新時期我國大壩安全運維模式探索

何向陽 王秘學 楊光 伊翠瑩

摘 要：本文在分析我國大壩運維管理面臨的問題和挑戰基礎上，研究了國外水利典型實踐和經驗，從完善水庫管理體制和法規標準及制度體系、運行管理模式、管理技術手段、引導社會力量參與、引入第三方獨立監督評估等方面提出建議，為促進大壩安全運行提供借鑒。

關鍵詞：大壩安全;運維模式;水庫管理;水利信息化

中圖法分類號：TV737? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? ? ? DOI：10.19679/j.cnki.cjjsjj.2021.0110

1? 我國大壩運維現狀與挑戰

（1）大壩進入“建管并重”階段

目前，我國水庫大壩處于“以建設為主”轉向“建管并重”的新階段，大壩安全運行維護工作成為壩工行業關注的重點和難點。目前，我國壩工事業取得了長足發展，已建成各類大壩9.88萬座，水庫總庫容超8 953億m3 [1]。加強大壩安全運行管理，事關工程安全、社會公共安全和工程效益發揮，受到各級政府和行業的高度重視。

（2）大壩運維仍然存在明顯“短板”

因水庫大壩數量多、分布廣、壩型多樣、管理主體多元，以及長期存在“重建設輕管理”等因素，大壩運維存在明顯“短板”，大壩運行管理工作存在諸多薄弱環節[2]。一是水庫管理體制、運維模式不完善。大壩主管部門包括各級水利、能源、建設、交通、農業等有關部門，職責關系不夠清晰。部分水庫尤其是小型水庫的安全責任制尚未完全落實。二是水庫監督管理和運行管理技術手段落后，已建監測設施及信息化系統問題較突出。大壩安全監測設施完好率較低，監測設施感知能力、分析能力及自動化程度低;信息管理系統低水平重復建設較普遍，運維經費普遍不足等。三是小型水庫安全隱患高。小型水庫經常出現重大險情甚至潰壩，水庫監測設施不完備，管護主體不落實，技術力量普遍偏低，維護管養經費不足等問題突出。此外，部分水庫大壩的確權劃界推進不暢，庫區管理和大壩安全鑒定等相關制度還需進一步完善。

（3）新時期大壩運維面臨的主要挑戰

大壩“老齡化”日益嚴重。我國已建水庫中約80%以上建于20世紀50～70年代，壩齡多已達到50～70年。限于當時技術條件和經濟條件，這些水庫普遍存在建設標準低、工程質量差等先天問題，加上長期運行、投入不足、老化失修、管理粗放等后天因素，水庫病險率曾高達44%。根據我國《水利水電工程合理使用年限及耐久性設計規范》，工程級別在3-5級的大壩，其設計服役年限為50年，目前基本都處于超合理使用年限的在役狀態。隨著時間推移，隱患和缺陷將加速顯現，水庫未來整體安全形勢不容樂觀。

2019年1月，水利部把“水利工程補短板、水利行業強監管”作為當前和今后一個時期水利改革發展的總基調。具體到水庫大壩工程，主要包括補齊水庫大壩的防洪不達標、水利工程病險隱患突出的短板，不斷加強水利信息全面感知、在線分析、應急處理和智慧應用的能力，強化對已建工程安全規范運行的監管等。從2018年起，水利部已連續三年開展“四不兩直”專項督查，預計未來將常態化實施。

2? 國外大壩運維的實踐與經驗

國外水電發達國家的大規模大壩建設基本于20世紀70年代前完成，進入21世紀后，大壩工程建設速度大幅放緩，其工作重心已轉移到工程安全運行。本文選取美國、加拿大、瑞士、日本等具有代表性的水利國家，研究其在運維管理體系、法規制度、管理技術手段等方面的運維實踐與經驗。

2.1? 大壩運維管理體系

目前美國已建水庫大壩9.1萬座。由聯邦機構、州立專門機構、大壩所有者（含私人所有者）、相關非政府組織等組成的多元化所有與管理，其中69%的大壩由州機構管轄，5%的大壩由聯邦政府管轄。聯邦大壩安全相關機構主要包括聯邦應急管理署（FEMA）、國家大壩安全審查委員會（NDSRB）以及大壩安全聯委會（ICODS）等，其中FEMA負責“國家大壩安全計劃”的管理，NDSRB負責評審、監督各州大壩安全計劃制定執行情況，ICODS主要任務是協調各聯邦大壩安全工作。州立大壩安全辦公室負責大壩安全管理計劃，包括安全評價、維修方案審查、定期檢查以及應急管理計劃的評估與批準等。大壩所有者負責大壩的日常巡檢、維修和更新改造等工作。

