方衛(wèi)華,吳建琨,陳允平,樂國興,趙 陽
(水利部南京水利水文自動化研究所,江蘇 南京 210012)
1991 年 3 月 22 日以國務院令第 78 號發(fā)布的《水庫大壩安全管理條例》(以下簡稱《條例》)是我國第 1 部水庫大壩安全管理的行政法規(guī)。《條例》頒布 20 多 a 來,對我國規(guī)范大壩安全管理起到了重要作用。隨著社會的發(fā)展,水庫管理相關(guān)法律環(huán)境發(fā)生了顯著變化,條例修訂顯得越來越緊迫。為此,水利部于 2009 年初提出《水庫大壩安全管理條例》修訂的設想。為做好《條例》的修訂工作,首先必須明確《條例》的適用范圍。航電樞紐工程是新鮮事物,是否應該屬于《條例》管理范圍,目前尚未有統(tǒng)一意見。盡管目前有一些學者對航電工程進行研究,但主要限于交通船舶安全,對工程和防洪安全并未涉及[1-3]。相對而言,國內(nèi)外水庫大壩安全監(jiān)管體制比較成熟[4]。為此水利部建設管理與質(zhì)量安全中心對航電樞紐安全監(jiān)管研究進行了立項研究,經(jīng)過近 1 a 的研究,研究報告已于 2012 年 12 月通過專家驗收。
1)《中華人民共和國水法》第 12 條規(guī)定,國務院水行政主管部門負責全國水資源的統(tǒng)一管理和監(jiān)督工作;第 38 條規(guī)定,在河道管理范圍內(nèi)修建建筑物應當符合國家規(guī)定的防洪標準和其他技術(shù)要求,工程設計方案應當依照防洪法的有關(guān)規(guī)定報經(jīng)有關(guān)水行政主管部門審查同意;第 42 條規(guī)定,水行政主管部門應當加強對水工程安全的監(jiān)督管理。
2)《中華人民共和國電力法》第 6 條規(guī)定,國務院電力管理部門負責全國電力事業(yè)的監(jiān)督管理。
3)《中華人民共和國防洪法》第 8 條規(guī)定水行政主管部門在國務院的領導下,負責全國防洪的組織、協(xié)調(diào)、監(jiān)督、指導等日常工作。在所管轄的范圍內(nèi)行使法律、行政法規(guī)規(guī)定和國務院水行政主管部門授權(quán)的防洪協(xié)調(diào)和監(jiān)督管理職責。
4)《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》第 5 條規(guī)定,生產(chǎn)經(jīng)營單位的主要負責人對本單位的安全生產(chǎn)工作全面負責。
自 20 世紀 80 年代以來,為渠化河流、有效提高航道等級,交通部門投資興建了或正在興建一批航運樞紐工程。截至目前,我國交通部門通過全資、參股、控股等多種形式,在西江、湘江、嘉陵江、信江、昌江、閩江、渠江、涪江、漢江、松花江、連江等航道上共建設了(含在建)40 多座航電樞紐。此外,湘江長沙、松花江依蘭、渠江風洞子等航電樞紐也在開工建設。據(jù)不完全統(tǒng)計,近年我國已建和擬建的各類航電樞紐工程將達 85 座。通過對國內(nèi)正在建設的江西石虎塘航電樞紐,已經(jīng)建成的湖南株洲、湖南大源渡、黑龍江大頂子山等航電樞紐,以及即將開工新建的土谷塘航電樞紐的調(diào)查研究,可以總結(jié)出如下規(guī)律:1)航電樞紐大多具有較大庫容且有一定的水頭,如石虎塘航電樞紐工程總庫容 7.43 億 m3,株洲航電樞紐水庫總庫容 12.45 億 m3,大源渡航電樞紐水庫總庫容 4.50 億 m3,大頂子山航電樞紐工程總庫容 19.97 億 m3,土谷塘航電樞紐工程設計正常蓄水位相應庫容 1.97 億 m3,上述航電樞紐工程中還有比較高的水頭,如亭子口航電樞紐壩高 