的空間范圍和相應強度，具有特定的重現期或概率。

4 方法論途徑的益處

本文概述的方法論途徑，不僅為水電建設帶來一系列益處，還可以應用于其他任何基建工程并發揮同樣作用。定義明確的標準化步驟，使其可以成功應用于各種不同的風險和項目。步驟的標準化，確保結果對所有利益相關者均具有透明性和可復制性。該途徑既有效率也有效果。只有對某個項目實際產生影響的風險予以考慮和分析，才能有針對性地提出相應紓緩措施。

水力發電和自然災害風險具有內在聯系，因為二者具有共同特點。因此，對這些災害的相關風險進行評估，對于所有水電設施或其他任何基建設施的安全而言都至關重要。以系列示意圖為基礎，采用這種方法論途徑，是取得成功結果的最有效方法。同樣，應將風險評估和管理視為一個連續性過程。紓緩、響應和恢復行動必須緊密配合。

譚婧譯

(編輯：陳紫薇)

F272.35

A

2017-06-28

1006-0081(2017)09-0036-02