我国水电工程标准体系建设的思考与建议

2015-10-19机械工业北京电工技术经济研究所刘淑芬

电气技术与经济 2015年2期

关键词：水电工程技术标准水电

机械工业北京电工技术经济研究所刘淑芬

水电水利规划设计总院岳蕾

我国水电工程标准体系建设的思考与建议

机械工业北京电工技术经济研究所刘淑芬

水电水利规划设计总院岳蕾

在我国水电工程设计、建设、运行方面取得的经验基础上，建立规范水电技术行为、保障水电工程建设和运营安全可靠的技术标准体系建设，是推动水电行业技术进步、引导产业健康发展的重要基础。对此提出从标准体系顶层设计，开展规划、勘察、设计、施工、验收、运行、管理、维护、加固、拆除（或退役）等水电全生命周期技术标准体系研究，到制定中国水电工程建设技术标准体系的思考和建议。

水电工程技术标准体系

0　引言

近年来，我国水电建设取得了显著成绩，到2014年底，全国水电装机达到3.0亿kW，特别是建成了龙滩、小湾、溪洛渡、糯扎渡、锦屏一级等一批不同类型的世界级高坝，使我国水电筑坝技术处于国际领先水平。为确保水电行业安全、经济和快速的发展，大力推进我国水电工程标准化工作，建设与我国水电行业发展相适应的水电工程标准体系已是当务之急。

1　我国水电工程技术标准体系建设存在的主要问题

我国水电工程技术标准体系建设工作中存在以下几个方面的问题：

（1）水电工程技术标准体系建设顶层设计欠缺

长期以来，由于水电行业管理机构变动频繁、管理体制相对滞后，我国缺乏密切围绕水电工程建设发展战略和管理需求的全面具体、可操作性强的规划和体系。从历史上来看，我国水电行业相关标准一直处于多头管理的状态，形成了水利行业（SL）和电力行业（DL、SD）、能源行业（NB）标准共存的局面，水电行业标准未形成系统长远的体系规划。

（2）水电工程重要领域技术标准缺口较大

由于没有完善的水电行业技术标准体系，致使能源领域水电行业技术标准的制修订和管理缺乏科学有效的宏观把控，导致一方面部分标准内容交叉、重复和矛盾；另一方面，超200m高坝验收、坝工修复、工程安全等水电工程建设的重要领域部分技术标准缺口较大，亟待制定。

（3）水电工程技术标准体系的闭环管理尚未形成

这体现在两个层面：一是尚未形成水电行业相关标准制定、实施、监督、信息反馈的闭环，目前比较重视标准制定与实施，但是在标准实施监督与信息反馈方面做得远远不够；二是尚未形成水电工程规划设计、建设、运营及退役（包括河流流域安全、可修复、拆除等）等全生命周期的闭环管理。只有水电工程技术标准体系建设上真正完成闭环管理，才能促进我国水电工程技术标准水平的不断提升和标准配套性不断加强。

（4）水电工程技术标准制修订的快速反应机制还未建立

美国、欧洲和日本等国家的标准编制周期较短，一般为1～2年；标准修订也较快，一般发布后3～5年即进行修订。但我国标准的编制周期平均为4.5年，而水电工程相关标准的制修订更是严重滞后，水电行业发展的新情况和新技术往往无法在相关标准中及时体现。

（5）缺乏统一负责水电工程技术标准建设的组织协调机构

水电工程标准体系建设是一项系统工程，需要成立能源行业管理部门牵头，全水电行业广泛参与的水电工程标准体系建设协调机构，对水电工程标准体系建设进行指导和协调。长期以来，我国缺乏这样的组织协调机构。

2　水电工程与技术标准应用现状

（1）我国水电建设发展历程及现状

早在1910年中国建设了第一座水电站——石龙坝水电站，这也是世界上较早修建的水电站之一。1912年两台240kW水轮发电机组投产发电，后经过7次扩建，1958年装机容量达到6000kW，至今石龙坝水电站仍在正常运行。新中国成立，我国第一座自主设计、自制设备、自行施工的钱塘江新安江水电站被誉为“长江三峡试验田”，为我国大型水电工程建设拉开了序幕。之后三门峡水电站、刘家峡水电站及其下游的盐锅峡和八盘峡两个梯级电站，成为我国百万千瓦级的水电站座里程碑。截至1978年底，中国水电装机容量已达1867万kW，年发电量496亿kWh，人均装机和发电量为0.02kW、51.5kWh。

改革开放后，水电建设脚步明显加快。一批水电站脱颖而出，广蓄、岩滩、漫湾、隔河岩、水口并称为新“五朵金花”。进入20世纪90年代，我国水电开发又迎来了一个小阳春，五强溪、李家峡、天荒坪抽水蓄能电站开工建设并投产发电。世纪之交，更有万家寨、二滩、小浪底、天生桥一二级、大朝山等一大批水电站建成投产。到2000年，中国水电装机容量达7700万kW，超过加拿大，位居世界第二。

特别是跨世纪的世界第一大水电工程——三峡水电站的全面竣工。实现了装机容量2240万kW，三峡还有世界上规模最大的五级船闸，还创造了混凝土年浇筑量的世界最高纪录；已建成的世界最高的混凝土拱坝——小湾双曲拱坝，最大坝高294.5m；世界最高的碾压混凝土坝——龙滩碾压混凝土坝，最大坝216.5m；世界最高的混凝土面板堆石坝——水布垭混凝土面板堆石坝，最大坝高233m。进入新世纪，我国水电进入快车道，溪洛渡、向家坝、小湾、拉西瓦等一大批巨型水电站相继建设投产，使我国成为超过美国的世界水电第一大国。截至2014年底，全国水电装机达到3.0亿kW，约占电力总装机容量的22.5%，成为仅次于常规火电的我国第二大电力。同时建成的龙滩、小湾、溪洛渡、糯扎渡、锦屏一级等一批不同类型的世界级高坝，使我国水电筑坝建设及技术处于国际领先水平。