78 m、百色航電樞杻的壩高 105 m 外,大多數(shù)水頭也多在 10 m 以上,這些數(shù)據(jù)表明,航電工程一旦出現(xiàn)工程或防洪安全問題,后果十分嚴重;2)影響航電樞紐安全的因素主要包括防洪安全、深層抗滑、閘室穩(wěn)定、船舶碰撞、沖刷和侵蝕等;3)在航電樞紐規(guī)劃、設計、施工和運行過程中,都有水利、水電等方面的單位參與;4)航電樞紐工程和防洪安全的監(jiān)管尚不完善,特別在洪水預報調(diào)度、工程安全監(jiān)測與評估等方面尚需要進一步加強。
2.1.1 結(jié)構(gòu)功能
航電樞紐工程一般由擋水、泄水、通航(船閘)、發(fā)電和交通等建筑物組成,如圖 1 所示。從各個部位的結(jié)構(gòu)特征來看,航電樞紐的主要結(jié)構(gòu)與水利樞紐,尤其與閘壩結(jié)構(gòu)十分類似,如廣東飛來峽水利樞紐和廣西麻石水電站等。由于結(jié)構(gòu)、地質(zhì)條件和運行環(huán)境與一般水庫大壩無顯著差異,因此安全風險也與一般水庫或水電站大壩沒有本質(zhì)區(qū)別。
圖1 航電工程主要結(jié)構(gòu)組成示意圖
2.1.2 安全風險
航電樞紐工程安全主要包括生產(chǎn)、工程和防洪等安全。在工程安全中有防洪安全,是因為防洪安全不僅對工程安全有重大影響,而且工程失事也將產(chǎn)生最大防洪安全事故;同時防洪安全對生產(chǎn)安全也有決定性作用,小的防洪事故導致財產(chǎn)損失,大的防洪安全事故將導致人民生命財產(chǎn)損失和工程破壞。盡管生產(chǎn)安全主要關(guān)注的是“人”的安全,但生產(chǎn)安全將對工程和防洪安全造成重要影響。
工程安全主要指工程在建設和運行過程中能夠承受各種荷載作用,確保結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定滿足要求,不出現(xiàn)危及工程正常運行的重大結(jié)構(gòu)破壞。
防洪安全是指由于超標準洪水或用水調(diào)度過程中不合理操作導致出現(xiàn)危及生產(chǎn)或工程安全的重大事件(故)。防洪安全必然導致生產(chǎn)及工程安全,同時生產(chǎn)安全或工程安全也可能導致防洪安全。典型事例包括 2010 年 6 月的江西特大洪水侵襲,贛江石虎塘航電樞紐工程圍堰破口、進水,電纜、電線,甚至大型固定設備如拌合樓、篩分樓、門塔機等被水淹沒或沖走,生活區(qū)部分被淹。2010 年 7 月 18 日下午,嘉陵江水流湍急,河水陡漲,草街航電樞紐右岸泄洪閘工地形成 20 多 m 的浪花,洪水流量由上午的 5 000 m3/s 迅速突破 20 000 m3/s,防洪安全形勢十分嚴峻。19 日晨 6 時 50 分,嘉陵江河面大量的竹木、牲畜夾雜著作物秸桿,形成長的垃圾帶從上游漂來。與大壩相依而建的交通橋 11 號橋墩被水下不明物體撞擊,盡管施工單位提前對橋墩進行了加固處理,但是猛烈的撞擊,使橋墩發(fā)出了咯吱咯吱的響聲,有 1 塊加固的鋼板明顯彎曲變形。與此同時,船閘上引航道靠船的幾個浮囤也被樹木殘渣裹在一起。
總之,生產(chǎn)、工程、防洪等安全之間是相互關(guān)聯(lián)和彼此影響的。航電工程作為一種水工程,防洪安全是航電工程設計、施工和運行中必須面對的重要因素;同時航電工程在運行過程中涉及大量的水情工況,需要水調(diào)部門精心調(diào)度;在工程安全方面,還涉及冰凍、泥沙水流等氣候水文數(shù)據(jù)。
