认识更好的大坝丨美国大坝安全实践最新进展

认识更好的大坝丨美国大坝安全实践最新进展
2024年11月27日 19:38 三峡小微

9月24日至25日,中国大坝工程学会2024学术年会暨第五届大坝安全国际研讨会在湖北宜昌举办,主题为“建造安全韧性绿色的国家水网之结”。其中,水利水电高水平、高质量、可持续发展是本次大会的核心议题之一,院士、专家们从宏观经济政策框架、环境影响、技术发展路线等多个方面展开交流研讨。

美国大坝安全实践最新进展

迪恩·杜基

水库大坝是促进人类社会进步和国民经济发展的重要基础设施。近年来,随着全球经济的快速增长和社会的持续繁荣,水库大坝安全与公共安全的关系也越来越密切。保障水库大坝安全,已经成为水库大坝建设和管理中最为重要的问题,应该引起各个国家政府管理部门和社会公众的高度重视。

美国是世界上最早修建和运营水库大坝工程的国家之一,新时期需要在安全管理、风险评估、资金投入、设施更新、人员教育等方面下更大功夫,以实现水库大坝工程的高质量、可持续安全发展。

自从1670年左右在马塞诸塞州建造第一座水库大坝开始,美国建坝已有将近400年历史,截至目前已建造水库大坝超过9万座。其中许多是在1940年代至1980年代之间建造的。这一阶段,美国水库大坝建设快速发展的重要原因之一是第一次世界大战后出现的大萧条和西部发生的洪旱灾害,促使美国联邦政府加大对基础设施建设的投入,拉动国内经济发展,开发中西部水资源及对田纳西流域开展综合治理。这一时期,美国联邦政府出台了一系列法案,建设了一大批水库大坝,包括著名的哥伦比亚河上的大古力大坝、科罗拉多河上的胡佛大坝等。

回顾历史上发生的水库大坝失事事件,我们发现,任何水库大坝安全事故的发生,基本上都可以归因为外部因素、自身因素和人为因素这三个主要方面。随着新形势的发展,美国部分现存老旧大坝的安全风险指数大大增加,面临着气候变化加剧、自然灾害频发、工程老化、大坝产权多样化等严峻挑战。

对于美国来说,产权多样化是水库大坝面临的最大挑战之一。美国大型水库大坝的建设主体是垦务局(USBR)、陆军工程师团(USACE)和田纳西河流域管理局(TVA)等联邦政府部门的下属机构。但大坝资产所有权属联邦政府机构、州政府机构及私营机构等多种类主体,且超过90%的大坝所有权不属于联邦政府。由于各级政府机构、私营业主等的相对独立性,大坝安全管理和协调难度较高,容易出现漏洞。

为解决这一问题,1977年,美国联邦政府成立了美国能源监管委员会(FERC),对水库大坝的安全管理进行监管,并定期对水库大坝进行安全评估。如果发现严重的安全风险,美国能源监管委员会有权利绕开州政府机构及私营机构的限制,直接吊销该水库大坝的联邦发电许可证。

此外,美国能源监管委员会于2000年开始执行风险知情决策(RIDM)。该决策是指通过研究水库大坝潜在风险及实现损失最小化、收益最大化的过程,助力管理者做出与其战略目标一致的决策。此外,它还能够通过预先解决所涉及的潜在风险,把风险从源头降低。

安全统一规范管理、严格监管和风险知情决策在一定程度上提升了水库大坝的安全性能,降低了安全风险。据统计,美国所有现存大坝的溃坝率已从上个世纪20年代的1/22降低到了现在的1/1000。

但是,美国水库大坝面临的挑战依旧不可忽视。例如在对水库大坝的老化设备进行维护方面,设备老化带来的安全风险和维护的经济成本正在不断增加。在美国,高坝大库工程绝大部分管理规范、维护资金充足、安全监测到位,总体安全状况良好。而中小型水库和老旧工程则较多存在管理和维护资金不到位的情况。这需要来自不同领域的设计师、业主、建造者、供应商和监管机构通力合作,加大资金投入,提高科创水平,及时消除隐患。

对于水库大坝的安全保障,除了需要在设计和建设阶段严格遵守规范要求外,对运行期的安全监管也是重要组成部分。

此外,对于水库大坝行业新一代工程师的教育,也是非常值得关注的。目前从事水库大坝工程安全管理的工程师力量有下降趋势,这需要联邦政府从教育入手,加强工程师队伍梯队培养,助力行业可持续发展。

2024年9月24日,在中国大坝工程学会2024学术年会暨第五届大坝安全国际研讨会上,国际大坝委员会副主席、美国大坝委员会原主席迪恩·杜基以《美国大坝安全实践最新进展》为题作主旨发言。本文由《中国三峡工程报》特约记者李时宇根据发言及对迪恩·杜基的采访内容整理而成,文章有删减。

编辑:杨思恒 李雷

美编:熊鑫 王于成(实习)

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