美国大坝的安全管理

据2006年的统计，美国全国共有各类水库大坝82000余座，统计在册的大坝达79500余座，其中坝高超过15 m的坝有6950座，超过30 m的坝有1733座。这些大坝中，承担防洪、供水和灌溉的水库大坝所占比例为51%。图1为美国水库大坝建设年代与数量分布情况。

1 大坝的安全管理

美国大坝的建设、运行管理体制比较复杂，分为联邦、州和私人企业等几个层级。各联邦机构和各州都有着各自的大坝安全管理规章制度、运行程序和相关的技术文件。美国80%的大坝是由各州的大坝安全办公室负责管理。目前，除了阿拉巴马州，其他各州，包括领地，都建立了大坝安全管理计划。尽管各州在管理程序上有所不同，但管理内容大致相同，主要包括:①对已建大坝进行安全评价；②对大坝的建设和主要维修工作方案和技术标准进行审查；③对大坝进行定期检查；④对新建和在建大坝的施工进行现场监察；⑤评审和审批应急管理计划。

现阶段大坝安全的责任分别由下列部门分担:①联邦政府拥有的大坝由其下属的大坝管理机构管理，如垦务局 （USBR）、陆军工程师团 （USACE）和田纳西河流域管理局 （TVA）等；②非联邦政府所有的、具有水力发电功能的大坝由联邦能源管理委员会 （FERC）管理；③其他用于供水、灌溉等的大坝由各州负责，并依据州大坝安全管理者协会（ASDSO）制定的导则进行管理。

联邦机构共管辖4000余座坝，所占比例不到5%；其余的大坝属非联邦政府管辖，其中多数属于私人所有。

在经历了半个多世纪的大坝建设高峰后，美国已经全面进入大坝运行管理时代。21世纪初，有25%的大坝服务年限达到了50年；2013年，这个比例达到了50%。

近100年来，美国曾发生过几次重大溃坝事件，每次重大溃坝事件的发生都促进了各界对大坝安全认识的提高，推动了溃坝研究和大坝安全管理工作的进展。服务年限超过50年的水库大坝数量的快速增长也是促使加强大坝安全管理的重要原因。

1.1 历史上几次重大溃坝事故

1928年，加利福尼亚州发生了圣弗朗西斯 （St.Francis）坝的垮坝事件。1972年，西维吉尼亚州发生了布法罗克里克 （Buffalo Creek）坝的垮坝事件，造成125人死亡。1976年，蒂顿 （Teton）坝溃决，造成14人死亡，损失10亿美元。蒂顿坝的垮坝事件，震惊了世界。在相当长的一段时期，各国学者围绕美国蒂顿坝、法国马尔帕塞 （Malpasset）坝和意大利瓦依昂 （Vajont）坝的溃坝事件开展了大量的研究工作。1977年，凯利巴恩斯 （Kelly Barnes）坝溃决，造成39人死亡。2005年，托姆索克（Taum Sauk）抽水蓄能电站上库面板堆石坝因发生漫顶导致溃决，事件发生后，立即启动了应急管理系统，挽救了下游的小镇。联邦能源管理委员会也立即派出了6人的独立工作小组，在现场进行了为期6周的调查分析工作，最后向联邦能源管理委员会提交了调查报告。

图1 美国大坝建设年代和比例分布

1.2 大坝安全管理的发展

（1）第一阶段:1929年～1970年，大坝安全管理初期阶段。美国大坝安全的管理工作始于1929年初，原因为加利福尼亚州发生的圣弗朗西斯坝垮坝事件。在此之后，还发生了一些其他垮坝事件，造成了人民生命和财产的损失，促使出台了一些州和国家级的关于大坝安全管理的法规条例。

（2）第二阶段:1970年～1986年，大坝安全管理过渡阶段。1972年美国国会通过了 “国家大坝检查法案 （PL92-367）”（National Dam Inspection Act）。该法案授权陆军工程师团对非联邦的大坝进行核查，评价其安全性；向州政府提交安全核查报告，从加强大坝安全的角度提出需要改进工作的建议；开展大坝登记工作；向国会报告工作进展情况。经过几年的工作，提出了一个关于联邦大坝安全的计划，该计划于1976年提交到国会，由于受到当时经费的限制，未能有效推动。1976年发生的蒂顿坝垮坝事件引起了公众和政府对大坝安全的关注。国会和联邦机构组织了工作小组对该事件进行调查，对大坝安全提出了一系列的问题，国会也为此出台了一部新的关于大坝安全的法律。