通過調(diào)查研究和有關(guān)文獻分析可知,國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局(以下簡稱國家安監(jiān)總局)強調(diào)的是生產(chǎn)過程中的安全,主要是人的安全,頒布的有關(guān)規(guī)定,主要針對生產(chǎn)和消防安全等。
水利、電力部門對水庫或水電站大壩的安全監(jiān)管,與國家安監(jiān)總局及交通運輸部對航運工程的安全監(jiān)管存在一定的差異。
水利、電力部門對水電站大壩既強調(diào)生產(chǎn)安全,又強調(diào)工程和防洪安全,即使在運行期,對工程安全的重視也從未放松。因為在運行期,相對航電樞紐而言,工程人員數(shù)量和變動都不大,交叉作業(yè)和人生事故要少得多,但工程一旦失事,后果遠超過一般安全生產(chǎn)事故,因此水利、水電部門在安全監(jiān)管中將工程和防洪安全作為重要內(nèi)容之一。在安全評價方面,水利水電系統(tǒng)主要依據(jù) SL258-2000《水庫大壩安全評價導則》對工程安全進行評估和監(jiān)控,具體內(nèi)容包括工程質(zhì)量、運行管理、水文復核、結(jié)構(gòu)安全、滲流安全、金屬結(jié)構(gòu)、抗震安全等 7 個方面,對大壩安全進行綜合評價,并將大壩狀態(tài)分成 3 類[5]。水閘安全鑒定主要從工程施工和驗收、水閘運行,以及安全鑒定和檢測、復核計算等情況對水閘的穩(wěn)定性和抗?jié)B穩(wěn)定性,抗震能力,消能防沖,過水能力,混凝土結(jié)構(gòu),閘門,啟閉機電氣設備,觀測設施等方面進行評價[6]。
由于國內(nèi)一系列水庫潰壩事件的發(fā)生,水庫大壩工程安全很早就引起有關(guān)部門的重視。我國現(xiàn)有水庫大壩 8 萬多座,其中很多都是與航電樞紐工程類似結(jié)構(gòu)的綜合水利樞紐。水利部門在水庫大壩安全監(jiān)管、管理、評價等方面積累的豐富經(jīng)驗必將對航電樞紐工程安全監(jiān)管起到十分重要的借鑒作用。
目前,電力系統(tǒng)對航電樞紐工程的安全監(jiān)管主要體現(xiàn)在電力設施的電力參數(shù)上,如絕緣度、接地電阻、屏蔽設施等,對航電樞紐的工程和防洪安全基本沒有涉及。
交通部門強調(diào)的安全主要是交通安全,包括公路和水運交通安全,如行車、橋梁安全等,對超速超載等管理比較嚴格。海事部門強調(diào)的安全主要是水上交通安全,特別是船舶、航行安全等,對工程安全涉及比較少。
交通部門目前針對航電樞紐工程的安全評價主要側(cè)重生產(chǎn)安全評價,主要依據(jù)國家安監(jiān)總局《安全評價通則》[7]導則進行。在《安全評價通則》中根據(jù)工程、系統(tǒng)生命周期和評價目的,將安全評價分為安全預、驗收和現(xiàn)狀綜合等評價。其中安全評價是以實現(xiàn)工程、系統(tǒng)安全為目的,應用安全系統(tǒng)工程原理和方法,對工程、系統(tǒng)中存在的危險、有害因素進行辨識與分析,判斷工程、系統(tǒng)發(fā)生事故和職業(yè)危害的可能性及嚴重程度,從而為制定防范措施和管理決策提供科學依據(jù)。
工程安全和生產(chǎn)安全的評價比較如圖 2 所示,上部為工程安全評價,下部為生產(chǎn)安全預評價內(nèi)容。
圖2 工程安全評價和生產(chǎn)安全評價內(nèi)容比較
從工程實例可以看出,作為攔河工程,航電樞紐工程同樣存在工程和防洪安全問題,目前這一方面尚未引起足夠的重視,尚缺乏完善的工程安全注冊、鑒定與評估制度。對防洪安全、洪水標準,以及在航電樞紐工程建設和運行過程中對兩岸堤壩、上下游水庫大壩的影響等尚缺乏有效的評價與監(jiān)管機制。
