1、概述
據(jù)((2011年中國水利年鑒》，我國共有水庫87873座(不含臺、港、澳地區(qū))，其中小型水庫84052座，占水庫總數(shù)的95．65％，也是水庫安全管理的主體。我國小型水庫大多建于20世紀(jì)50—70年代，受當(dāng)時(shí)技術(shù)經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展條件的影響，普遍存在建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低、工程質(zhì)量差等問題。因工程等別與建筑物級別低，相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、安全準(zhǔn)則、管理標(biāo)準(zhǔn)也低于大、中型水庫工程。實(shí)際施工與運(yùn)行管理重視不足，給小型水庫管理帶來許多不利因素，且長期以來缺乏運(yùn)行維護(hù)資金，管理粗放，工程老化失修。因此，小型水庫工程安全問題突出、事故多發(fā)，直接威脅下游安全，并影響水庫效益發(fā)揮。目前，我國的大壩安全采用三類壩的傳統(tǒng)分類方法，發(fā)達(dá)國家已開始以后果進(jìn)行分類。針對小型水庫安全分類，進(jìn)行初步比較分析。
2、小型水庫與ICOLD小壩的區(qū)別
2．1ICOLD的小壩劃分
國際上一般根據(jù)壩高與設(shè)計(jì)蓄水庫容將壩劃分為大壩(LargeDams)與小壩(SmallDams)。
ICOLD157號公告中關(guān)于壩的定義如下：
(1)大壩：滿足以下兩種條件之一即可：①壩高≥15m；②5m<15m且V>300萬立方米。
(2)小壩：2．5m<H<15m且H2V0.5<200。
式中，H表示自河床底高程至壩頂?shù)木嚯x(m)，在聚居點(diǎn)或人口多的地區(qū)，最小壩高可為2m或3m；表示最高運(yùn)行水位(一般為設(shè)計(jì)蓄水位)對應(yīng)的庫容(10m)，滯洪水庫應(yīng)選用溢洪道堰頂高程以下的(設(shè)計(jì))庫容。
大壩與小壩的分類見圖1。
2．2我國小型水庫劃分
我國按總庫容將水庫工程規(guī)模劃分為大、中、小型，按壩高分為高、中、低壩。小型水庫是指10萬立方米。≤V<1000萬立方米的水庫。其中，100萬立方米≤V<1000萬立方米的為小(1)型水庫，l0萬立方米≤V<IO0萬立方米的為小(2)型水庫。
按壩高H劃分。水利水電系列標(biāo)準(zhǔn)(SL)定義：低壩高度為30m以下，中壩高度為3O一70m，高壩高度為70I1"1以上。電力系列標(biāo)準(zhǔn)(DL)定義，原與SL標(biāo)準(zhǔn)一致，新設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)考慮技術(shù)進(jìn)步與成功經(jīng)驗(yàn)等，將中壩與高壩的界限提高至100m，將混凝土拱壩的低壩與中壩界限提高至50m，其他不變。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國小(1)型水庫平均壩高約20.1m，小(2)型水庫平均壩高約l2.3m；壩高超過15m以上的小型水庫約2.9萬座，壩高30m以上的小型水庫有3100余座，1993年潰壩的青海溝后水庫壩高就達(dá)71m。
對比國際大壩委員會(ICOLD)的定義可見：(1)“大壩”定義也可表述成：庫容小于300萬立方米且壩高超過15m，或庫容超過300萬立方米且壩高超過5m�？梢姡覈男⌒退畮炜赡軗碛�“大壩”。(2)根據(jù)“小壩”定義，假設(shè)H=15m則V-79萬立方米，H=7.95m則V=1000萬立方米，H=5m則V-6400萬立方米，H=4m貝0V=I．56億立方米，可見，“小壩”也可能擁有中型甚至大型水庫的壩。
3、國外與我國大壩安全分類比較
3．1國外的HPC分類
雖然各國的分類標(biāo)準(zhǔn)會有所差別，但以HPC分類作為衡量大壩安全的標(biāo)準(zhǔn)已成為普遍的共識。美國、加拿大及歐洲的一些國家多采用潛在危害性分類——HazardPotentialClassification(HPC)。潛在后果包括生命安全、財(cái)產(chǎn)損失、環(huán)境損失、文化古跡損失。一般將風(fēng)險(xiǎn)分類按低、中、高、很高進(jìn)行分類，并據(jù)此分類確定洪水與地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)壩的設(shè)計(jì)與運(yùn)行。
加拿大大壩委員會(CDA)的大壩安全分類大致見表2、表3。
