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水庫安全設(shè)計與垮壩風(fēng)險

文檔作者：王道席等文檔來源：河海大學(xué)水資源水文系		點擊數(shù)：	更新時間： 2023年07月22日
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第15 卷第1 期水利水電科技進(jìn)展1995 年2 月
水庫安全設(shè)計與垮壩風(fēng)險
朱元生生　王道席
(河海大學(xué)水資源水文系　南京　210098)
摘要　我國和世界水庫安全事故和垮壩的統(tǒng)計資料, 可以為檢驗水庫安全設(shè)計, 和解決如何把握安全適
度的“度”, 提供一些重要的信息。我國大中型水庫共有2 891座, 垮壩為123 座(垮壩率Q f = 4125à ) ,
垮壩率為國外的216～ 218 倍, 差別相當(dāng)明顯。雖然可能是由于國內(nèi)外統(tǒng)計的標(biāo)準(zhǔn)和方法不完全一致造
成的, 數(shù)值不見得能直接對比, 但是相差如此之大, 是否應(yīng)引起足夠的注意, 并對它作進(jìn)一步的分析呢?
適度的防洪安全標(biāo)準(zhǔn), 即安全適度的“度”, 是需要通過權(quán)衡得失方式確定的, 其結(jié)果是與設(shè)計水庫的
經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境和政治價值有關(guān); 也和影響設(shè)計水庫安全的眾多風(fēng)險因素的作用有關(guān)。如果認(rèn)同這種
觀點, 一方面得出的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是因地而異的, 另一方面得出的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)該是因時而異的。
關(guān)鍵詞　水庫　風(fēng)險分析　安全度　垮壩　防洪標(biāo)準(zhǔn)　安全設(shè)計
　　遠(yuǎn)在公元前1950 年。巴比倫的Ham2
m u rab i 皇帝制定的法典中, 對于處理房屋倒
塌事故的法律條文, 是依據(jù)“以牙還牙”原
則制定的, 即由建房工匠一方承擔(dān)事故的全
部責(zé)任、賠償房主全部損失, 包括為傷人及
致死而償命。這部并不完善的早期法典反映
對房主階層的偏袒, 裁決的標(biāo)準(zhǔn)是簡單而明
確的, 并沒有區(qū)分事故的性質(zhì), 不論其原因
是屬于被告主觀的失職或疏忽, 還是屬于客
觀的洪水、地震和暴風(fēng)雨等, 判決都是相同
的。經(jīng)過漫長的歷史進(jìn)程, 人們才認(rèn)識到對
建造者或生產(chǎn)者一方過苛的懲處, 勢必導(dǎo)致
采取不必要的和過度的保證安全措施, 只會
約束社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。從此法律的條文就注
意到要區(qū)分事故的性質(zhì)了, 并在不斷完善和
健全過程中, 逐步調(diào)整當(dāng)事雙方的責(zé)任范圍
的劃分, 表現(xiàn)出向反方向傾斜的趨勢。到了
資本主義興盛時期, 對安全事故賠償案例的
原則是: 法律只保護(hù)交易雙方簽訂的契約, 或
行業(yè)制訂的標(biāo)準(zhǔn)所限定的索賠權(quán)利, 法律明
顯傾向建造者或生產(chǎn)者一方。例如英國一則
關(guān)于馬車交通事故的著名案例, 法官裁決馬
車制造商的賠償, 只局限于該馬車的乘客人
身及財物損失, 對事故殃及的路人不負(fù)賠償
責(zé)任。可以看出此時的法律認(rèn)定: 當(dāng)事人只
對“契約”或“標(biāo)準(zhǔn)”限定范圍之內(nèi)的事故
損失負(fù)責(zé), 范圍之外的“超標(biāo)準(zhǔn)”的事故風(fēng)
險是由消費者承擔(dān)的。其后果導(dǎo)致建造者或
生產(chǎn)者設(shè)法制訂不公正的契約或標(biāo)準(zhǔn), 來逃
避保證消費者人身及財物安全的責(zé)任。到了
近代, 法律又出現(xiàn)向反方向擺回的趨勢, 美
國的一些安全事故案例, 判決往往是對建造
者和生產(chǎn)者不利, 法官的裁決一般都沒有受
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或政府的技術(shù)管理規(guī)定的制約, 而
是遵循保護(hù)消費者的安全不受損害權(quán)益的準(zhǔn)
則[ 1 ]。如某警官汽車事故受傷致殘, 指控
Ch rysler 汽車公司設(shè)計失誤案(1980) , 盡管
原設(shè)計是符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和政府的技術(shù)管理規(guī)
定的, 但判決該警官勝訴, 獲2 百多萬美元
賠款。又如兩艘近海拖輪的船主指控船廠未
裝無線通訊設(shè)備, 不能及時獲取風(fēng)暴信息致
使沉船案(1932) , 雖然行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)近海拖輪是
無需配置的, 法庭依據(jù)配置通訊設(shè)備簡單易
行又不昂貴, 卻可大幅度提高航行安全保證,