航電樞紐工程的建設和運行管理,涉及大量安全生產(chǎn)問題,必須根據(jù)《安全生產(chǎn)法》進行安全生產(chǎn)綜合監(jiān)督管理。
通過分析可知,航電工程均具有比較大的庫容,防洪安全對上下游相關(guān)河道和水工建筑物都有很大的安全影響,一旦工程失事,不僅是投資損失、功能喪失,更為嚴重的是巨大的庫容和一定水頭的洪水瞬間傾瀉而下,將導致下游人民生命財產(chǎn)的嚴重損失、生態(tài)災難和社會不穩(wěn)。由于航電樞紐工程作為內(nèi)河上的擋水建筑物,形成了一定的庫容,運行管理與水資源緊密相關(guān),同時也肩負防洪和調(diào)度的責任,因此可以作為一種“壩”看待,根據(jù)《水法》和《防洪法》,水行政主管部門應該作為主要責任方對工程安全進行監(jiān)管。
航電樞紐工程既有發(fā)電功能,同時也是用電大戶,依據(jù)《電力法》,其電力安全也必須受到電力監(jiān)管委員會的監(jiān)管。
3.2.1 安全監(jiān)管的責任主體
根據(jù)航電樞紐工程特點,水利、電力、交通(海事)等部門都應作為航電樞紐工程的安全監(jiān)管部門。
由于航電樞紐工程的工程安全和防洪安全密不可分,防洪安全是工程安全必須面對的最大安全問題,而防洪安全與防汛調(diào)度等密切相關(guān),同時也涉及下游河道安全和流域一定范圍內(nèi)的其他水工程安全,因此水行政主管部門負責監(jiān)管航電樞紐工程的防洪和工程安全。
由于航電樞紐一般以交通部門為主投資,日常管理由交通部門下屬單位負責。從目前交通部門所從事的工作而言,交通部門已經(jīng)肩負了航電樞紐工程日常生產(chǎn)安全的監(jiān)管任務。根據(jù)目前的情況,航電樞紐工程的安全生產(chǎn)由交通部門負責是合理的。交通主管部門負責監(jiān)管航電工程的建設和運行管理中的有關(guān)安全生產(chǎn)、市場準入、安全設備、人員資質(zhì)等。
海事部門負責航電工程的水上交通安全監(jiān)管,包括船舶調(diào)度、危險品運輸?shù)取?/p>
電力部門負責航電樞紐工程與電力上網(wǎng)有關(guān)的電氣設備、電力操作人員和相關(guān)規(guī)章制度等的監(jiān)管。
總之,日常安全生產(chǎn)的監(jiān)管由交通(海事)部門負責,有關(guān)工程安全運行和水資源調(diào)度方面的情況接受水利行政部門監(jiān)管,電力上網(wǎng)安全監(jiān)管由電力部門負責。這樣的監(jiān)管模式與現(xiàn)有法規(guī)和實際執(zhí)行相一致,有利于理清各部門之間的關(guān)系,發(fā)揮各部門的專業(yè)特長。
3.2.2 安全監(jiān)管的內(nèi)容
航電樞紐工程的安全監(jiān)管分成生產(chǎn)、工程和防洪等安全監(jiān)管。
生產(chǎn)安全監(jiān)管由交通部門負責組織實施,有關(guān)情況接受國家安全生產(chǎn)總局指導。日常工程安全(包括維護維修和監(jiān)測、檢測)由交通部門自行組織實施,接受水利部門指導。有關(guān)電力電氣設施安全部分,由運行管理單位負責,接受電力監(jiān)管部門指導。
工程安全涉及設計、施工和運行管理整個工程的全生命周期,在空間上涉及結(jié)構(gòu)、材料和地質(zhì)條件,由于工程安全與防洪安全緊密相關(guān),交通部門應與水利部門緊密配合。