注：(1)風(fēng)險(xiǎn)人口定義：None(無)，沒有可識別的風(fēng)險(xiǎn)人口，除不可預(yù)見的事故外不會出現(xiàn)生命損失；Temporary(臨時(shí))，暫時(shí)在潰壩淹沒區(qū)的人(如使用季節(jié)性的小屋、運(yùn)輸路線、休閑活動)；Permanent(永久)，通常位于潰決淹沒區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)人口(如永久居民)；三類(高、非常高、極高)要對潛在生命損失進(jìn)行詳細(xì)的估計(jì)；(2)未指定：臨時(shí)人口風(fēng)險(xiǎn)取決于數(shù)量、暴露時(shí)間、活動和其他條件。根據(jù)要求，可選擇一個(gè)高的級別；但設(shè)計(jì)洪水要求可能并不高，如臨時(shí)人口不會出現(xiàn)在汛期。
注：利用洪水資料外推入庫洪水的年超越概率不應(yīng)小于1／1000
ICOLD小壩風(fēng)險(xiǎn)分類考慮五個(gè)方面的因子，按低、中、高進(jìn)行分類，見表4。
注：采用最高風(fēng)險(xiǎn)對應(yīng)的分類
3．2我國的安全分類
我國目前還是傳統(tǒng)型的安全分類，目前水利與電力大壩的安全分類是基于專家經(jīng)驗(yàn)與確定性標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合的分類方法，一般分為三類。水利部門分為一類壩、二類壩、三類壩。電力部門分為正常壩、病壩、險(xiǎn)壩。兩種分類并無實(shí)質(zhì)性的差別。評價(jià)內(nèi)容主要包括：大壩的防洪能力、結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性(含地基、邊坡和近壩庫岸)、消能防沖效、大壩防滲體(含地基)的工作狀態(tài)、結(jié)構(gòu)(含地基、邊坡和近壩庫岸)、泄洪設(shè)施運(yùn)行的可靠性、結(jié)構(gòu)耐久性、監(jiān)測系統(tǒng)的完備性和可靠性。
主要評判標(biāo)準(zhǔn)還是現(xiàn)有的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)工程綜合效益確定工程等別，進(jìn)而確定建筑物級別，再以建筑物級別確定設(shè)計(jì)洪水、地震標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)安全準(zhǔn)則。工程等別確定因素包括水庫、防洪、治澇、灌溉、供水、發(fā)電等。小型水庫工程等別及建筑物級別確定一般見表5、表6。
注：(1)對失事后損失巨大或影響十分嚴(yán)重的主要永久性水工建筑物，經(jīng)過論證并報(bào)主管部門批準(zhǔn)，可提高一級；失事后造成損失不大的4級主要永久性水工建筑物，經(jīng)過論證并報(bào)主管部門批準(zhǔn)，可降低一級；(2)當(dāng)永久性水工建筑物基礎(chǔ)的工程地質(zhì)條件復(fù)雜或采用新型結(jié)構(gòu)時(shí)，建筑物可提高一級設(shè)計(jì)，但洪水標(biāo)準(zhǔn)不予提高可見，水庫工程等別確定主要考慮庫容與綜合效益因素，在結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則中考慮壩高的因素。這一設(shè)計(jì)理念是以效益為主的思路，對下游防洪安全的考慮是粗略的，對工程失事可能產(chǎn)生的負(fù)面影響考慮較少，這對小型水庫而言，往往潛在較大風(fēng)險(xiǎn)，甚至是致命的。事實(shí)上，工程(壩)的規(guī)模除考慮庫容外，還應(yīng)考慮壩高等因素影響。一個(gè)小庫容的“大壩”可能與一個(gè)較大庫容的“小壩”一樣擁有高風(fēng)險(xiǎn)。在江浙等東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，很多小(2)型水庫下游人口多、風(fēng)險(xiǎn)高。當(dāng)小庫大壩風(fēng)險(xiǎn)明顯高于大庫小壩風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，現(xiàn)有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)會與風(fēng)險(xiǎn)明顯不相匹配，尤其是小型水庫的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)需要做進(jìn)一步分析。
4、結(jié)語與建議
小型水庫是我國水庫的主體，按庫容劃分小型水庫的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)單一，三類壩的安全分類難以全面反映小型水庫的大壩風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)將大壩安全按潛在后果進(jìn)行(風(fēng)險(xiǎn))分類，借鑒國內(nèi)外已有大壩風(fēng)險(xiǎn)評估工作經(jīng)驗(yàn)，推動大壩風(fēng)險(xiǎn)評估工作的開展，同時(shí)也應(yīng)對我國小型水庫的洪水標(biāo)準(zhǔn)開展進(jìn)一步研究以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需要。
