对我国水电站大坝溃坝生命风险标准讨论 4页

水力发电第36卷第5期2010年5月我国水电站大坝溃坝生命风险标准讨论杜效鹄．杨健(中国水电工程顾问集团公司，北京100120)摘要：生命风险标准是一个非常敏感的议题，标准的制定需要综合考虑国家政治、经济、文化、公众心理和技术发展水平等因素。由于水电站工程规模大、失事后果严重，溃坝风险不可接受，溃坝生命风险标准应从严制定。在考虑各行业生命风险损失标准的基础上，初步探讨了生命风险标准制定的影响因素，提出我国水电站大坝统一的生命个体风险标准和社会风险标准。关键词：水电工程；溃坝；风险分析；生命风险标准DiscussonRiskStandardofLifeLOSSCausedbyHydropowerDamFailureinC：hinaDuXiaohu，YangJian(HydroChinaCorporation，Beijing100120)Abstract：TheliferiskstandardiSasensitivetopictodiscussandthedevelopmentofstandardneedstoconsidertheinfluencesofpolitics，economy，culture，publicpsychologyandtechnologyc0mprehensively．SincethefailureofhydropowerdamwiUleadtodisastrousconsequences．thedamfailureiSunacceptableandtheriskstandardforlifelOSScausedbydamfailureshouldbestrict．Inconsideringthe1iferiskstandardsofotherindustries．theinfluencesonstandardoflifelosscausedbydamfailureorediscussed．andthenationalstandardsforindividua1liforiskandsocialliferiskareputforward．KeyWords：hydropowerproject；darnfailure；riskanalysis；liferiskstandard中图分类号：TV698．237；X915．5文献标识码：A文章编号：0559—9342(2010)05—0068—03教训深刻。在当今经济社会发展条件下．已经无法1水电工程风险问题承受以往那样的溃坝事件。国外在20世纪末已经较我国现有大坝超过8．5万座，居世界第一位。为系统地开展了对生命损失的研究，取得了很多初这些水库大坝在防洪、发电、灌溉、供水以及促进步研究成果，但对生命风险标准并未形成一致认识。生态环境保护等方面发挥着巨大的作用，是我同防目前，我国生命损失的研究仍然处于初级阶段，生洪保安工程体系的重要组成部分，也是保障国民经命风险标准是一个非常敏感的议题。本文从水电站济可持续发展的重要基础设施。但必须清醒地看到，大坝风险标准制定的影响因素和我国国情考虑，初我国大坝，尤其是修建于20世纪50～70年代的水利步提出生命个体风险标准和社会风险标准的建议。大坝，建设标准偏低，施工质量较差_1I，其中不同程2水电站大坝生命风险标准度的病险水坝超过3万座。这些病险水坝，不仅难以发挥应有的工程效益．而且容易酿成溃坝灾难。水电站大坝生命风险是指溃坝事件发生后对下严重威胁下游人民生命财产、基础设施及生态安全。游生命构成的风险．为大坝失事概率与可能生命损根据影响程度和范围，水电工程的风险可分为影响失的乘积。大坝生命风险标准包括个体生命风险标正常运行的风险、主要建筑物损毁的风险和引起严准和社会生命风险标准。生命个体风险标准是生活、重次生灾害的风险，最严重的风险是溃坝。溃坝引工作于特定环境中的个体能够接受和容忍的生命风起的风险损失包括生命损失、经济损失及社会与环境影响。收稿日期：2010—02—01生命损失是社会和公众关注的热点和焦点问题。作者简介：杜效鹄(1971一)，男，高级_T程师，博士，主要从事我国曾发生过3400多起大坝溃决事故。损失惨重，水电1程的设计与咨询T作．固WarerPowerVo1．36．M．5nJ口Jl。上M口习，寸·小三‘u八工1；A~pYV．"l'／J、／H-乙匿叠j险概率；而生命社会风险标准是社会生命损失的期平，人们可不再担心这种风险。当风险高于l0％时，望极限值风险标准与生活、工作于此环境中人的意愿有关。生命风险标准的制定不仅受技术手段的影响，荷兰水防御技术咨询委员会(TAW)制定了与个人还受社会对风险的可接受水平限制。建立风险标准意愿相结合的个体风险标准10，／3为意愿因子，不仅要考虑可接受风险标准，也要考虑可容忍风险根据个人从事某种活动的意愿程度，其取值范围在标准。英国健康与安全委员会(HSE)将可接受的0．叭～10。可以看出，意愿因子的取值范围过大，缺风险定义为：假如风险控制机制不变，任何受风险乏可度量依据。