防洪安全監(jiān)管包括工程的防洪能力評估、工程對河道安全的影響,以及流域水量聯(lián)合調(diào)度等對相關(guān)工程安全的影響等。在防洪安全監(jiān)管方面,水利部門通過成立相應機構(gòu),聘請相應專家,通過查閱資料、檢查和報告審查等方式,對航電樞紐工程的防洪評價,工程抵御洪水標準,以及防汛調(diào)度方案、設施、人員組織及有效性等進行監(jiān)管。目前石虎塘航電工程的蓄水安全鑒定由水利部大壩安全管理中心負責完成,是水利部門參與航電樞紐工程安全監(jiān)管的有效方式。在工程安全監(jiān)管方面,水利部需要明確相關(guān)機構(gòu)負責航電樞紐工程的工程安全監(jiān)管,如可以委派水利部建設管理與質(zhì)量安全中心參與稽查,水利部大壩安全管理中心提供技術(shù)支撐,通過現(xiàn)場稽查和資料審定等方式對航電樞紐工程建設方、參建方和管理方進行安全監(jiān)管。
3.2.3 安全監(jiān)管的措施
1)建立工程防洪安全評估制度。防洪安全評估制度必須針對航電樞紐工程各個階段(包括項目可行性研究、施工和項目運行等階段)分別進行。3 個階段的有關(guān)水文、河勢和力學參數(shù)必須根據(jù)實際情況予以調(diào)整和優(yōu)化,同時要考慮航電樞紐工程建設和運行對河床及兩岸堤壩的穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響。
2)建立工程安全注冊制度。水庫大壩安全鑒定和水電站大壩安全注冊制度的實際效果表明,工程安全注冊制度能有效降低工程風險,提高工程安全度。國外水利工程的安全監(jiān)管實踐也說明安全注冊制度能有效降低工程安全風險。航電樞紐工程作為特殊的水利工程應該建立安全注冊制度,新建航電樞紐完成工程竣工安全鑒定 1 a 內(nèi),或者航電樞紐完成首次定期檢查半年內(nèi),航電樞紐運行單位應該向相應的機構(gòu)申請航電樞紐工程安全注冊。在規(guī)定期限內(nèi)不申報安全注冊的航電樞紐,不得投入運行;發(fā)生事故的,按照國家有關(guān)規(guī)定處理。同時借鑒《水庫大壩安全鑒定辦法》、《水庫降等與報廢管理辦法(試行)》等,編制相應的航電樞紐安全鑒定、降等與報廢管理等辦法,包括建立工程安全定期和特種檢查(含工程運行性態(tài)、水下、船舶運行監(jiān)控措施等檢查)和檢測/監(jiān)測系統(tǒng)運行考核等制度。
3)建立風險預案/應急管理機制。航電樞紐運行單位應當按照有關(guān)規(guī)定,編制航電樞紐險情預測和應急處理預案,經(jīng)審核后,報省級以上防汛指揮機構(gòu)批準,并報所在地?。▍^(qū))級人民政府備案。針對工程的不同風險和級別,要經(jīng)常組織相關(guān)演練,不斷地對風險預案和緊急措施進行改進,以提高有效性,最大限度地降低工程風險。
4)建立相關(guān)單位市場準入制度。對設計、施工、監(jiān)理和運行等提供技術(shù)服務的單位進行安全監(jiān)管是對航電樞紐工程安全監(jiān)管的必然要求。航電樞紐運行安全監(jiān)管應對參與工程建設和評價的單位及人員的相應資質(zhì)、業(yè)績和人員素質(zhì)進行明確規(guī)定,并且由相應機構(gòu)定期公布符合條件的技術(shù)服務單位名單,以利于對這些單位進行監(jiān)督和管理,并為各航電樞紐運行單位開展工作提供便利條件。