1979年4月23日，一份来自卡特总统的备忘录分别发送给内务部、农业部、陆军参谋长、国家预算管理办公室、总统科学技术顾问、联邦能源委员会主席、田纳西河流域管理委员会主席、国际河流委员会美国部主任。该备忘录对大坝安全工作提出了很高要求，指出这是联邦机构最重要的工作之一，各联邦机构都要列专项开展大坝安全工作。备忘录还要求各联邦机构对其所属的大坝安全进行核查，主要包括对机构内部和外部的核查、人员资质、新技术的开发与整合、应急计划的制定、对已建大坝的安全核查等。这些工作由一个临时成立的联邦协调机构委员会和一个独立的评审委员会来执行，检查结果表明，大坝安全的管理工作总体是有成效的，但是仍需要进一步改进，包括编制大坝安全管理导则。1982年，陆军工程师团完成了对非联邦系统大坝的安全核查，完成了大坝登记的更新，向国会提交了报告。1985年，大坝安全协调委员会出版了大坝安全管理导则和运行规则。

（3）第三阶段:1986年～至今，法制化、科学化的大坝安全管理时期。1986年，美国国会颁布了“水资源开发法案”，其中包括国家大坝安全计划（National Dam Safety Program，NDSP）的立项，授权由陆军工程师团负责该项目的管理。在1996年颁布的 “国家大坝安全法案”中，授权联邦紧急事务管理署 （FEMA）负责管理该项目，并一直延续至今。2001年 “911”恐怖事件后，2002年美国颁布了 “国家大坝安全与防卫法案 （PL107-310）”。 在这部新法案中，明确将水库大坝、机场、桥梁、核电站和公路作为国家最重要的基础设施加以保护，不仅考虑因自然力对这5类建筑物造成破毁后对国家和人民生命财产造成的严重损失，而且还考虑对其进行反恐怖主义破坏的保护，FEMA也由原来作为联邦的一个独立机构并入新成立的国土安全部（DHS），成为国家政府部门下属的一个专门机构。该法案规定NDSP项目将继续开展工作，延长至2006年。2006年12月22日，布什总统签署了新的法案 （PL109-460），再次授权NDSP项目，将该项目继续延长5年。该项法案的重要内容之一是将其项目的名称恢复为 “国家大坝安全计划”。2012年7月，美国国会通过了2012美国大坝安全法案，再次将NDSP项目续延5年，并继续向项目提供资金支持。

2 美国国家大坝安全计划（NDSP）

2.1 NDSP工作目标

1996年10月12日，美国水资源开发法案（PL104-303）被批准列入国家法律，在第215章中确定NDSP计划的立项，由FEMA作为项目总协调者，该项目共设置了10个课题。参与这个项目的机构主要包括陆军工程兵团、垦务局、气象局（NWS）、农业部 （USDA）、联邦能源管理委员会、田纳西河流域管理局、州大坝安全管理者协会、美国大坝协会 （USSD）等。

NDSP计划的目的是通过建立并始终保持一个有效的国家级的大坝安全计划，将联邦和非联邦机构中的专家和技术资源整合并开展合作，以降低国家大坝的风险及减少因溃坝给人民生命和财产带来的损失。主要的工作目标为:①通过技术的不断完善和经济可行的项目计划实施，减少溃坝带来的灾害，确保已建和新建大坝的安全；②为大坝的现场勘察、设计、施工、运行、管理、应急管理措施等提供可行的政策法规和方法；③根据国家标准，建立各州的大坝安全计划；④向公众宣传，使公众接受国家大坝安全计划并给予支持；⑤向联邦和非联邦机构提供大坝安全计划的有关资料；⑥建立一个机制，将联邦的大坝安全技术传授给非联邦机构和组织。

2.2 NSDP项目管理体制

现阶段的美国大坝安全管理体制是以FEMA为领导，由联邦机构、州政府、私人机构和学术团体参加的一个全国性的大坝安全管理计划。为了协调联邦、州、私人企业等不同部门的大坝安全管理和技术工作，专门成立了两个机构，一是国家大坝安全评估委员会 （NDSRB），为FEMA董事会提供关于国家大坝安全工作、影响大坝安全的国家政策实施中的咨询。该机构还为各州的大坝安全工作提供帮助，协助FEMA对州大坝安全技术的评估以及经费预算。在这个委员会中，FEMA的官员担任主任，从大坝安全协调委员会 （ICODS）的7个成员单位中推选出4名代表；5名代表来在自州的大坝官员，由FEMA董事挑选；1名来自私人企业代表，也由FEMA董事挑选。

