大坝风险分析与管理

大坝风险分析与管理－现代大坝安全的理念

李雷

（南京水利科学研究院，水利部大坝安全管理中心）

1.概述

大坝风险是近十来年在国外发展起来的一种安全管理新理念。其最大的特点就是不仅关心大坝安全，也同时关心大坝溃决对下游的影响。换言之，大坝风险就是大坝溃决概率和溃决影响的综合。大坝风险这个理念对我国大坝安全与管理的影响十分巨大，实际上是将我国工程界历来重视的“工程安全”转换到“工程风险”的思路上来。事实上，工程安全和工程风险两种理念代表了两种不同的生产力发展水平的要求。生产力水平较低时，人们满足于工程的安全，然而随着生产力发展到某一种高度，人们已经不仅仅关注工程是否安全，更加关注与自己切身利益和生存有关的社会、环境等各种威胁。这就是为什么国外先进国家率先提出风险的理念，这也是为什么我国政府新世纪提出了“以人为本”，全面、协调、可持续发展的战略决策，我国水利部提出了治水新思路。

引入风险评价技术对提高我国大坝安全管理水平将是非常及时的，必要的，具有十分明显的现实意义。风险、风险准则、风险管理等概念的引入将会大大推动我国大坝安全的法规建设和管理水平。本文将较系统地介绍风险理念的发展过程，并通过对我国大坝安全管理工作发展和现代大坝安全管理模式的分析，认为我国大坝安全管理必然向现代大坝安全管理模式发展，大坝风险管理是今后的发展方向。

2.国际上大坝安全理念的发展

2.1.从工程安全过渡到工程风险

经过近20年的发展国外在大坝安全的理念上已经从传统的工程安全理念发展到现代工程风险的理念。

1987年国际大坝委员会59号通告《大坝安全指南》[1]将大坝安全定义为：将大坝实际状态和那些导致它溃决或者恶化的状态区分开来的范围。根据这一定义，可知大坝安全就是大坝保持一种不会发生破坏、溃决、恶化的状态。如果一座大坝没有出现破坏、溃决、恶化等工程状态，大坝就安全。因此可以认为这个

定义强调的是大坝的工程性态。

上世纪90年代后，这个定义开始发生了变化。1994年澳大利亚发布了《大坝安全管理指南》[2]，取代了1976年发布的《大坝运行、维护和监测指南》。取代的原因是因为“很多大坝的溃决将使业主的财经遭受极大损失，中断对社团的服务，可能导致下游社团的生命损失和巨大经济损失，重大的环境破坏。很多情况下，大坝溃决是一场灾难，业主和公众难以从中恢复”。可以认为这次修订明确提出了下游的安全问题－生命损失、经济损失、环境破坏。

1999年加拿大大坝协会发布了大坝安全导则[3]，该导则中没有对大坝安全的定义，但是定义了安全的大坝(safe dam)。所谓安全的大坝是：“不会将不可接受的风险强加给人民和财产，能够满足政府、工程专业和公众的安全准则的大坝”。和1987年国际大坝委员会的定义相比，该定义已经增加了政府、公众、财产，不可接受风险等重要内容。

2002年世界银行发布了《水坝安全法律框架比较研究报告》[4]。报告认为，大坝安全是“影响大坝建筑物和附属建筑物安全运行，以及对人民生命、健康、财产及大坝周边环境可能造成危害的各种因素”，明确提出了大坝安全包含了工程安全和生命、健康、财产、环境安全的现代理念。

美国陆军工程师团在2004年4月发布的《大坝安全－政策与过程》[5]定义了大坝安全，“大坝安全是保障大坝整体性和生存能力的艺术和科学，使大坝不会对公众、财产和环境发生不可接受的风险，需要综合运用工程准则、经验和风险管理理念体系，去认识大坝是一座结构物，它的安全功能不是由原设计和施工所唯一确定的。大坝安全也包括了各种措施和方法，用于确认或预测大坝的缺陷和与溃决有关的后果，并用于证实、重视、降低、消除或补救不可接受风险至合理可能的范围”。从这个定义看，有几层含义：一是大坝安全是一种艺术和科学，要使大坝不但能够挡水，而且能够使之能够长期生存；二是大坝的风险需要在社会和公众可接受的范围内；三是大坝安全包括了将风险降低至可接受范围的一系列措施和办法。

从大坝安全的定义近几十年的发展过程，可以看出，在上世纪70～80年代，世界上包括我国在内，都是将大坝安全传统的理解为大坝的工程特性，只要大坝不破坏、溃决和恶化，大坝就是安全的，这是传统的大坝安全理念。但是上世纪

90年代以来，大坝安全的定义已经包括了风险理念，将下游的影响后果包括进来，大坝安全不仅要保证工程安全，更重要的是保障下游的公共安全，使之处于可接受风险以内。这种考虑了工程安全和公共安全的理念是和现代生产力水平相适应的现代大坝安全理念。

2.2.国外大坝风险理念的发展过程

大坝风险和风险分析在20多年来得到了很大发展，大致可以划分成三个阶段[6]。

（1）风险分析方法和理论探索的初级阶段

20世纪80年代是其发展的初级阶段，当时风险分析技术已经在美国商用核电站评价中得到应用,而1976年美国的Teton大坝和后来的Taccoa Fans大坝相继失事，受到美国总统的高度重视，要求研究概率论和风险分析在大坝安全上的应用。1982年美国陆军工程师团（USACE）的Hagen最早提出风险的概念，用相对风险指数来判别大坝风险，考虑了两大类风险因素，即漫顶因素和结构险情因素，各类风险值靠专家判断。美国垦务局（USBR）推荐使用现场评分（site rating）法来衡量水库大坝的风险，它是在美陆军工程师团Hagen的启发下形成，考虑了大坝工程现状（工程年龄、质量、渗流性态、结构）和潜在险情（库容、最大水头、洪水、地震、隐患）因素，每种因素的风险按低、中、高、极高四级来评价，累加后成为工程的总风险。葡萄牙工程师考虑了环境（地震、库岸塌滑、洪水、水库调节能力、环境侵害）、工程结构（结构可靠性、坝基优劣、防洪设施安全性、工程管理维修好坏）和溃坝损失（水库库容、洪泛区可能损失）三个方面11个风险因素，每个因素的风险细分为6级，综合成为风险指数，评价工程的风险。这个阶段的特征是，选择某些影响大坝和下游安全的因素，根据工程师的经验，通过赋值的方法来评价大坝风险。计算简单，可操作性强，但是概念和体系都不完整，是一些国家为了加强大坝安全管理而进行的探索性研究。

（2）风险理念、法规和体系建立阶段

第二阶段是90年代，是制定了一系列风险评价的有关法规和指南，建立了风险管理体系，以加拿大的BCHydro和澳大利亚的ANCOLD为代表。加拿大标准协会1991年发布了《风险分析必要条件和指南》CAN/CSA-Q634-91；1994年澳大利亚大坝委员会（ANCOLD）颁布了《ANCOLD风险评估指南》，为大坝安全评