此外，作为基准值的10，所对应影响的人，为了生活或工作的目的，准备接受的风的取值为1，反映个人的意愿程度如何也无法考险；将可容忍风险定义为：为了取得某种利润．社量。会能够忍受的风险。可容忍风险并不意味着可接澳大利亚大坝委员会(ANC0LD)以人口年最受，这种风险需要定期检查，如果可以的话，应该低死亡概率作为制定生命风险标准的基础。澳大利进一步降低这种风险。只有当降低风险不可行，或亚人口年最低死亡率为101a(10～14岁年龄段)。投入的经费与减少的风险是非常不对称时(见图因此，2003年制定的《风险评价指南》中建议，现1a)，风险才是可以容忍的。风险管理和决策以降至役大坝对个体和团体造成的个体风险超过10_4／a是合理低水平(ALARP)为准则，由此建立了如图lb不可容忍的，新建和改扩建工程的个体风险超过10-S／a所示的风险标准框架。图lb中上水平线是可接受是不可容忍的。英国HSE对工人和公众确定的个体风险水平线，下水平线为可忽略风险水平线。两条风险可容忍风险标准确定为10一a和101a。水平线按风险度的高低将整个风险域分为3个子区国内一些学者把公众对交通意外死亡率的可容域。高于上水平线的区域，被认为风险水平过高，忍程度作为大坝个体风险标准的参考依据。根据我称为不可接受风险区。应采取强制措施降低风险国2003年的统计资料．乘坐机动车意外死亡的概率低于下水平线的区域，风险处于很低的水平，称为约为3．3xlO~。因此，建议目前我国大坝的可容忍个广泛可接受风险区，可以不采取任何降低风险的措体风险标准为3．Ox10_4／a，可接受个体风险标准为施。广泛可接受风险与不可接受风险之间的区域为10-S／a，采用逐步提高的方式．最后建议我国水电站ALARP过渡带，需要在实际可能的情况下尽量降低大坝可容忍生命个体生命风险标准提高至与国际接该区域内的风险。对于各种风险处理方案，需要进轨的10，可接受风险标准为l0。也有一些学者建行成本效益分析，决定是否采取何种措施。议，以我国的多年平均人口自然死亡率0．66％为依据，根据我国当前经济社会发展水平，溃坝个体可容忍风险标准为5x104～1．0x～／a。与之相适应，可接T受风险标准提高一个数量级，为5xlO～～1．OxlO-4／a。廿笔者认为，水电工程不同于其他基础设施，溃＼坝引起的生命损失和社会影响是灾难性的。例如蜷“75．8”大洪水中溃决的板桥、石漫滩两座大型水库隧和竹沟、田岗两座中型水库，使1000多万人受灾，超过2．6万人罹难；1993年8月，青海省共和县恰经济投入／万元卜恰河上游沟后面板堆石坝发生溃决，溃坝洪峰流a经济投入与风险降低关系量超过2000mVs，是500年一遇洪水(250m3／s)的8倍，下游13km处的县城遭淹，数百人死亡，上千户人家失去家园121。溃坝引起的生命损失除了无辜生命逝去，还会造成幸存者心理疾病和恐慌．甚至社会动荡。随着经济社会的发展和下游人口的急剧增长．溃坝引起的生命损失、经济损失以及对社b风险等级与ALARP准则会和环境的影响将更大。对大中型水电工程而言，溃坝是不可接受的风险。而作为最重要的枢纽建筑图1风险标准框架与ALARP准则物——大坝，后期加固的难度和代价也将更大。因2．1个体风险标准此，水电站大坝，尤其是新建大坝生命风险标准的一般来讲，风险低于10a，被认为是合理水制定，不仅要考虑当前的经济发展水平，更要考虑erPouel-Vo1．36．No．5I盈n我国经济社会高速发展的特点，逐步提高生命风险针对我国现役水库大坝的现状，对不同经济发展水标准不适合于我国国情。此外，生命风险标准也要平地区现役大坝提出不同的风险标准建议，以满足与我国水电工程的可靠度水平相适应。《水利水电目前经济发展的需要．以后逐步趋于统一。单纯从工程结构可靠度设计统～标准》规定的可靠度指标经济发展的角度考虑，这样的建议无疑是合适的。分别为4．2、3．7和3．2，相应的失效概率为(3～10)但以降低生命风险标准为代价。换取经济的发展是xl0．以最低的设计基准期50年计，最高年平均不可取的。此外，由于欠发达地区的经济基础薄弱，失效概率为0．2x10。即使考虑各分项系数的不确抵御抗风险的能力低，更应该提高这些地区水库大定性。通过对大坝薄弱环节的加强设计和安全监测，坝的可靠度．即降低溃坝生命社会风险。对于现役科学的水库调度和有效的预测预报，水电站大坝的或新建的水库大坝，采用统一的社会风险标准，不可靠度是可以保证的[31。因此，建议我国水电站大坝仅是支撑当前经济社会发展的需要，更是保证可持溃坝个体可容忍风险标准不低于10，可接受风险续发展的需要和安全生产要求。体现以人为本和法标准不低于10。律公平的行业理念。2．2社会风险标准根据我国溃坝资料，中型水库1980年前年平均用Ⅳ曲线和ALARP准则相结合制定生命社溃坝率为7．257X10，1980年后为1．107X10，溃坝会风险标准。Ⅳ曲线是生命损失人数／v与其超越率降低了65．6倍，且无大型水库大坝溃决。假定溃概率F之问的关系，通用公式可以表示为坝损失人数在10～100人之间，则对大中型水库，年1一()