澳大利亚小型坝的安全问题

2011-08-15澳大利亚皮萨涅洛

水利水电快报 2011年10期

关键词：南澳溃坝农用

[澳大利亚]J.D.皮萨涅洛

澳大利亚小型坝的安全问题

[澳大利亚]J.D.皮萨涅洛

为了提高小型坝的安全系数,加大对小型坝的重视程度,通过各项实例研究,对澳大利亚小型坝存在的各种安全隐患采取了一些必须的政策措施。介绍了措施的落实情况,旨在推动制定的全国统一的政策,从而有效地保障小型坝的安全,减少小型坝的失事机率。

小型水利工程;安全;实例研究;澳大利亚

1 小型坝现状

在澳大利亚一项快速调查中,所有被调查的农民都认为他们的小型坝很安全,而事实上他们中的大多数从未在小型坝维修上投入过资金。由于这种自满情绪的存在,加之缺少保障小型坝安全的政策,势必会影响到数千座农用小型坝的安全。

大坝溃坝比小型坝更易受到关注,也更易吸引公众的目光。而现实中小型坝(尤其是私人农用小型坝)却更易溃坝,每年小型坝溃坝造成的损失要远远高于很少出事的大型水坝。

1999年,美国对溃坝进行了研究,着眼于1960～1998年间由溃坝造成的死亡人数。结果显示,坝高不足15 m的小型坝溃坝造成的死亡事故占88%,而坝高低于6 m的更小的小型坝,溃坝造成的死亡事故仅占2%。

小型坝溃坝同样会引发灾难性后果。如1982年美国科罗拉多州高8 m的莱克劳恩(Lake Lawn)坝发生了溃坝,尽管政府提前进行了警告和疏散,仍造成3人死亡,经济损失高达3 100万美元。

澳大利亚许多小型坝属于私人所有,据估计农用小型坝有73.5万座。自20世纪90年代初澳大利亚提出水资源分配政策改革以来,许多农场修建了更多小型坝,以期获得更多的水资源。

澳大利亚的私人小型坝存在安全隐患是不争的事实,数以千计已溃坝。该国历来十分重视大中型坝的安全,而小型坝存在的安全隐患,尤其是流域内累积形成的安全隐患,始终没有得到妥善解决。

该问题在南澳大利亚州阿德莱德(Adelaide)山得到了印证。1992年出现了60 a一遇的极端降雨天气,导致多座农用小型坝溃坝,引发大面积洪灾。随后在对该州坎加鲁克里克(Kangaroo Creek)公用大坝的洪水状况进行研究时注意到了该问题。在1995年建模过程中发现,假设遭遇200 a一遇的极端设计洪水,流域内的小型坝在同一时间全部溃坝,那么坎加鲁克里克坝的洪峰流量将增加4倍,并会导致溃坝。对这些小型坝全部溃坝的假设是合理的,因为在2005年开展的研究发现,东南澳地区大多数小型坝经不起百年一遇的设计洪水。

澳大利亚接连发生灾难性溃坝的可能性越来越大,而全球气候变暖也将使该国发生极端洪水的概率大为增加。

2 农民自满情绪

由于设计不当,尤其是泄洪能力设计不合理,且普遍缺乏检查和维修,实际操作不当等,许多私人农用小型坝安全性较差。其主要问题在于建坝的承包商并未接受过小型坝设计培训,缺乏经验,导致大多数农用小型坝不达标。然而,更加令人担心的是,人们往往忽视对小型坝的维护和安全检查,并产生自满情绪,认为现在不溃坝就代表永远不会溃坝。

2005年,南澳大学进行了一项调查以了解维多利亚州和新南威尔士州178座农用小型坝拥有者对其小型坝安全性的看法。令人担忧的是,100%的受访者都认为自己的小型坝很安全;维多利亚62%的受访者承认在小型坝维修方面是零资金投入,新南威尔士的状况略好,为55%。而且维多利亚52%、新南威尔士州67%的受访者都表示将来也不会在小型坝维护方面投资。

由于设计洪水典型概率的理念超出了普通农民的理解范围,结果导致他们缺乏对小型坝进行日常检查、维修和升级改造的必要性的认识,从而使下游地区受到威胁。

由于受水资源分配政策和用水制度的限制,使农民在竭力利用小型坝获得更多水资源的过程中忽视了溢洪道的安全。堵塞溢洪道可使农民获得相当可观的非法储水量,结果使原本设计就不符合安全要求的溢洪道更加缺乏安全保障,也将使下游地区遭受更大的洪水威胁。2008年,南澳大学的另一项调查也表明了溢洪道堵塞的情况。在该州随机选取48座存在严重安全隐患的农用小型坝进行调查,发现73%的溢洪道被人为堵塞。

为了对该问题作进一步研究,澳大利亚研究理事会为南澳大学提供了资金支持。该项目由J.D.皮萨涅洛博士和R.布里特(R.Burritt)教授负责,其中也包括J.T.霍利约克(J.T.Holyoak)博士的研究项目。该项目计划于2012年完成,旨在通过充分了解所有利益相关者的态度、自满情绪、理解力,研究如何管理才能保证农田蓄水的可持续性和安全性。研究还涉及技术﹑管理﹑经济﹑环境和社会问题,包括文化习惯、价值冲突和利益关系等。南澳政府专业项目管理和国际发展组织——奥斯特雷宁国际(Austraining International)资助了另一个南澳大学研究项目,该项目是对越南小型坝类似的安全问题进行研究,计划于2011年完成。

