水利工程论文-浅谈美国退役坝的管理与我国水库大坝安全管理面对的新问题.doc

水利工程论文-浅谈美国退役坝的管理与我国水库大坝安全管理面对的新问题摘要：本文针对国际上一些拆坝的舆论，介绍了美国退役坝的管理制度、大坝及水电设施退役导则中关于工程安全、生态环境影响的评价内容、泥沙的管理、以及拆坝方案的评价方法。并对美国退役坝的管理和我国水库大坝安全管理中存在的问题，进行了初步分析。关键词：大坝安全大坝退役拆坝1概述目前国外（主要在美国）有一种拆坝的舆论，引起了国内一些人士的关注。究竟美国是在如何考虑拆坝的问题，又是如何管理的，根据美国大坝的注册管理、拆坝许可证制度、美国土木工程学会（ASCE）能源部水力发电专业委员会编写的大坝及水电设施退役导则1（以下简称导则，1997年出版）以及有关文献，本文简要介绍美国退役坝的管理程序及有关退役评估办法，并结合我国的水库大坝中的安全问题发表初步认识。2美国大坝的注册管理美国是世界上拥有大坝数量第二的国家，截止到1996年，超过6英尺高以上的坝共有7.5万余座，建坝的高峰期为20世纪的5070年代，约建设了4.35万座（占58%），其中60年代建有各类坝约1.8万座1。1920年，美国国会通过了联邦水电法(FederalWaterPowerAct)，并授权于联邦能源委员会颁发水电开发许可证（该委员会的功能于1977年由美国联邦能源管理委员会FERC所接替）2。大坝许可证有效期一般为3050年，到期后需要经过严格的评审（包括环境影响评价）后重新申请注册。20世纪90年代，美国许多早期建设的水电站进入了新一轮的许可证申请程序。3美国拆坝的焦点在美国，拆坝的焦点主要反映在三方面3,4,5,6：1）大坝安全因素；2）大坝功能丧失；3）考虑洄游性鱼类生长及环境要求。美国目前已拆除坝的服役期多数为50年140年，坝高一般不超过310m。在对已拆除坝的技术经济比较中发现，有些坝的除险加固费用远超过继续运行所发挥的效益或拆除所需的费用。在美国西部地区，考虑到为具有较高经济价值的鲑鱼、鳟鱼等洄游性鱼种提供更好的生存条件，对一些作用不是很大的坝也采取了拆除处理。4美国的拆坝许可制在美国，如果一个坝被列入拆除计划，首先要取得拆坝许可证，文献7介绍了取得拆坝许可证的有关程序和规定。许可证包括来自联邦的、州政府和地方政府的拆坝许可证，其根本目的是要保证被拆除坝的安全、近期或长期对河流及洪泛区带来的影响最小。4.1联邦许可证1）首先要满足陆军工程师兵团（USACE）颁布的清洁水法404章中的有关规定；2）若拆除的坝以发电为主，还要向FERC提出申请，放弃或取消其发电功能的注册资格，FERC有权决定该坝的拆除方式；3）对申请拆除的坝需通过国家环境法（NEPA）的评价；4）开展有关法律的咨询，包括满足濒危物种法、国家历史保护法等；5）获取州政府颁发的有关水质证书和海岸带管理法证书，保证拆坝不会影响河道的水质及海岸带的管理。4.2州政府许可证州政府的许可证包括：1）水道开发；2）大坝安全；3）州环境法的评价（类似NEPA）；4）历史文物保护评价；5）重新规划洪泛区；6）州政府证书。4.3市政许可证1）拆除许可证；2）建设许可证。如果一个大坝靠近城市，其拆除计划还要得到市政的许可。为了恢复河道还要建设围堰者，则需获得有关建设工程的许可证。