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 郭军 (1. 中国水利水电科学研究院，北京复兴路甲一号，100038) 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
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
郭军
(1. 中国水利水电科学研究院，北京复兴路甲一号，100038)
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50~70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(Federal Water Power Act)，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30~50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3~10m。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[1]
5.1 《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
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5.5 方案评价
方案评价是在对大坝进行工程技术、环境生态、泥沙等方面的综合评价分析工作基础上开展的。
经济分析 对退役坝方案，通过成本—效益的分析，研究不同方案的经济可行性，确定该工程的用途和价值，实际上是分析退役坝对资源综合利用的结果。
资源的种类主要从工程、环境和社会经济三个方面考虑，具体为供水、防洪、发电、航运、娱乐、商业利用、水权、间接效益等。这里要特殊解释的是：1）商业利用，即在某些情况下，大坝退役后可能影响当地的农业产出、生产成本、排水与灌溉、泥沙冲蚀速率，因此也会影响其商用价值；2）水权，不论大坝或发电设备作部分退役或全部退役，都将引发对目前已形成的水权制是否要发生变化的问题，特别在美国西部，许多州都有州的水权法，股东方都受到法律的保护；3）间接效益，是指非直接利用资源所获得的效益，这种效益是难以定量或用价格来衡量的。
用预算的方法分析该工程（或方案）的成本—效益关系，其结果可以是正的，也可能是负的，关键取决于该方案对某一特定资源的利用是增加其经济价值还是减少。如果可能，经济价值可以用货币的方式进行量化，反之也可以用等价的货物来衡量。可以通过市场流通交换评价某些资源的价值，如电价、具有商业价值的鱼、供水等。经济模型采用货币、非货币、定量与非定量方式进行分析。发电的损失可以用年收入来计算，其它方面的影响也可以用定量、但不一定是货币的方式，如湿地损失的面积等。非定量的影响还包括风景、文化资源等。
决策过程是建立在对各种资源分析评价的基础上的，包括对资源可定量的估价、物理和经济方面的影响等，其影响的程度可以用较小/较大、负面/正面、长期/短期等描述，按影响程度的大小进行排队。在某些情况下，还要请受到影响的股东们参与，这些股东包括位于上下游地区的居民、商家、政府机构、非政府组织等。
通过给出各种资源的优先权进行方案的定性或定量评价，考虑的因素有：1）“定量影响”为对资源影响的定量指标，如发电量、泥沙预测等；2）资源重要性，可为本地的重要资源，也可以为影响人类健康和安全的重要资源；3）资源影响程度；4）资源影响程度的权重。
《导则》推荐采用两种评价方法来评价经济和无形价值的问题。首先采用国家环境法（NEPA），其次用分析模型(AHP)进行分析。NEPA的评价可以考虑股东的参与，所有的利益相关者都可以参与，各种影响因素都可以考虑。NEPA可以考虑该工程与早期介入的股东之间的关系，并由此确定该工程对环境和经济的影响关系。AHP数学模型采用通用的模式可以对不相关的受益者和其价值进行分析比较。
NEPA分析包括环境评价（EA）或环境影响评价（EIS），究竟用那种方法将取决于问题的复杂性。AHP从不确定性方面对方案进行比较和分析，也是风险分析最基本的方法之一。通过AHP的分析来确定每一个方案的不同结果以及存在的不确定性因素。决策者和股东们更感兴趣的是今后会发生什么事情？结果如何？
6 对美国退役坝管理的初步分析
6.1 美国目前拆除的是一些具有安全隐患、功能丧失、局部影响环境生态（包括鱼类）的一些小坝 美国最早拆坝的实例发生在1912年，截止到1999年，已经拆除了455座坝[5]。据最新统计资料[3,4]，2003年被列入拆除的坝有58座，2000-2002年间共拆除了79座坝。美国近年来虽然拆除了一些坝，但主要是位于支流上的小坝、老坝，服役期在70~100年，坝高一般为10m以下，包括早期建设的用于造纸业、纺织业、灌溉、供水等目标的小型水电站等。这些工程多为经过长期的运行，已丧失了原设计的功能，许多工程已不适应现代化大工业生产的需要。从大坝安全管理的角度出发，考虑工程自身的安全和对下游带来的潜在的危险、以及加固费用高等原因，在做了详细的分析比较后选择了拆除方案。另外还有一些是考虑洄游性鱼类生长的需要与国家自然公园相协调的河道建设而拆。
