水利工程論文-淺談美國退役壩的管理與我國水庫大壩安全管理面對(duì)的新問題.doc

水利工程論文-淺談美國退役壩的管理與我國水庫大壩安全管理面對(duì)的新問題摘要：本文針對(duì)國際上一些拆壩的輿論，介紹了美國退役壩的管理制度、大壩及水電設(shè)施退役導(dǎo)則中關(guān)于工程安全、生態(tài)環(huán)境影響的評(píng)價(jià)內(nèi)容、泥沙的管理、以及拆壩方案的評(píng)價(jià)方法。并對(duì)美國退役壩的管理和我國水庫大壩安全管理中存在的問題，進(jìn)行了初步分析。關(guān)鍵詞：大壩安全大壩退役拆壩1概述目前國外（主要在美國）有一種拆壩的輿論，引起了國內(nèi)一些人士的關(guān)注。究竟美國是在如何考慮拆壩的問題，又是如何管理的，根據(jù)美國大壩的注冊(cè)管理、拆壩許可證制度、美國土木工程學(xué)會(huì)（ASCE）能源部水力發(fā)電專業(yè)委員會(huì)編寫的大壩及水電設(shè)施退役導(dǎo)則1（以下簡稱導(dǎo)則，1997年出版）以及有關(guān)文獻(xiàn)，本文簡要介紹美國退役壩的管理程序及有關(guān)退役評(píng)估辦法，并結(jié)合我國的水庫大壩中的安全問題發(fā)表初步認(rèn)識(shí)。2美國大壩的注冊(cè)管理美國是世界上擁有大壩數(shù)量第二的國家，截止到1996年，超過6英尺高以上的壩共有7.5萬余座，建壩的高峰期為20世紀(jì)的5070年代，約建設(shè)了4.35萬座（占58%），其中60年代建有各類壩約1.8萬座1。1920年，美國國會(huì)通過了聯(lián)邦水電法(FederalWaterPowerAct)，并授權(quán)于聯(lián)邦能源委員會(huì)頒發(fā)水電開發(fā)許可證（該委員會(huì)的功能于1977年由美國聯(lián)邦能源管理委員會(huì)FERC所接替）2。大壩許可證有效期一般為3050年，到期后需要經(jīng)過嚴(yán)格的評(píng)審（包括環(huán)境影響評(píng)價(jià)）后重新申請(qǐng)注冊(cè)。20世紀(jì)90年代，美國許多早期建設(shè)的水電站進(jìn)入了新一輪的許可證申請(qǐng)程序。3美國拆壩的焦點(diǎn)在美國，拆壩的焦點(diǎn)主要反映在三方面3,4,5,6：1）大壩安全因素；2）大壩功能喪失；3）考慮洄游性魚類生長及環(huán)境要求。美國目前已拆除壩的服役期多數(shù)為50年140年，壩高一般不超過310m。在對(duì)已拆除壩的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較中發(fā)現(xiàn)，有些壩的除險(xiǎn)加固費(fèi)用遠(yuǎn)超過繼續(xù)運(yùn)行所發(fā)揮的效益或拆除所需的費(fèi)用。在美國西部地區(qū)，考慮到為具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的鮭魚、鱒魚等洄游性魚種提供更好的生存條件，對(duì)一些作用不是很大的壩也采取了拆除處理。4美國的拆壩許可制在美國，如果一個(gè)壩被列入拆除計(jì)劃，首先要取得拆壩許可證，文獻(xiàn)7介紹了取得拆壩許可證的有關(guān)程序和規(guī)定。許可證包括來自聯(lián)邦的、州政府和地方政府的拆壩許可證，其根本目的是要保證被拆除壩的安全、近期或長期對(duì)河流及洪泛區(qū)帶來的影響最小。4.1聯(lián)邦許可證1）首先要滿足陸軍工程師兵團(tuán)（USACE）頒布的清潔水法404章中的有關(guān)規(guī)定；2）若拆除的壩以發(fā)電為主，還要向FERC提出申請(qǐng)，放棄或取消其發(fā)電功能的注冊(cè)資格，F(xiàn)ERC有權(quán)決定該壩的拆除方式；3）對(duì)申請(qǐng)拆除的壩需通過國家環(huán)境法（NEPA）的評(píng)價(jià)；4）開展有關(guān)法律的咨詢，包括滿足瀕危物種法、國家歷史保護(hù)法等；5）獲取州政府頒發(fā)的有關(guān)水質(zhì)證書和海岸帶管理法證書，保證拆壩不會(huì)影響河道的水質(zhì)及海岸帶的管理。4.2州政府許可證州政府的許可證包括：1）水道開發(fā)；2）大壩安全；3）州環(huán)境法的評(píng)價(jià)（類似NEPA）；4）歷史文物保護(hù)評(píng)價(jià)；5）重新規(guī)劃洪泛區(qū)；6）州政府證書。4.3市政許可證1）拆除許可證；2）建設(shè)許可證。如果一個(gè)大壩靠近城市，其拆除計(jì)劃還要得到市政的許可。為了恢復(fù)河道還要建設(shè)圍堰者，則需獲得有關(guān)建設(shè)工程的許可證。5美國大壩及水電設(shè)施退役導(dǎo)則的主要內(nèi)容15.1導(dǎo)則出臺(tái)的目的在20世紀(jì)90年代初期，面對(duì)美國的拆壩已進(jìn)入一項(xiàng)實(shí)質(zhì)性的工作，美國土木工程學(xué)會(huì)能源部水力發(fā)電專業(yè)委員會(huì)于1994年成立了一個(gè)專門工作委員會(huì)，編制了導(dǎo)則1。