[启示] 大坝退役与拆除 ——美国情况及对我国的启示

发布时间:2015/12/3 9:20:45

像大坝建设一样,大坝退役与拆除也是一个庞杂的系统工程。国内外在这方面仍处在摸着石头过河的阶段。本文简要介绍了国内外几个典型的大坝退役与拆除行业管理导则和办法,为大坝管理的关注者提供了一个更广的视角,来看待大坝的退役与拆除。




郭军/文 

近十年来,大坝的拆除成为广为关注和热议的一个话题。关注点主要是认为大坝的存在阻隔了洄游鱼通道,对生态环境有影响,大坝行业人士关注点更多是从大坝安全角度出发。一座坝究竟在什么样的条件下应该被拆除,需要从安全、寿命、功能、经济、环境、社会等多个角度去全面分析与评价,同时还要关注拆除过程中的若干问题,以及拆除后对经济社会和环境的影响等问题。


需要有规范的管理办法


大坝退役与拆除是大坝生命周期中的一个重要环节。笔者把大坝的生命周期分为五个阶段,即河流规划、可行性研究、设计与施工、运行与管理、退役与拆除。各国经济发展阶段和水平的不同,对大坝建设和关注点也不同。随着大坝服役年龄不断地增长和服役超过50年、70年、甚至100年大坝数量比例在不断增加,大坝的管理者必须面对老龄坝和超期服役坝的退役以及善后处理问题,这也就提出一个大坝退役与拆除的新课题。


如果把大坝的退役与管理看作是其生命周期的一个重要环节,就要将其纳入行业管理,就必须像大坝的规划建设与运行管理一样,编制一套规范的管理办法,包括退役立项申请,设计、环境与投资评估、主管部门核准等程序,最后才能进入拆除实施阶段。目前国内外几个典型的大坝退役与拆除的导则和管理办法主要包括:美国土木工程学会(ASCE)能源部水力发电专业委员会1997年编写出版的《大坝及水电设施退役导则》;水利部2003年颁布的《水库降等与报废管理办法》(试行);美国大坝协会2006年编写出版的《大坝退役导则》,及《退役坝拆除的科学与决策》;国际大坝委员会于2014年完成的技术公报(编号160)《大坝退役导则》(初稿)。


导则要点多、覆盖面广


归纳几个国内外大坝退役与拆除导则和管理办法特点如下:


编制目的是为大坝的退役和拆除提供一套规范的评价的方法和管理程序。评价要考虑的因素包括大坝安全、美学、鱼类、河流流量减少,在经济方面要比较大坝继续运行或加固维护的所需费用,另外还有对地方的供水、娱乐和防洪管理的影响。泥沙管理是一个比较重要的关注点。评价的结果一般有三种:继续运行、部分退役、全部退役。


评价结果一旦为部分退役或全部退役,则将进行下一阶段的论证与研究,包括:防洪标准和溢洪道泄流能力;施工导流和围堰布置;大坝、电厂设施、辅助设施部分或全部拆除;机械和电气设备的拆除与处理;考虑泥沙管理、环境要求、洪水和湿地作用,以及可能要采取的工程措施;增加娱乐设施;施工以及拆除方案的投资预算及施工计划;评价为部分拆除工程,其保留部分的运行维护费用;筹措拆除资金。


大坝拆除不论是对环境生态还是对当地经济社会未来的发展都有一定的影响,评价工作不仅要给出定量的影响评价,有时还要有辅助措施或替代方案。在环境影响评价方面,大坝拆除过程及拆除后对当地的水量、水质、鱼类、野生动植物、植被、景观、休闲及土地利用都产生影响。如美国垦务局为拆除西部艾尔瓦河(Elwha River)上的两座坝,先建了两座水厂、堤防和一座鱼类增殖站,以解决大坝拆除过程和拆除后对当地供水、防洪和鱼类繁殖的影响(两座坝于2011年汛后开始拆除,2014年8月底河流贯通)。在泥沙管理方面,考虑了水库库容、泥沙淤积量、淤积形态和含沙浓度等因素,要对拆除过程中的水库淤积泥沙提出具体的处置方案,一般包括:不做任何处置,任泥沙被水流冲刷至下游河道、机械清除。在泥沙淤积不严重的地方可以不采取任何措施;任泥沙被水流冲刷至下游会在下游河道中产生高含沙水流,对沿河供水和鱼类有影响;采取机械清除的方式,要考虑泥沙堆积搁置的问题。水库泥沙清除、水库水位降低后还要考虑原水库库案的稳定问题。在方案评价方面,对大坝拆除的几种方案,要开展经济分析,一般采用成本——效益方法,要研究不同方案的经济可行性,包括对大坝拆除中的资源综合利用等。


大坝拆除过程中的监测与措施改进。与大坝建设一样,拆除过程中也需要开展监测,但监测的重点除考虑工程的安全外,更重要的是关注拆除工作对当地生态环境的影响,监测内容主要包括影响水质的流速、浊度、总悬移质和推移质、温度、溶解氧、营养物、金属含量等,并根据监测结果及时调整监测频率和必要的工程辅助措施。


大坝的退役拆除需要解决原有资产的处置问题。我国水利部2003年出台的《水库大坝将等报废管理办法》明确了要进行资产变更或注销。美国艾尔瓦河上的两座坝原属私人企业拥有,为解决大坝拆除中资产归属问题,联邦政府于拆除前10年出资购买了两座坝的所有权,将其交给垦务局负责拆除前的运行以及拆除工作。


相关研究应及早开展


大坝的退役与拆除是一项科学严谨的工作。美国垦务局等部门为了艾尔瓦河两座坝的拆除,从1994年起做了近15年的研究。从2011年召开的一次艾尔瓦河科学研讨论的议题中就可以看出其研究的领域之广泛,包括鱼类与野生动物,河流物理学,水库河流近岸物理学,文化与人类学,水库河流近岸生物学,植被学以及河流生物学。垦务局水力学实验室开展了大量的大坝拆除过程中水库泥沙管理与生态修复问题的试验研究。美国大坝协会2012年和2013年年会上有多篇内容为大坝拆除开展的科学研究论文。


现代大坝建设已经历了百年的发展,不论从技术上,还是管理体制上,都比较完善。但对于大坝的退役和拆除,在世界范围内除美国,其它国家开展得研究还不多,还缺乏相应的技术和管理制度。美国虽然走在前列,但美国目前拆除的坝大多数还是小坝,未来高坝大库的退役问题还未真正提到议事议程上来。


中国是世界上建坝最多的国家,2013年水利普查资料表明,我国有各类坝9.8万座,考虑到我国大多数中小型坝是20世纪50-70年代建设的,到目前,有相当多的坝服役运行已超过40-50年。尽管我国近20年来投入大量资金开展病险库的除险加固工作,但有相当一部分中小型水库首先进入降等报废行列,有些甚至要拆除。因此,未来的挑战还相当艰巨,大坝退役的决策程序、评价方法和管理制度需要及早开展研究。(作者系中国水利水电科学研究院副总工程师)



来源:中国能源报