2）我国水电建设标准现状

1995年，原电力工业部发布了《电力标准体系表》（简称《体系表》），对指导电力标准化工作起到了积极的作用。2005年中国电力企业联合会对《体系表》进行了修订。2012年为适应电力工业发展的实际，有效指导电力标准化工作和电力工业生产，为制定电力标准规划、编制年度制修订计划和进行科学管理奠定基础。水力发电与火力发电、核能发电、风力发电一起，作为电力标准体系的一部分纳入其中，形成了第二版《体系表》。水电标准部分主要涉及水力发电的水电规划、勘察设计、经经济和环境评价、水电安全、等级划分、深度规定等；水力发电的施工、安装、调试、验收等；水力发电的运行、技术监督、检修、生产安全和维护、水力发电设备等。

对于水电站建设，坝型的设计非常关键。近十年来，我国已建成11座（包括由我国技术团队设计、承建的马来西亚巴贡坝）、正在建设9座200m以上的超高坝（包括混凝土拱坝、混凝土重力坝、土心墙堆石坝、混凝土面板堆石坝坝型等坝型），各设计单位、高校和科研院所根据这批超高坝的技术难点和特点，在前期勘测设计及建设过程中进行了深入的专题研究，并取得了丰硕的成果。现已有《水电工程围堰设计导则》、《土石筑坝材料碾压试验规程》、《混凝土重力坝设计规范》等标准，对相关水电工程设计、施工、建设起到了很好的技术支撑作用。目前，各种坝型的设计规范一般明确其适用范围为坝高200m以下，同时要求对200m以上的高坝需进行专门研究论证。我国现有十余座坝高超过200m的超高坝正在开展前期工作。随着坝站地质条件愈加复杂；施工等技术难度不断加大以及新技术、新材料、新工艺和新设备的不断应用；工程建设中越来越重视解决好施工用地、环境保护、水土保护以及施工节能、安全等要求，水电行业的技术标准亟需吸纳已建高坝等成功技术经验。由此，我国目前水电行业涉及200m以上超高坝设计和施工的技术标准建设已经严重滞后，需要及时组织研究、补充和完善。

随着我国水电建设向地质条件复杂的西南转移，加上自然灾害的时有发生，我国水电流域所面临的风险逐步加大。目前我们拥有针对流域单一水电站的安全评价和应急预案，但是针对整个流域安全风险评价、应急预案及管理等方面技术标准欠缺。

3　水电工程技术标准体系建设的必要性和可行性

1）水电工程技术标准体系建设的必要性

我国是世界一流水电技术大国，水电方面标准约300余项（含国标、行标），对服务水电行业发展起到了重要作用。但目前还没有权威、统一、协调、与我国国情和技术基础相适应的水电工程标准体系。统一和规范水电工程建设相关工作，建立和实施中国水电工程标准体系，是推进我国水电工程建设标准化的重要保证，更是确保我国水电工程安全、经济、快速发展的重要基础。

国外水电发展经验告诉我们，一套完整的、自主的水电工程标准体系是必须的。例如，美国陆军工程兵团（USACE）为美国主要水利机构之一，成立于1775年，属陆军部管辖。USACE水电工程标准包括程序性标准、配套性标准和辅助性标准三类，共计1405个标准。该标准体系在水电工程勘察、设计、施工等各方面研究、开发和应用上均处于世界领先水平，是一套完整的、系列化的标准体系，并随着科学技术的进步和实际应用的经验反馈，每隔一定时间就对其进行修改、升级，来逐步细化和完善。该标准体系在世界范围的水电工程建设中应用广泛，是水电项目建设的世界通用标准。

中国只有建立自己的水电工程技术标准体系，才能提高我国水电工程建设在国际上的话语权，才能在国际市场上争取主动权，真正实现中国水电工程和中国水电工程标准“走出去”。

USACE水电工程标准结构图

2）我国水电工程标准体系建设的可行性

2009年6月，国家标准化管理委员会下发《关于实施国家标准化体系建设工程的通知》（国标委综合［2009］40号），启动国家标准化体系建设工程。国家能源局作为国家能源行业主管部门，于2009年发布了《压水堆核电标准体系规划》和《能源行业风电标准体系项目表》。对满足我国核电和风电产业发展对标准的需求，规范和引导我国核电和风电产业健康、持续发展，推进相关标准与国际接轨产生了积极的作用。

水电工程技术标准作为水电行业发展历程中技术和经验的总结，是规范水电技术行为、保障水电工程建设和运营安全可靠的有效手段，也是推动水电行业技术进步、引导产业健康发展的重要基础。目前我国在水电工程设计、建设、运行方面拥有丰富的经验，国家能源局作为国家能源行业主管部门，统筹规划，协调水利、电力、环保等各方力量，加强水电流域安全与应急等方面的管理，开展水电资源安全、高效开发利用以及水力发电关键设备技术研究，适时将新技术、新材料、新工艺和新设备以及成功技术经验的转化，制定出一套具有中国水电工程建设特色的自主标准体系。