加拿大共有大壩1.5萬座，其中15m以上的大壩930余座，業主為聯邦和省政府、電力公司、市政部門及個人。加拿大建立了政府監督、大壩業主負責、專業機構支持的大壩綜合管理體系。政府設置的大壩安全監管機構負責監督業主執行情況。大壩業主對大壩安全負主要責任，對從事水壩安全管理工作人員的執業資格有相應規定，每座水庫都有專門的符合資格要求的運行操作人員。加拿大大壩安全協會在大壩安全技術和實踐上指導業主工作，還協助承擔大壩安全條例和標準制訂工作。

瑞士共有水庫大壩1 200余座，已開發約85%的水電資源。根據水庫規模和重要性實施了分級監管，瑞士聯邦能源署直接監管最重要及規模較大的大壩，州屬大壩安全監管機構負責規模較小的壩。瑞士設置了大壩運行管理人員、資深工程師、獨立專家以及監管機構四個層次的運維管理體系。

2.2? 大壩運維法律法規及技術標準、指南

美國重視大壩安全管理的相關法規、標準及制度建設，制定了包括《國家大壩安全法案》《國家大壩安全核查法案》等在內的法律法規體系，編制了各類指導性綱領、準則、技術標準等，聯邦應急管理署協同國家大壩安全審查委員會，編寫并出版了大壩安全管理、運行維護、結構修復、風險管理、應急響應等方向的政策法規、技術導則及規劃范本[2]。

日本形成了以《河川法》為中心，由《水資源開發促進法》《水資源開發公團法》《防洪法》《特定多用途水庫法》等組成的法律體系，為日本的河川行政提供了政策法規保障。

為保障大壩安全管理，瑞士制定了《大壩安全法》《大壩條例》，并配套編制了大壩安全準則、安全評估、監測與維護等技術指南。

2.3? 大壩運維管理理念

1991年，加拿大率先將風險理念用于大壩安全管理領域，實踐內容主要包括：要求大壩業主制定運行、維護與監測（OMS）手冊和EPP（應急預案）文件，開展安全評價和復核等。其中OMS手冊主要是指導水庫的運行、檢查、監測和維護工作，EPP文件主要用于指導水壩運行管理人員在突發事件時行動的程序和過程。

在大壩安全管理實踐中，美國引入了風險管理理念，在美國大壩名錄系統中，將大壩的風險等級分為高、中和低風險3個等級，在運維管理中，優先對具有高風險的大壩進行加固和更新改造，并編制應急管理計劃。

2.4? 其他方面

一是獨立第三方評估的運用。國際大壩委員會在2019年《世界大壩安全宣言》中明確提出，推動在大型基礎設施設計、建設、運行中采用獨立/第三方評估機構，以幫助確保工程安全。在加拿大，若大壩業主是政府，通常采用聘請獨立的外部專家進行大壩的安全檢查和評估。二是社會團體參與。在美國，大壩安全管理有部分學術團體和組織參與，如州大壩安全官員聯合會（ASDSO）等通過制定聯合準則、舉辦年會、研討會以及培訓等，推動各州制定切實可行的大壩安全計劃。

3? 大壩安全運維模式的建議

3.1? 完善水庫管理法規制度與技術體系

進一步理清大壩運行管理涉及的相關主體及其職責，尤其要落實小型水庫的安全責任制，明確工程產權、管理主體，落實管護人員和經費，實施工程確權劃界。現行《水庫大壩安全管理條例》《水庫大壩安全鑒定辦法》等法規、技術標準，小型水庫基本為參照執行，實施靈活度較大，難以有效指導具體運維工作，建議根據小型水庫特點，完善運維管理法規制度、技術標準體系，并制定更具操作性的導則。根據大壩運維的相關崗位及職責，探索引入執業資格制度，確保從事水壩安全管理工作人員具有相應能力和經歷。

3.2? 豐富運行管理模式

為提高水庫的運行管理水平，可從推進大壩運維標準化建設，開展專業化管理，引入風險管理理念，小型水庫的安全鑒定、除險加固及降等報廢，行業服務平臺建設等方面，創新運行管理模式。

水庫大壩運維標準化是在符合現行技術標準前提下，基于水庫工程管理考核標準，結合水庫大壩實際，編制工程標準化管理手冊，明確運維各項工作內容的標準和要求，規范每項工作行為，將工程管理標準具體細化落實到每個崗位和人員，并輔以嚴格監督檢查以保障標準化工作成效，形成良性長效機制。目前，浙江等地的水利工程標準化建設已取得成效[4]。

專業化管理是以區域性大壩群為單位，以一個機構或業主對一定區域內大壩群進行統一運行管理，如以一個區縣或市為單位，通過集中具有執業資格的專業人員從事預報調度、安全監測及資料整編分析、系統維護等工作。與傳統的區域水庫各自為戰管理模式相比，可大幅提高大壩運行管理的專業水平和規范性，有效節約人力資源、監測設備、系統建設等方面的投入，并實現精細化管理。