5)建立樞紐工程安全監(jiān)控信息系統(tǒng)。建立有效的樞紐工程信息化系統(tǒng)是上級部門了解工程安全信息,實現(xiàn)高效監(jiān)管的基礎。樞紐工程信息化系統(tǒng)應該包括工程基本情況數(shù)據(jù)庫,以及防洪調(diào)度決策支持、工程安全監(jiān)測與評估、閘門監(jiān)控、船閘監(jiān)控、上下游船舶航行監(jiān)控等系統(tǒng)。通過對航電樞紐現(xiàn)場情況、水文參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)、上下游船舶參數(shù)、運行情況的實時采集,采用多媒體、云和數(shù)據(jù)融合等技術(shù),實現(xiàn)多航電樞紐工程安全信息的快速傳輸與處理,從而為工程安全監(jiān)管提供決策服務。
1)《水庫大壩安全管理條例》作為國務院發(fā)布的國家層面的法規(guī),對水利、交通和電力等各部門都具有約束力。水庫大壩、水電站大壩和航電樞紐最大的安全是防洪和工程安全,因此將一般水庫大壩、水電站大壩和內(nèi)河航電樞杻工程(具有一定庫容,參與防洪調(diào)度)納入新修訂的水庫大壩安全管理條例中是具有科學和法律上的根據(jù)的。
2)航電樞紐工程作為一種特殊的水工程,包含生產(chǎn)、工程和防洪安全,而且 3 者之間緊密聯(lián)系。目前有關(guān)生產(chǎn)安全監(jiān)管、交通部門在有關(guān)法規(guī)的指導下已經(jīng)進行了比較好的監(jiān)管,但在工程和防洪安全方面監(jiān)管模式尚不完善,職責和措施尚需進一步明確和加強。
1)作為國務院的法規(guī),新修訂的水庫大壩安全管理條例中“水庫大壩”最好包括一般水庫大壩、水電站大壩和具有一定調(diào)節(jié)庫容并參與防洪調(diào)度的航電樞紐工程。同時新條例應明確國務院相關(guān)機構(gòu)的主要監(jiān)管責任,將安全監(jiān)管分成行業(yè)的生產(chǎn)安全監(jiān)管、工程和防洪安全監(jiān)管,所有防洪和工程安全監(jiān)管應該由水行政主管部門牽頭指導,水庫大壩、水電站大壩和航電樞紐工程分別由水利,電力及交通部門組織實施,最終結(jié)果需在水利部門統(tǒng)一備案。同時水利、電力和交通部門,分別負責相應水庫大壩、水電站大壩和航電樞紐的安全生產(chǎn),日常安全管理及工程建設維護市場等的監(jiān)管。
2)建議對水工程相關(guān)安全監(jiān)管的法律法規(guī)、部門規(guī)章、技術(shù)規(guī)范等進行集中梳理,對重復部分進行精簡,對不足部分進行補充,對過時部分進行修訂。國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局、水利與防汛部門、交通部門應協(xié)同對航電樞紐工程安全風險進行評估,針對性地提出航電樞杻工程安全監(jiān)管辦法。建議水利部門對航電樞紐工程的安全監(jiān)管從項目一開始就參與其中,在項目立項期,監(jiān)管的具體內(nèi)容包括流域防洪規(guī)劃、工程對流域防洪形式的影響、工程防洪標準擬定、工程安全風險等;在項目建設期,主要針對施工圍堰的防洪安全進行監(jiān)管;在航電工程運行期,主要對工程防洪標準復核、安全注冊、安全鑒定和水庫聯(lián)合調(diào)度方案等進行監(jiān)管。
3)信息化是提高決策效率的基礎,建議對全國航電樞紐工程進行信息化規(guī)劃,建立安全監(jiān)管決策支持系統(tǒng)和工程安全評估中心。通過建立航電工程安全監(jiān)控信息化系統(tǒng),實現(xiàn)對影響航電樞紐工程安全信息的集中統(tǒng)一和高效處理。
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