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大壩是美國基礎設施一個十分關鍵的組成部分,為國家的經濟發展和人民的社會福利作出了貢獻。在美國,大壩的用處不勝枚舉:農業灌溉,內河運輸,水力發電,航運,供水,野生動物棲息地,廢物管理,防洪和娛樂。
然而,效益與風險并存。大壩對生命、財產,以及環境都構成威脅,而且當大壩上游和下游的土地用途產生變化時,風險甚至更高,尤其是那些運行和維護不當的大壩。一旦發生潰壩,將造成生命和財產損失。
在20世紀70年代,一系列災難性潰壩催生了旨在改善全美范圍內大壩安全狀況的項目。1972年2月26日,位于西弗吉尼亞州水牛溪的一個尾礦壩潰壩,摧毀了長達25 km的山谷,在短短的幾分鐘內,125人死亡,1 100人受傷,超過3 000人無家可歸。1976年6月5日,愛達荷州提堂(Teton)壩潰壩,造成10億美元的損失,11人死亡。 1977年11月6日,佐治亞州的凱利巴恩斯(Kelly Barnes)壩發生潰壩,39人死亡,其中大部分是在校大學生。
自1996年美國國會批準國家大壩安全項目(NDSP)以來,美國許多大壩的安全狀況得到明顯改善,這直接歸功于NDSP自開始實施以來取得的成績。
聯邦應急管理署(FEMA)三十多年來一直致力于保護美國人民的生命和財產免受大壩的威脅。1996年美國國會首次批準《國家大壩安全項目法案》。 《法案(1996年)》的通過是大壩安全領域內不同部門多年合作努力的成果,之后美國國會又兩次批準該項目,最近一次是在2006年。
《大壩安全法(2006年)》再次批準了《法案(1996年)》確定的致力于改善大壩安全狀況的所有項目。包括撥款給各州的大壩安全改善項目;對各州的大壩安全管理人員和監測人員進行培訓; 建立由美國陸軍工程師兵團管理的有關各州的績效數據與狀態等級的數據庫;一項技術和檔案研究項目。與此同時,《大壩安全法(2006年)》還重申了國家大壩安全審查委員會( NDSRB )和大壩安全協調委員會( ICODS )的職責,兩者均需就影響大壩安全的國家政策問題向聯邦應急管理署署長提出建議。
NDSP是一項確保民眾了解大壩效益和風險,并采取措施防止潰壩,即便發生潰壩也能將影響降到最低的投入項目。已制定一項戰略計劃,它將通過設置未來幾年的行動方針來推進該項目,促進國家大壩安全政策的制定和運用,以不斷降低美國民眾面臨的大壩安全風險。
《大壩安全法(2006年)》指出,NDSP的目的是通過有效的國家大壩安全項目的建立與維護,集中來自聯邦政府和非聯邦政府機構團體的專業人士和資源,共同致力于國家大壩安全風險防范,減少潰壩對美國公民生命和財產的威脅。
國家大壩安全審查委員會向聯邦應急管理署署長提出建議,決定國家大壩安全的優先事項,并考慮影響大壩安全的國家政策問題。國家大壩安全審查委員會由11名具有投票權的董事構成。聯邦成員包括聯邦應急管理署(擔任董事會主席),以及來自另外4個聯邦機構的代表,共同擔任大壩安全協調委員會( ICODS )成員,這4個聯邦機構分別是農業部、國防部、內政部及聯邦能源監管委員會。5位國家大壩安全官員在國家大壩安全審查委員會任職,作為美國50個州私營和波多黎各屬地的代表。最終有表決權的成員代表私營部門提供意見并上呈美國大壩董事會,一個額外的無投票權的成員代表非聯邦政府的大壩業主發表意見。