該導(dǎo)則正式出版前獲得一個(gè)專門評(píng)審委員會(huì)的評(píng)審，其成員有美國國家大壩安全協(xié)會(huì)（ASDSO）、電力公共事業(yè)的觀察員、FERC，USACE、前國際大壩委員會(huì)主席J.A.Veltrop先生，表明該導(dǎo)則的出臺(tái)是非常嚴(yán)肅和慎重的。導(dǎo)則編制的目的為：1）明確大壩退役評(píng)價(jià)所需要的數(shù)據(jù)；2）拆壩所要開展的工程、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的方法；3）比較大壩退役的具體技術(shù)方案和評(píng)估退役壩的投資與效益。開展大壩退役評(píng)價(jià)要考慮的因素包括大壩安全、美學(xué)、魚類、河流流量減少等，在經(jīng)濟(jì)方面要比較大壩繼續(xù)運(yùn)行或加固維護(hù)的費(fèi)用。在上述因素中，大壩安全放在首位。其它考慮的方面還有：1）社區(qū)生活對(duì)供水或娛樂設(shè)施的依賴情況；2）城市用水與灌溉的水權(quán)；3）生態(tài)需水要求；4）泥沙管理；5）防洪與水流調(diào)節(jié)效益。通過對(duì)大壩的評(píng)價(jià)可以得出：1）繼續(xù)運(yùn)行；2）部分功能將退役；3）整個(gè)工程全部退役。5.2工程評(píng)價(jià)內(nèi)容工程評(píng)價(jià)的內(nèi)容有：1）防洪標(biāo)準(zhǔn)和溢洪道泄流能力；2）施工導(dǎo)流和圍堰布置；3）大壩、電廠設(shè)施、輔助設(shè)施部分或全部拆除；4）機(jī)械和電氣設(shè)備的拆除；5）設(shè)備的處理；6）考慮泥沙管理、環(huán)境要求、洪水和濕地作用所采取的工程措施；7）增加娛樂設(shè)施；8）施工以及拆除方案的投資預(yù)算及施工計(jì)劃，9）運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。在確定大壩是部分拆除或全部拆除的分析工作中，首先要考慮的是大壩安全，并進(jìn)行洪水控制與潰壩洪水的深入分析比較。FERC對(duì)災(zāi)害進(jìn)行了分類，考慮的因素有人口傷亡、財(cái)產(chǎn)損失等。美國聯(lián)邦緊急事物管理署（FEMA）會(huì)同美國大壩安全委員會(huì)（ICODS）正在修訂災(zāi)害分類評(píng)估導(dǎo)則。針對(duì)入庫設(shè)計(jì)洪水，進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全計(jì)算復(fù)核，并考慮是否需要采取加固措施。地震荷載對(duì)大壩安全的影響也必須考慮。為防止?jié)?，必要時(shí)要采取一定的工程措施，包括增加溢洪道過流能力或加高、加固大壩，因此也相應(yīng)增加了投資，這部分費(fèi)用都應(yīng)作為方案評(píng)價(jià)的內(nèi)容之一。對(duì)混凝土壩、土石壩，都要進(jìn)行安全穩(wěn)定分析，對(duì)土石壩還要開展壩坡的穩(wěn)定和抗沖刷能力的分析，包括有漫壩洪水引起的壩坡沖刷、溢流設(shè)施泄流對(duì)壩腳的沖刷、波浪作用、水庫調(diào)度運(yùn)行等。土石壩，如果采用部分設(shè)施退役方案，要通過洪水演進(jìn)分析確定大壩是否要加固、是否要建設(shè)新的泄洪設(shè)施，要進(jìn)行洪水漫壩條件下的壩坡保護(hù)復(fù)核計(jì)算。如果大壩整體退役，需要考慮大壩的拆除及施工導(dǎo)流等問題。混凝土壩，盡管混凝土壩具有抵抗洪水漫壩的能力，但是必須對(duì)其基礎(chǔ)進(jìn)行漫壩洪水的沖刷分析，以確保大壩的穩(wěn)定。其它附屬設(shè)施無論大壩是采取部分退役或是全部退役方案，都要研究溢洪道的問題，以解決拆除過程和永久運(yùn)行期（部分拆除方案）的過流問題。大壩拆除要考慮壩拆除后原筑壩材料的堆放處理問題、拆除過程中的導(dǎo)流問題、大壩拆除后因地下水位降低引起的地質(zhì)災(zāi)害問題、壩址區(qū)附近的生態(tài)環(huán)境恢復(fù)建設(shè)問題等。廢料堆放場地也是非常重要的，要考慮滿足聯(lián)邦政府、州政府、地方政府的各項(xiàng)規(guī)定。如果可能，可以考慮利用原來建壩時(shí)的采料場（坑）堆放拆壩的土石料。但是對(duì)于泥沙和其它材料則應(yīng)采用不同的處理方式，對(duì)拆除的廢棄混凝土要測(cè)試是否存在有害物質(zhì)?？梢钥紤]將廢料破碎后作為修路材料。大壩拆除后還要進(jìn)行地表的恢復(fù)工作，如覆蓋土、種草、植樹等，同時(shí)還應(yīng)該加強(qiáng)監(jiān)測(cè)地下水的運(yùn)動(dòng)及有害物質(zhì)的含量。5.3環(huán)境影響評(píng)價(jià)對(duì)環(huán)境影響的評(píng)價(jià)要考慮到州和聯(lián)邦法律以及