6.2 美国的水库大坝在国家经济建设中仍是不可替代的 美国垦务局、陆军工程兵团、田纳西河流管理局、以及一些水电公司和州建设的大型水电工程在美国的经济发展中仍占有相当重要的作用，1996年水电装机总量达75500MW（不包括蓄能机组），与我国目前水电装机容量基本相当，年发电量300TWh。在中西部地区，许多大坝还承担着调水工程中的水量调蓄功能，如加州调水工程中，包括23座水库大坝（其中有著名的Oroville坝，最大坝高235m），总蓄水量达82亿多m3，为加州南部和西南部的供水起到了重要的作用。20世纪30年代建起的胡佛坝至今被美国人认为是国家的重要财富，经胡佛坝调节下泄的水量，为内华达南部、加州南部和亚利桑那州西南部地区提供了重要的水源。目前美国还没有一座具有重要防洪、发电、航运、供水功能、经现代化设计施工的坝被列入拆除计划。
6.3 美国重视并科学、理性地对待退役坝的问题 大坝不是一劳永逸的建筑物，美国对那些早期建设的坝的安全及退役问题给予了高度的关注，
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7 中国水库大坝安全管理中的新问题
7.1 小型水库大坝的安全是中国大坝安全管理中的薄弱环节 中国是世界上建坝第一大国，现有水库近8.6万座，其中大型水库445座，中型水库2782座，小型水库8.2万余座。1999年《全国病险库除险加固专项规划》调查显示[8]，全国有3万多座病险库，被列入近期除险加固的1364座主要是大中型水库，另外有2万多座小型水库需要除险加固。我国小型水库大多建于20世纪50~70年代，工程标准偏低、质量较差，加之工程管理与运行维护费用缺乏正常渠道投入，安全问题十分突出，每年汛期小型水库出险、溃坝事故时有发生。
7.2 小型水库垮坝是水库安全度汛中的主要问题焦点 水利部汪恕诚部长在2003年防汛会议谈到了我国近12年来水库垮坝的情况[9]，“1991年以来，全国共发生235座水库垮坝事件。从垮坝原因看，147座是因发生超标准洪水导致水库漫坝失事（63%）；71座是因工程质量差、抢险不力造成垮坝失事（30%）；其它7%的垮坝主要是管理不到位、措施不得力造成的。从垮坝水库的规模看，小型水库233座（99%），中型水库2座。以上分析表明，当前水库存在的主要问题恰恰是水库垮坝的主要原因，小型水库恰恰是水库安全度汛工作的薄弱环节”。
7.3 小型水库大坝管理水平与除险加固技术落后 文献[10、11]总结国内外大坝安全分析结果表明，垮坝与大坝安全的重点是土石坝。我国小型水库的安全问题主要反映在以下几方面[8]：1）面广量大。尽管20世纪80、90年代以来陆续进行了各种形式的小型水库的除险加固工作，但由于管理体制和资金的制约，对险情缺乏深入的了解或限于局部抢险，往往只是治标不治本，难以彻底清除隐患。目前全国待除险加固的小型水库还有数万座，数量巨大，不是在短期内能得到彻底解决的；2）同一水库多种病险问题同时存在。如防洪能力不足、大坝渗漏严重、大坝形体单薄、结构不满足安全要求、泄水建筑物存在严重隐患、大坝或建筑物不满足抗震稳定要求、白蚁危害、金属结构不能可靠安全运行、防汛交通与通讯设施不具备等；3）技术力量薄弱，安全管理水平低。小（1）型水库虽设专人管理，但几乎无专业技术人员，小（2）型水库没有专人管理，甚至无人管理；4）经济基础差，难以进入良性循环。水库管理经费奇缺，很多水库长期处于带病和限制运行状态，大部分小型水库从未进行过维修养护，一般只有在出现严重险情时才能得到应急治理，但远不能根除隐患。
从除险加固技术来讲，国内在处理大中型病险库问题中，积累了许多经验，但由于小型水库问题更加复杂，多种病险问题同时存在，在大中型水库中取得的经验不能照搬套用，许多小型水库大坝，在建设时各种技术资料就不完整，甚至根本无技术资料档案，给除险加固带来很大的困难。从加固处理费用看，小(1)型水库加固经费大约在100万元，小（2）型水库约25万元[7]。我国目前有2万余座小型水库急待加固，如果全部实施，则所需经费在数十亿以至上百亿元人民币，这是一笔十分可观的费用。对这些问题亟待认真研究分析。
7.4 水库安全管理中的新问题 针对病险库存在的问题，我国于1991年颁布的《水库大坝安全管理条例》[12]中要求对病险库进行分类、采取除险加固措施、或废弃重建；在险坝加固前应采取保坝的应急措施，或改变原设计运行方式；制定险坝加固措施；对险坝可能产生的垮坝及淹没范围进行预估，制定应急方案等。水利部2003年7月1日起实施的《水库降等与报废管理办法（试行）》（简称《办法》）[13]中规定对降等与报废的水库大坝必须进行严格的论证和审批，并分别给出了符合降等或报废的条件。《办法》规定水库降等论证报告内容应当包括水库的原设计及施工简况、运行现状、运用效益、洪水复核、大坝质量评价、降等理由及依据、实施方案。水库报废也即为水库退役，如对水库实施报废（退役）的管理措施，除应进行降等论证报告中具有相同内容的工作外，《办法》特别要求论证报告内容则应包括报废理由及依据、风险评估、环境影响及实施方案。《办法》是我国水库大坝安全管理的一个延续和深化的阶段，是一种科学对待病险库的管理态度。