2012年10月,聯邦應急管理署與其合作伙伴,國家大壩安全審查委員會和大壩安全協調委員會,共同提出了“國家大壩安全項目(NDSP)戰略計劃(財政年2012~2016年)”。該計劃為未來4 a里,NDSP的使命與愿景構建了一個清晰的框架。
制定戰略計劃的第1步就是確立NDSP的愿景與使命,并為其指明方向。愿景與使命的基本概念被進一步闡述為5個目標和12項任務,它們將引導該項目未來5 a內的關注方向。其優先事項也為項目的執行提供了背景。愿景與使命、任務與目標,再加上戰略優先事項,構成了NDSP的邏輯基礎與框架。
NDSP的愿景:掌握大壩的效益與風險,并能應對風險,以達到加強公共安全、經濟實力、國家安全,以及環境保護的目的。
NDSP的使命:通過指導公共政策取向和在提供大壩安全領域內的最成功的實踐經驗,達到減少潰壩帶來的生命、財產和環境損失的目的。
戰略計劃建立在構成NDSP基礎的5個目標之上,這5個目標相互獨立但又共同致力于實現NDSP的愿景與使命。它們相互聯系,從邏輯上和根本上減少了全國范圍內的大壩風險。每個目標都包括任務、實施策略和效果。為評估戰略計劃的實施效果,聯邦應急管理署與國家大壩安全審查委員會協商制定了評價指標,用以對NDSP實施地區取得的進展進行周期性評估,例如州援助、技能培訓和調查研究的進展。
(1) 目標1——減小潰壩的可能性。減小潰壩的可能性是NDSP的核心愿景。實現此目標涵蓋了大壩安全最關鍵的活動,包括加強大壩安全監測和狀態評估,追蹤美國潰壩較高風險和重大風險的比率,以及支持其他聯邦和州立大壩安全項目。
與潰壩相關的風險包括兩個要素,即潰壩發生的概率和潰壩導致的后果。NDSP向聯邦政府和州政府大壩安全管理人員以及大壩業主提供識別、優先處理和緩解風險的工具,能大大降低潰壩造成的人身和財產危害。
(2) 目標2——減輕潰壩造成的潛在后果。 這項目標強調了風險的第2個組成要素,即潰壩造成的后果或影響。在不同潰壩事件中,盡管這些影響各不相同,但是都危及人身和財產安全。所以,必須采取有效的措施以減輕影響。
緊急措施預案是減輕潰壩潛在后果的基石,尤其是對于那些風險極高的大壩。NDSP努力提高潰壩后果評價的能力也同等重要。
緊急預案,包括緊急措施預案的擬定和運用,是防范潛在高危害或大壩發生嚴重潰壩所造成的人身和財產損失的基本措施之一。緊急措施預案必不可少,因為它們可以確定因潰壩而導致的大壩下游的受災面積,建立大壩業主和應急響應人員間的溝通,提供由警察、消防和救援小組擬定的通告和疏散通道,并且預測壩潰洪水發生的時間。應急小組擁有關鍵的緊急措施預案信息十分重要,有助于進行安全和成功的疏散,拯救生命,并幫助救助者脫離險境。運用緊急措施預案查明和消除錯誤,確保各方當事人認識到他們在緊急情況下的任務也尤為重要。在近些年發生的很多潰壩事件中,緊急措施預案的實施已經成功減少或避免了人員傷亡。
(3) 目標3——提高公眾關于大壩收益與風險的意識。許多美國人沒有意識到他們生活在大壩的下游,更不用說是病險大壩的下游。而且,許多生活在病險大壩下游的美國人沒有意識到缺少在壩潰事件發生時可提供預警和撤離的緊急措施預案。即使有緊急措施預案,下游居民也可能并不知曉。
NDSP支持提高大壩風險公眾意識,包括為所有的相關受眾印發材料。NDSP也支持地方性活動和信息公布,以幫助公眾為潰壩的發生作出準備和響應,以及潰壩事件后的災后恢復。這就涉及到提高美國修建和維持大壩的收益方面的公眾意識。