如果小型坝建在上游,则有可能引发下游梯级大坝发生溃坝。2000年,澳大利亚大坝委员会(ANCOLD)发布指南称,应将多座小型坝溃坝的综合效应作为划定上游小型坝危险程度的依据。严格来讲,根据这一原则,大型公用水库上游流域的所有小型坝都可定为高危坝。因此,每座小型坝都必须达到同样的高设计标准。

综上所述,应当指出,无论其规模大小、是否存在潜在危险,只要是建在公用大坝流域内的私人小型坝都必须进行登记,且私人小型坝的设计必须满足ANCOLD规定的低危坝(百年一遇到千年一遇的设计洪水)的最低设计标准的要求。

3 政策空白

澳大利亚政府大部分大坝管理机构都按照风险等级评估公用大坝,且都做出了很大的努力。然而,针对私人小型坝的安全性问题,在许多地方的政策中却还是空白。尽管新南威尔士州、维多利亚州和昆士兰州都制定了各自的政策,但这些政策通常只是针对危坝引发的问题如何进行处理,这些危坝一般是指流域内的大坝和重要的坝,而对流域内大量受损小型坝的监督管理重视不够。

南澳大利亚州的高山岭(Mount Lofty Ranges)拥有约2万座农用小型坝,一旦溃坝,至少会使100座坝产生严重后果。然而,该州明显缺少保障小型坝安全的政策,也没有法律法规确保私人小型坝的合理设计、建造、监管和维修。尽管研究结果和各种迹象表明,政策制定者考虑得还不够周全,但该州政府仍有可能在各种涉水法律中涵盖小型坝的安全保证政策。

通过确认和处理受损农用小型坝,维多利亚州开始重视并着手制定保障小型坝安全方面的政策。2003年,政府联合农户与下游地区合作推动了法律改革进程。修订后的水法规定,必须按照有关规范对小型坝进行设计和建造,并对存在安全隐患的小型坝进行维修,以确保小型坝的运行安全。

调查研究有助于推动维多利亚州政府法律改革进程,并使相关政策得到进一步完善。2005年,州政府委托南澳大学对该州进行了一项成本低、效益高的防洪安全项目研究。在现行政策下,政府对存在安全隐患的私人小型坝的泄洪能力进行了测试。测试结果表明,几乎所有小型坝均不具备足够的泄洪能力,这进一步证明了制定小型坝安全管理法律的重要性。

相比之下,新南威尔士州早在1978年就颁布了小型坝安全法,制定了严格的小型坝安全政策,它是澳大利亚唯一一个制定了小型坝安全法的州。小型坝安全委员会制定了相关的标准并对指定的坝(通常为高于15 m或者危害等级高的小型坝)实施监测,当然也会关注因存在隐患而停用的小型坝的状态。为了检验该法的有效性,南澳大学于2005年进行了一项研究,结果令人无法接受,因为发现竞有80%未被监管的小型坝均有漫顶溃坝的危险。毫无疑问,所有被监管小型坝的泄洪均符合必要的安全标准。

以上结果进一步表明,除非规定必须进行监管,否则小型坝拥有者在小型坝的安全维护和升级方面不会采取任何措施。监测抽样结果表明,严格执行安全法的小型坝,其运行的安全性能够得到保障。新南威尔士州需扩大其监管政策的实施范围,将更多的小型坝纳入监管之列。

4 塔斯马尼亚州政策范例

由于塔斯马尼亚州的蓄水量占澳大利亚总蓄水量的30%以上,州政府认为有必要加强管制,以确保小型坝安全。水资源管理(小型坝安全)条例于2003年开始生效。该条例旨在确保塔斯马尼亚州小型坝的建设﹑维修和监管能达到最佳效果。对库容为1 000 m3的小型坝也要予以监管。根据国际惯例,2005年,该州有5 674座小型坝进行了登记,2008年增至8 000座。其中有许多小型坝最近才得到确认和登记,表明该条例的实施已取得了相当的成效。经确认,已登记的500多座小型坝存在重大安全隐患,其中约2/3的小型坝属于私人所有。

塔斯马尼亚州的这项政策通过智能公平的用户支付系统来实施,通过该系统,政府可对大范围的小型坝进行监管和相应补贴,包括风险不一的大、小型坝,并能考虑到大众的意见、可持续的水资源分配、梯级/累积的威胁和环境影响。为了减轻负担,低危小型坝拥有者无需出具复杂的工程报告,仅需提供一份指导材料。此外,南澳大学正在设计一种成本低、效益高的溢洪道设计/审查机制。

然而,为了确保该项政策顺利实施,需要投入更多的资金和人力。监管机构的反馈意见表明,政府正在投入大量时间、人力和物力以确保塔斯马尼亚州现存的所有小型坝都登记在册,并保证其按政策规定运行。从严格执行标准的角度看,需采用优先系统,才有可能改变近年来许多小型坝得不到控制的局面。