·17·。再有某顧客指控服裝廠未采
用阻燃布料制作兒童睡衣, 造成燃燒使四歲
女孩致傷案(1980) , 法院裁決被告行為屬疏
忽, 不負(fù)責(zé)任和蓄意不顧他人的利益, 應(yīng)賠
償原告損失715 萬美元, 另罰款100 萬美元
等。
從以上對歷史的簡略回顧, 可以看出: 一
方面法官和涉及安全設(shè)計的雙方當(dāng)事人都迫
切需要制訂一個標(biāo)準(zhǔn), 作為處理安全事故劃
分責(zé)任的依據(jù), 標(biāo)準(zhǔn)要求明確清晰。另一方
面, 歷史的經(jīng)驗卻又說明由于決策人員的不
同, 和公眾的安全或風(fēng)險意識的變化。對安
全設(shè)計的要求是在不斷調(diào)整的, 標(biāo)準(zhǔn)似乎是
模糊不定的。因此, 在安全設(shè)計工作中, “如
何把握安全適度的“度” (How save is save
enough) ?”, 成為一個長期困擾人們的矛盾。
水庫垮壩事故不同于一般性的安全事
故, 一方面其后果特別嚴(yán)重, 有時會造成慘
絕人寰的毀滅性災(zāi)難, 另一方面垮壩受眾多
自然因素影響, 是非人力所能控制的。然而,
現(xiàn)代水庫工程安全設(shè)計原則, 仍舊是以一定
的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)作為基礎(chǔ), 即在各種自然因素
(如暴雨、洪水、風(fēng)浪、地震等) 可能變化的
幅度內(nèi), 擬定一種或多種對水庫安全不利的
組合, 用作為水庫安全設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)。我國的
水庫安全設(shè)計, 是以雨洪的頻率、地震的震
級和烈度、結(jié)構(gòu)物的安全系數(shù)等為定量指標(biāo),
再選定這些指標(biāo)的數(shù)值, 作為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn), 即
安全適度的“度”。設(shè)計程序的框架和各項設(shè)
計標(biāo)準(zhǔn), 是分別由各行業(yè)專家統(tǒng)一研究制定,
經(jīng)過政府主管機(jī)構(gòu)審查批準(zhǔn), 作為技術(shù)規(guī)范
頒發(fā)執(zhí)行, 是全國的水庫安全設(shè)計的依據(jù), 具
有法令性約束作用。
通過規(guī)范形式制定安全設(shè)計程序的框架
和各項設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的辦法, 在實用上具有統(tǒng)一
和簡便的優(yōu)點, 可以通過權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)定的方
式, 回避了對標(biāo)準(zhǔn)的合理性和適度性作論證,
雖然在理論上對同類水庫的安全度具有一定
的可比性, 但是也存在明顯的弱點: 由于各
個水庫的情況各異, 如水庫在當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)
發(fā)展中的地位和作用; 出現(xiàn)事故或垮壩的后
果嚴(yán)重程度; 設(shè)計所依據(jù)資料的數(shù)量和質(zhì)量;
設(shè)計方法的精度和可靠性; 施工技術(shù)和質(zhì)量;
工程運作、維修、管理狀況等方面都不盡相
同, 這些勢必會影響到水庫的安全。適度的
安全設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)理應(yīng)體現(xiàn)這些差別, 采用的數(shù)
值應(yīng)該是不同的。而在統(tǒng)一的水庫安全設(shè)計
規(guī)范條文中, 就很難針對具體水庫細(xì)致地考
慮其具體條件。
我國水庫防洪安全的洪水設(shè)計規(guī)范幾經(jīng)
修改, 也體現(xiàn)出試圖克服上述弱點的努力, 規(guī)
范變動情況如表1。
表1　歷次水庫設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)匯總表(重現(xiàn)期·年)
壩　型幅度
擋水建筑物級別
1 2 3 4 5
備　　注
1964 年標(biāo)準(zhǔn)
1979 年山
丘區(qū)標(biāo)準(zhǔn)
1979 年山丘
區(qū)補充標(biāo)準(zhǔn)
1990 年平原
濱海區(qū)標(biāo)準(zhǔn)
不分壩型
土石壩
混凝土壩
土石壩
混凝土壩
不分壩型
無幅度10000 1000 500 200 100
上限(可能最大洪水)
下限10000 2000 1000 500 300
上限(可能最大洪水)
下限5000 1000 500 300 200
無幅度
10000 或
可能最大
洪水
2000 1000 500 200
無幅度5000 1000 500 200 100
上限2000 1000 300 100 50
下限1000 300 100 50 20
　　失事后造成較大災(zāi)害的重要大型、
中型水庫以及特別重要的小型水庫采用
上限; 失事后不致造成較大災(zāi)害的水庫
采用下限或上下限之間。
適用于一般壩高小于15m 的水庫
·18·

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