5美国大坝及水电设施退役导则的主要内容15.1导则出台的目的在20世纪90年代初期，面对美国的拆坝已进入一项实质性的工作，美国土木工程学会能源部水力发电专业委员会于1994年成立了一个专门工作委员会，编制了导则1。该导则正式出版前获得一个专门评审委员会的评审，其成员有美国国家大坝安全协会（ASDSO）、电力公共事业的观察员、FERC，USACE、前国际大坝委员会主席J.A.Veltrop先生，表明该导则的出台是非常严肃和慎重的。导则编制的目的为：1）明确大坝退役评价所需要的数据；2）拆坝所要开展的工程、环境和经济评价的方法；3）比较大坝退役的具体技术方案和评估退役坝的投资与效益。开展大坝退役评价要考虑的因素包括大坝安全、美学、鱼类、河流流量减少等，在经济方面要比较大坝继续运行或加固维护的费用。在上述因素中，大坝安全放在首位。其它考虑的方面还有：1）社区生活对供水或娱乐设施的依赖情况；2）城市用水与灌溉的水权；3）生态需水要求；4）泥沙管理；5）防洪与水流调节效益。通过对大坝的评价可以得出：1）继续运行；2）部分功能将退役；3）整个工程全部退役。5.2工程评价内容工程评价的内容有：1）防洪标准和溢洪道泄流能力；2）施工导流和围堰布置；3）大坝、电厂设施、辅助设施部分或全部拆除；4）机械和电气设备的拆除；5）设备的处理；6）考虑泥沙管理、环境要求、洪水和湿地作用所采取的工程措施；7）增加娱乐设施；8）施工以及拆除方案的投资预算及施工计划，9）运行维护费用。在确定大坝是部分拆除或全部拆除的分析工作中，首先要考虑的是大坝安全，并进行洪水控制与溃坝洪水的深入分析比较。FERC对灾害进行了分类，考虑的因素有人口伤亡、财产损失等。美国联邦紧急事物管理署（FEMA）会同美国大坝安全委员会（ICODS）正在修订灾害分类评估导则。针对入库设计洪水，进行结构安全计算复核，并考虑是否需要采取加固措施。地震荷载对大坝安全的影响也必须考虑。为防止溃坝，必要时要采取一定的工程措施，包括增加溢洪道过流能力或加高、加固大坝，因此也相应增加了投资，这部分费用都应作为方案评价的内容之一。对混凝土坝、土石坝，都要进行安全稳定分析，对土石坝还要开展坝坡的稳定和抗冲刷能力的分析，包括有漫坝洪水引起的坝坡冲刷、溢流设施泄流对坝脚的冲刷、波浪作用、水库调度运行等。土石坝，如果采用部分设施退役方案，要通过洪水演进分析确定大坝是否要加固、是否要建设新的泄洪设施，要进行洪水漫坝条件下的坝坡保护复核计算。如果大坝整体退役，需要考虑大坝的拆除及施工导流等问题。混凝土坝，尽管混凝土坝具有抵抗洪水漫坝的能力，但是必须对其基础进行漫坝洪水的冲刷分析，以确保大坝的稳定。其它附属设施无论大坝是采取部分退役或是全部退役方案，都要研究溢洪道的问题，以解决拆除过程和永久运行期（部分拆除方案）的过流问题。大坝拆除要考虑坝拆除后原筑坝材料的堆放处理问题、拆除过程中的导流问题、大坝拆除后因地下水位降低引起的地质灾害问题、坝址区附近的生态环境恢复建设问题等。废料堆放场地也是非常重要的，要考虑满足联邦政府、州政府、地方政府的各项规定。如果可能，可以考虑利用原来建坝时的采料场（坑）堆放拆坝的土石料。但是对于泥沙和其它材料则应采用不同的处理方式，对拆除的废弃混凝土要测试是否存在有害物质。可以考虑将废料破碎后作为修路材料。大坝拆除后还要进行地表的恢复工作，如覆盖土、种草、植树等，同时还应该加强监测地下水的运动及有害物质的含量。5.3环境影响评价对环境影响的评价要考虑到州和联邦法律以及