如果对水库采取报废（退役）的处理方式，有三方面的问题要特别给予关注与研究，一是要加强对报废水库的管理，如果管理不当，废弃的水库有可能成为新的致灾因素；二是要考虑水库周遍已建立起来生态环境因水库报废而发生变化，需要在一个相当长的时间内建立起一个新的平衡，由此对水库中边的生态环境带来的影响；三是因水库报废而产生的对水库上下游周遍社会经济发展的影响。修建水库大坝是为了兴利除害，而废弃不安全的、丧失功能的水库也同样应达到兴利除害的目的。
水库降等与报废（退役）在我国是一个新生事物，还需要有与之配套的、可操作的细则，特别是开展生态环境与社会经济定量的评价指标体系与评估模型的研究，以指导水库降等与报废（退役）工作的有效实施。
8 中国的水库大坝老化、安全风险以及退役评价问题研究
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参 考 文 献：
[1] Task Committee on Guidelines for Retirement of Dams and Hydroelectric Facilities, Committee of the Energy Division of the ASCE, Guidelines for Retirement of Dams and Hydroelectric Facilities, 1997.
[2] What FERC Does, http://www.ferc.gov/about/febc-does.asp.
[3] 57 Dams in 16 States to be Removed in 2003, http://amerivers.org/presrelease/damremoval/doc/ Dam-
Removal_Summery_2003_NEW.pdf.
[4] Dams Slated for Removal in 2003, and Dams Removed in 1999, 2000, 2001, & 2002, http://amerivers.org/presrelease/damremoval/doc/ Dam-Removal.
[5] C Richard Donnelly, Nan Nalder, Nick Parosby, Canadian Dam Association Bulletin [M], Vol. 13, No. 1, pp7-18, 2001.
[6] Liba Pejchar, Keith Warner, A River Might Run Through It Again: Criteria for Consideration of Dam Removal and Interim Lessons from California [M], Environmental Management Vol. 28. No. 5, pp 561-575.
[7] Obtaining Permits to Removal A Dam, 2002, http://www.americanrivers.org.
[8] 李雷，陆云秋，我国水库大坝安全与管理的实践和面临的挑战[M]，《中国水利》，2003，11，A刊。
[9] 汪恕诚，“2003年水利部防汛工作会议上的讲话”，中国水利科技网，2003年5月16日。
[10] 牛运光，土坝安全与加固，中国水利水电出版社，1998年。
[11] 汝乃华，牛运光，大坝事故与安全•土石坝，中国水利电力出版社，2001年。
[12] 《水库大坝安全管理条例》，中华人民共和国国务院令（第77号），1991年3月22日颁布。
[13] 《水库降等与报废管理办法（试行）》，中华人民共和国水利部令（第18号），2003年5月26日颁布。
Discussion on the Managements of American Retired Dam and the Challenges on
Chinese Dam Safety Management
GUO Jun1
(1. Department of Hydraulics, IWHR, Beijing, 100038, China)
Abstract: This paper introduces the management systems of American retired dam, review on the dam safety, environmental affection, sediment management and evaluation methods on the American Guidelines on Retirement of Dam and Hydroelectric Facilities. The paper also gives the analyses on the management of American retired dam and the existing problems on the Chinese dam management.
Key words: dam safety, dam retirement, dam removal
2004年5月
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