一般來說,如果大壩沒有按照規范進行管理和運行,有可能會對下游居民造成危害。在某些情況下,如果必須進行強制泄洪來緩解洪水威脅,運行管理得當的大壩也會對下游造成風險。即使存在這些風險,大壩對維持和支撐國家經濟的增長和持續的用水需求依然起著重要的作用。盡管大壩是因不同的目的而修建,并且提供了多樣化的效益,在美國其最重要的社會效益是向居民生活和工業生產供水。其余效益還包括洪水控制、蓄水攔洪和供應農業灌溉用水,增強食物供給,生產清潔可再生能源,以及用于娛樂和旅游。
為提高公眾意識,這項計劃力圖以一種最劃算的方式覆蓋到最大范圍的不同受眾。許多不同的方式被用于滿足受眾的需求,其中包括:和當地社區合作,面向公眾、消費者和商家的宣傳活動;以文章和文稿展示的方式向專業人士和公眾團體普及相關知識;在公共論壇和會議中傳播相關信息;致力于與其他聯邦政府機構和州政府合作;主動溝通以提高公眾的大壩風險意識和如何采取適當的減災措施。
(4) 目標4——推動國家大壩安全及其他專業方面的研究和培訓 。研發產品,以及提供大壩安全專業人員(尤其工作人員)的培訓,是NDSP的兩大基石。該項目不僅便于以技術指導、方針政策、工程最優方法、安全導則的形式進行研發,也促進了州政府和聯邦政府切實有效地實施和應用這些研究成果。同樣,該項目滿足了國家大壩安全專業人才培訓需求,有助于工作人員根據項目的優先事項和社會需求與業界進行合作。
(5) 目標5——優化相關的聯邦計劃以提升大壩安全 。對能提升大壩安全的聯邦政府計劃進行優化是NDSP的戰略重點之一。這不僅能產生實實在在的成果,如減少由潰壩導致的生命財產損失,同時也將確保各方共同努力,促進對關鍵優先事項的相互理解,并實現其他協同效應。
國家大壩安全審查委員會每年舉辦4次會議,一般定在每個聯邦季度的第2個星期。設置了5個常務工作組對NDSP的主要進展進行公告,并促進NDSP的目標和任務在國家大壩安全審查委員會休會期間實施。這5個常務工作組是:國家大壩名錄工作組;大壩安全研究工作組、大壩安全培訓工作組、應急行動計劃工作組,以及傳播與推廣工作組。
依照《國家大壩監測法案(1972年)》,國會首次授權美國陸軍工程師兵團普查位于美國境內的大壩。國家大壩名錄(NID)于1975年首次出版,在接下來的10 a里,作為允許公開的資源,進行了幾番修訂。《水資源開發法案(1986年)》授權美國陸軍工程師兵團維護和定期發布修訂的NID,隨后,1996年《水資源開發法案(1996年)》重新授權并提供了專項資金。美國陸軍工程師兵團與聯邦應急管理署以及州立法機構密切合作,以獲得準確和全面的信息。
NID工作組成立的目的,是為NID提供有關數據元素、格式,以及出版媒界方面的指導和建議。這需要不同政府機構和其他組織團體相互協調,交流信息,共同面對大壩安全問題,各行其職,前提是要有一個大壩名錄。聯邦政府、州政府和地方政府面臨的大壩安全問題需要相互兼容的技術交流,以確保名錄的有效性。NID工作組提供了一個常設論壇,各組織在這個論壇上通過董事會向美國陸軍工程師兵團、首席工程師,以及聯邦應急管理署提出建議,建議的范圍涵蓋了有關NID的事項,以及與其相關的制度、管理、技術、政策以及安全方面的問題。NID工作組還負責監督大壩名錄在互聯網和其他通訊媒體上的發布和使用情況。
NID列入滿足以下任意一個條件的大壩:若發生潰壩很可能造成人員死亡的高危害壩;若發生潰壩有可能造成人員死亡,很可能造成重大財產損失和環境破壞的重大危害壩;壩高大于或等于7.6 m,庫容超過18 500 m3的大壩; 庫容大于或等于61 675 m3,壩高超過1.8 m的大壩。