目前，大壩安全管理理念從單純的大壩結構安全管理變化到大壩安全風險管理，可探索推進將風險管理理念運用到大壩運維管理中，根據安全評價對水庫進行風險分級，根據每年的定期檢查進行動態調整，根據風險等級指導確定除險加固、安全督查等工作的優先級。

3.3? 提升運維技術手段

大壩運維管理的目標是發現工程隱患并及時進行處理，確保大壩安全，有效的技術手段是基本保證。近年來，物聯網、云計算、移動互聯網、人工智能、GNSS等技術和硬件設備不斷快速發展，為大壩運行管理革新提供了有力支撐。圍繞新時期水庫信息化補短板的要求，建議開展以下工作：一是大壩運行管理相關信息化整體規劃;二是建立完善的信息化采集、傳輸、存儲、開發、運維等相關標準;三是全面提升大壩信息感知和通訊能力，開展水庫智能監測設施建設，包括各類監測傳感器、圖像視頻、通訊網絡等，尤其是研發適用于小型水庫的一體化監測設備;四是分期建設各工程的BIM模型，特別是大中型和部分重點小（一）型水庫，以利于監測、評價和安全運行，并為全國統一監測平臺打下基礎;五是在區域或流域大壩監管單位，推動通用信息化基礎設施建設和業務應用，租用或建設大壩運行管理云平臺，包括硬件服務器、基礎平臺軟件、網絡安全、數據備份等通用基礎設施，各水庫的監測數據統一匯聚至該平臺進行統一存儲;六是開展基于云平臺的大壩安全運行管理業務應用系統建設，包括面向移動終端的應用，并以服務的形式提供給各個水庫管理單位[5]。所有水庫現場不需要單獨建設信息化機房及管理系統，可極大降低總體投資，同時解決了運維困難、水庫缺乏專業人員等難題。

3.4? 引導社會力量參與

我國小型水庫點多面廣量大，大多分布在山區，交通不便，一直以來存在管理難、設施維護難等問題，隨著水行政主管部門編制被壓縮、但行業強監管要求提升，可以預見，以傳統模式進行大壩運維管理更將舉步維艱。因此，借助社會力量增強大壩運維管理力量，勢在必行。

大壩運維社會化是指以區域為單位，將該區域大壩非核心類的日常維護管理業務推向市場，通過購買服務的方式，由社會專業運行和養護機構承擔，以提高大壩運維管理效率和水平。目前，國內一些地方已做了有益嘗試，如重慶、浙江、廣東等地，取得較明顯效果，可有效解決小型水庫管護難題。

推進大壩運維社會化，要科學確定社會化服務的范圍，可將工程檢查、養護、監測等技術性工作和工程保潔、綠化、保安等勞務性工作納入社會化管理，涉及到調度管理等行政管理、安全類工作不應納入。此外，調動水庫所在地人民群眾，通過個人智能終端監督水庫的運行管理。

3.5? 引入第三方獨立評估

目前，我國大壩管理體制中政府充當了業主和監管的雙重角色，導致監管成效不彰。隨著大壩運行管理專業化、社會化的推進，如何專業、及時、公平、公正地監督評價社會化服務成效，是開展管理考核工作的實際需要。

大壩運行管理的第三方獨立監督評估主要是在各級水行政主管部門的監督基礎上，引入獨立的第三方，通過專業技術服務模式，定期或根據需要實時對大壩進行檢查、監督和安全評估。第三方與政府、行業監管部門和大壩業主等沒有直接隸屬關系和利害關系，其監督評估工作更客觀真實。目前，水利行業已在探索引入第三方監管模式，如2014年，中國科學院對《國務院重大水利工程及農村飲水安全政策措施》落實情況的第三方評估，2015年中國工程院對三峽工程開展的第三方獨立評估等。推進大壩運行管理的第三方獨立監督評估是對現有監管體系的有益補充，對于強化大壩運行管理工作意義重大。

參考文獻：

[1]中華人民共和國水利部.2018年全國水利發展統計公報[R].中國水利水電出版社（2019）.

[2]阮利民. 水利工程運行管理工作現狀與展望[J]. 水利建設與管理，2019.

[3]楊光，王秘學，秦明海. 美國水庫大壩安全管理及思考[J]. 人民長江，2011，042（012）：19-23.

[4]陳龍. 浙江省水利工程標準化管理的探索實踐.中國水利[J].2017（6）.

[5]何向陽，譚界雄，高大水. 基于云平臺的水庫安全管理信息化方案研究[J]. 人民長江，2019（11）.