另一个机构是大坝安全协调委员会。这个机构最早成立于1980年，正式成立是1996年公共法案PL104-303出台以后，成员来自各联邦机构的代表，包括农业部、国防部、能源部、内务部、劳工部、国土安全部、FEMA、联邦能源管理委员会、国际河流委员会美国部、核能管理委员会和田纳西河流域管理局等。大坝安全协调委员会的主要工作是帮助和促进大坝安全工作更加有成效，包括制定政策和编写技术导则。

各机构和部门在开展自身关于水库大坝安全管理工作的基础上，还承担了项目中的一些专业技术开发、培训及技术导则和手册的编写工作。

2.3 NDSP执行情况

NDSP计划以5年为一个阶段。自1998年实施以来，在大坝安全工作方面取得了很大的进展。开展的主要工作有:①对美国大坝安全状况进行了核查、登记和分类，将具有高风险和比较高风险度的大坝列为大坝安全工作的重点；②对大坝安全工作的实践经验进行总结，加强大坝的安全监测，对具有安全隐患的坝进行除险加固工作；③编制了一系列技术规范、导则和指南，编制大坝安全计划管理程序 （DSPMP），以加强对全国大坝安全的管理工作；④对存在安全风险的大坝进行了以溃坝对下游造成人员伤亡程度划分风险等级，制定应急行动管理计划 （EAP）；⑤举办了一系列的技术研讨会和技术培训班；⑥利用垦务局、陆军工程师团、联邦能源管理委员会、农业部、州大坝安全管理者协会、田纳西河流域管理局、国家气象局、地质调查局以及大学等专业机构和部门具有长期从事大坝设计和运行管理经验的优势，开展大坝安全管理的科研；⑦筹措资金，帮助各州和私人企业开展大坝安全的管理和研究工作；⑧FEMA组织专家对各部门、各机构开展大坝安全管理工作，开展技术监督和检查，针对存在的问题提出改进意见和建议；⑨每两个工作年度编写一份阶段进展报告，总结本阶段工作进展情况，提出下阶段工作任务。

该项目实施以来，促进了美国大坝安全管理工作更加科学化、信息化和实用化，主要体现在如下几个方面:

（1）建立健全组织机构。陆军工程师团、田纳西河流域管理局、矿山和健康管理委员会（MSHA）、矿山废弃物和土力学工程分会、国际河流委员会 （IBWC）、联邦能源管理委员会、内务部（DOI）、林业局 （FS）、自然资源保护委员会（NRCS）等机构根据各自拥有和管理的大坝及其功能，分别加强了大坝安全管理工作组织机构的建设，配备了相应的工程技术和管理人员，并根据NSDP计划，分别在各自的系统内部开展了相应的技术培训工作。

（2）大坝登记工作。各部门按照NDSP的要求，加强了各自负责管理的大坝的登记工作，按年度报告大坝登记情况，重点为具有高风险和较高风险大坝的数量及其运行情况。整个工作由陆军工程师团负责。

（3）大坝安全核查。接受安全核查的大坝数量由1998年～1999年度的13000座增加到15000座。由于美国的建坝高峰已过去了30年，许多部门 （包括陆军工程师团在内）都缺少有经验的技术人员，为此，采取了部门之间或地区之间的合作方式，或委托联邦能源管理委员会的技术人员承担培训工作，陆军工程师团还承担了对年轻技术人员针对大坝安全核查工作需求的技术培训工作。

（4）病险水库大坝除险加固。各部门根据所属大坝的现状，开展除险加固工作。如联邦能源管理委员会，2003年～2005年间对47座坝进行了除险加固或改建工作，还有77座坝正在加固或进行评估；自然资源保护局有2000座小坝需要除险加固，全部完成需要5.5亿美元，该部门于2004年～2005年分别筹措了2960万和2750万美元保证除险加固工作。各州也在NDSP项目指导下，开展州内大坝的除险加固工作。

（5）应急预案编制 （EAP）。1998年NSDP项目开始实施应急预案编制工作。州管辖的大坝中，2010年具有高风险大坝数量为11202座，全国为13991座。2006年，完成应急预案编制工作的州管辖的大坝数量为4854座，完成率51%。具有高风险的联邦大坝，96%已经完成EAP的编制工作，应急预案编制工作要远远好于州管辖的大坝。

（6）大坝安全管理中的科研工作。NDSP计划十分注重大坝安全管理中的科研工作。1999年，大坝安全评估委员会提出了关于大坝安全领域的17个重点专题，有些专题已获研究成果，编写成技术导则和技术手册。