NID的目標是要記錄美國滿足這些條件的所有大壩,然而在現實中,由于資金有限,名錄僅收集并闡述了部分正確信息。名錄最初包括約45 000座大壩,部分大壩信息來自于廣泛的記錄搜索,部分來自于航空影像的提取。由于需要定期按規定更新,數據收集工作的重點轉移到更可靠的數據來源,也就是聯邦政府和州政府的大壩建設和監管機構。多數情況下,NID標準所涵蓋的大壩由聯邦政府或州政府機構管理(建設許可,監測及執行),這些機構掌握著其管轄范圍內的大壩基本信息。為維護NID,要定期從國家大壩安全項目組和各個聯邦政府機構收集大壩有關數據,這項工作相當棘手。美國陸軍工程師兵團解決了68個數據源中數據重復和數據矛盾的問題,這有助于獲得更完整、準確的、經更新的NID。通過美國陸軍工程師兵團、聯邦應急管理署和國家大壩安全項目組的協同努力,NID已錄入近80 000座美國境內的大壩。
聯邦大壩安全準則指出,強有力的研發工作對于減少當前大壩設計、水文、水利、材料性能、施工技術、設備和運行中的不確定性而言十分必要。準則進一步指出,政府機構應該大力支持與大壩安全相關的基于風險的分析和方法論的研發工作。
大壩安全研究工作組的職責是作為大壩安全研究的論壇,滿足聯邦機構和各州大壩安全研究的需求,根據這些需求的優先次序予以排序,并給董事會和聯邦應急管理署提供建議。
NDSP近期取得的部分成果源自于包括以下大壩安全政策和指導性文件在內的研究工作:
(1) 聯邦應急管理署P-919大壩水文安全現有準則概要。該文件記錄了目前大壩水文安全評估的應用現狀,包括州和聯邦機構使用名錄的現狀。文件還對每個擁有或管理大壩的州和聯邦機構目前使用的水文準則進行了回顧。
(2) GeoDam-BREACH工具組。NDSP開發了一個新的GIS工具組,稱為“地理空間潰壩,緊急行動計劃,后果和危害(GeoDam-BREACH)”。該工具便于用戶擬定簡化的潰壩洪水區域,推進高效開發統一的緊急行動計劃,還通過幫助創建大壩安全非監管風險地圖數據庫和后果評價以支持聯邦應急管理署風險地圖項目。
(3) FEMA 94,選擇和調整大壩加固后的入庫設計洪水。該文件的主要目的在于,推薦適當的程序以選擇和調整基于運行現狀和可接受的運行方式的入庫設計洪水,以增強州政府和聯邦政府組織機構之間相關工作的持續性和統一性。修訂的FEMA 94將于2013年發布。
大壩安全審查委員會和大壩安全協調委員會目前正在為NDSP開發新的研究模型,旨在通過吸引其他參與相關研發的投資者和專業機構的資源和專業知識,使項目投資最大化。
該工作小組的首要目的是給委員會提供建議,并完成大壩安全培訓方面的活動。小組的工作重點在于增強大壩安全培訓課程的有效性,提高效率。工作對象包括聯邦及各州大壩安全機構的工作人員、大壩業主、運營商以及其他大壩安全專業人員。大壩安全培訓小組也為主要大壩安全工作人員以外的專業人員(例如應急工作者、緊急救援人員、洪災救援人員、土地利用規劃人員)提供信息和培訓,以支持其他的大壩安全審查委員會工作小組和委員會。
NDSP的一個重要成就是在聯邦應急管理署的應急管理學院(EMI)每年舉辦大壩安全培訓研討會,在過去20 a間舉辦了20次大壩安全培訓研討會。2012年5月,聯邦應急管理署的應急管理學院舉辦了“潰壩后果”的研討會,通過增強大壩安全管理人員和應急管理人員對技術和方法的理解,來評估潰壩對下游居民生命和財產方面的影響。來自研討會的數據已納入國家和地方應急預案、響應計劃和恢復工作。
最近,第20屆大壩安全年度研討會在應急管理學院舉辦,聚焦大壩漫頂預防,研討會涉及的主題如下:
(1) 設計洪水,對包括使用概率載荷,還是使用可能最大洪水(PMF)或PMF的百分比展開了討談;
(2) 關于調節洪水的調查、分析和設計考慮;
(3) 潛在潰壩模式以及關于大壩漫頂潛在潰壩模式的風險分析;
(4) 借助計算機軟件與水力學模型的漫頂模型和預防措施;
(5) 土石壩和混凝土大壩的漫頂預防措施,包括草皮加筋墊、鋼筋填石、預制混凝土塊、碾壓混凝土、傳統混凝土、圍堰加固、跌水池等,而決定漫頂預防措施選擇的因素,包括成本考慮、風險分析和模型測試結果的應用。
大壩安全研究工作組最近發布了一個新的聯邦應急管理署技術手冊,即《大壩漫頂預防》。未來應急管理學院的大壩安全培訓年度研討會將會遵循這一模式,即大會主題將緊緊圍繞NDSP展開。
該工作組旨在評估、建議和監控針對有重大潛在風險的大壩所開展的活動,以增補完善應急行動計劃(EAPs),并提高其綜合效力。為了更加確保目標的實現,工作組將努力提高應急行動計劃的有效性。根據現有資源狀況,工作組將繼續專注存在重大潛在風險的大壩。
最近出臺了“FEMA 64,聯邦政府大壩安全指南:應急行動計劃修訂”。NDSP完成了聯邦應急管理署第64號文件物的修訂,以指導當前的應急實踐和DHS/FEMA語言,包括使用“國土安全演練和評估方案”。該指南強調了大壩業主和應急管理機構在開發、演練和實施緊急行動計劃方面開展合作的重要性。
大壩應急行動計劃在NDSP中得到關注,針對有重大潛在危險的大壩的應急行動計劃的數量為此大幅增加。
《國家大壩安全法案》認定,公眾意識是NDSP的功能性活動之一。公眾意識活動為公眾接受各州和地方政府提供的有關潰壩風險和相關事項方面的教育做好了準備。
大壩安全傳播與推廣工作組的主要目的是,為董事會提供建議和意見,并開展旨在提高大壩效益和風險相關方面公眾意識的活動。所開展的工作主要直接針對普通公眾,包括下游社區、州、地方大壩安全公職人員、聯邦政府大壩安全管理機構和其他一些從事大壩潛在危險管理方面的專業人員。
為了提高美國公眾的大壩安全意識,一冊題為《與大壩為鄰:了解你的危險》出版發行。這本2012年5月首次發行的小冊子,為NDSP首次針對普通大眾進行大壩安全風險教育的發行物。這為公眾提供了與大壩有關的利益和風險,以及如何應對和減輕大壩潛在風險等方面的信息。
2012年5月31日,首個國家大壩安全意識日誕生,在馬里蘭州蒙特瑪利舉辦了紀念儀式。在首次儀式成功基礎之上,2013年舉行了第2個國家大壩安全意識日,此次活動覆蓋5個州,并傳遞著“大壩安全是我們共同的責任”的信息。期待在2014年國家大壩安全意識日能遍布整個美國,不斷提高認知大壩國家利益并分擔責任的意識,同時保護美國民眾的安全。
國家大壩安全審查委員會和大壩安全協調委員會將通過NDSP繼續作出努力。國家大壩安全審查委員會將繼續每個季度的例會,并希望能在未來完成以下一些工作:
(1) 繼續與州、地方和區域官員共同完善并分享NID數據。
(2) 通過合作伙伴和適當的交流渠道發布信息以提高公眾對NDSP的認識。
(3) 在未來幾年內推廣“國家大壩安全意識日”活動,并最終覆蓋全國50個州。
(4) 開展“大壩安全101”演練,普及到更廣泛的受眾,包括大壩業主、應急人員、選派的官員和普通群眾。
(5) 支持并參與大壩安全和意識活動,繼續宣傳大壩安全意識信息,即“大壩安全——我們共同的責任”。
聯邦應急管理署計劃每年重點介紹關鍵項目的成就,以推進民眾對該項目在降低風險、提高效益和改善全美大壩安全環境方面的重要作用的認識和了解。