（7）大坝安全技术管理工具 （DSPMT）。2004年，评估委员会专门成立了一个工作小组，落实近期和远期的大坝安全管理工作措施的执行。通过NDSP计划，开发了DSPMT软件管理系统，由陆军工程师团负责运行和维护，从国家层面上，评价NSDP的工作成效以及整个国家大坝的健康和安全管理状况。

（8）技术培训与宣传。以2004年～2005年度的培训工作重点为例，水文缺陷和基于溃决模式分析方法及监测，州大坝安全管理者协会共召开了7次区域性土工技术研讨会 （东北、东南、西部、中西部）；FEMA应急管理研究所召开了水文模拟系统和河流分析系统研讨会、大坝安全培训援助计划（TADS）。陆军工程师团编辑了关于TADS的系列录像资料，并作为网络学习资料挂在机构网站上。陆军工程师团、田纳西河流域管理局、垦务局、联邦能源管理委员会、州大坝安全管理者协会、美国大坝协会、美国土木工程师学会 （ASCE）等联邦机构和部门充分发挥了技术优势，在NDSP计划的总体部署下，为地方部门培训了大量的大坝安全核查和技术管理人员。

为提高全民对大坝安全重要性的认识，NDSP将2012年5月31日定为国家大坝安全公共日，以纪念1889年5月31日发生的南福克 （South Fork）坝溃坝事件。该溃坝事件造成了2200人死亡，数千人无家可归。纪念活动在尼德伍德 （Needwood）土石坝湖面上举行，原因是2006年该坝由于库区及上游地区发生强降雨导致坝体严重渗漏，但由于成功启用了应急管理预案，未造成人员伤亡。

（9）大坝安全防卫工作。2001年 “911”恐怖事件后，NDSP在原来的大坝安全工作基础上增加了安全防卫工作。从加强防卫工作需要的角度，美国在国土安全部内分别成立了政府和部门之间的协调理事会，用于协调和指导大坝的安全防卫工作，召开了5次技术讨论会。在国家基础设施保护计划（NIPP）的框架下，编制了针对水库大坝安全防卫的专业规划，制定了详细的工作计划和安全措施。配合NDSP，组织召开了针对大坝防卫技术讨论会，联邦各机构也制定了各自的大坝安全防卫计划。

2.4 NDSP投资

NDSP计划是一个长期性项目，其工作任务和经费均由颁布的法案加以确定。1998年～2006年，NDSP共筹资7000万美元来加强大坝安全工作 （不包括各州自行筹资）；2007年～2011年的筹资为5920万美元；2012年～2016年计划每年花费1390万美元，5年共6950万美元。各阶段主要工作内容的资金分配见表1。通过分析可以看出以下几个特点:①用于大坝登记、培训和项目办公费用在4个五年计划中相对比较固定，保持一个稳中略为增长的趋势，由此保证了NDSP计划和全国大坝安全管理工作的开支；②科研费用相对较高，增长幅度也比较大，说明NDSP计划对于大坝安全管理中的技术开发十分重视；③用于工程的费用 （包括除险加固、应急管理计划等）比例约占每个五年计划总投资的50%～60%以上，这笔费用是提高大坝安全的重要基础保障条件。州大坝安全管理者协会于2002年对需要进行除险加固的大坝进行了投资估算，结果表明需要投入362亿美元才能完成这些工作，仅在未来12年内就需要投入100亿美元。

表1 NDSP主要工作投资 万美元

2.5 NDSP技术出版物

提高大坝安全管理中科技含量的重要标志之一，是在总结全国大坝安全管理经验的基础上，整理和编写相关的技术管理导则、手册，出版学术研讨会论文集，以指导大坝安全工作的开展。FEMA自负责NDSP项目以来，利用垦务局、陆军工程师团、田纳西河流域管理局、州大坝安全管理者协会和美国大坝协会等联邦机构、学术团体和协会长期以来在大坝设计、建设和管理中积累的丰富经验，在已建立起的各种关于大坝安全管理导则或技术手册成果的基础上，从全国大坝安全管理的目标和要求出发，分配这些机构和部门承担相应的导则或手册的编写工作，形成FEMA的出版物。据不完全统计，FEMA出版物已达20余部。

这些导则和技术手册的编制出版，更加规范和统一了美国大坝安全的技术管理工作，提高了整体技术管理水平。出版的各类技术研讨会论文集是扩大技术交流十分有效的方式。FEMA的这些技术出版物都以电子版的形式挂在FEMA官方网站上。