中國水庫大壩運行管理實踐成效與發展思考
Reflection on the effectiveness and development of operation and management practices of Chinese reservoir dams
劉六宴,張士辰
.水利部大壩安全管理中心,210029,南京;.水利部 交通運輸部 國家能源局南京水利科學研究院,210029,南京
摘要:水庫具有防洪、灌溉、供水、發電、航運、改善生態等綜合功能,是保障國家水安全的重要基礎設施。總結梳理我國水庫大壩運行管理發展歷程與實踐成效,分析形勢任務與風險挑戰,并提出未來發展思路。新中國成立以來,我國水庫大壩運行管理在實踐探索中不斷總結提升、創新發展,建立完善并嚴格執行貫穿水庫大壩全生命周期的管理制度和技術標準體系,以科技支撐、數字賦能打造運行管理新范式,推動水庫大壩安全管理邁上規范化、精細化、現代化軌道,在更高水平上保障水庫大壩安全運行和功能效益充分發揮。但是,目前管理能力水平還不平衡,工程老化劣化問題逐步顯現,極端氣候導致風險不確定性增加,強人類活動深刻改變運行環境,地區爭端加劇安全威脅,大壩運行管理長效機制還有待健全完善,保障水庫大壩安全運行仍面臨風險與挑戰,需要強化科技賦能,打造更加安全、生態、智能的大壩管理新范式。
關鍵詞:水庫大壩;運行管理;風險挑戰;管理矩陣;科技創新
作者簡介:劉六宴,主任,正高級工程師,主要從事水工結構、大壩安全與管理等方面研究。
基金項目:國家重點研發計劃(2024YFC3210701);中央級公益性科研院所基本科研業務費專項資金(Y724010)。
DOI:10.3969/j.issn.1000-1123.2025.16.006
新中國成立以來,我國建成世界上數量最多、調蓄能力最強的水庫工程體系。至2024年年底,全國共有水庫萬多座。歷經70多年實踐探索和創新發展,我國水庫大壩運行管理取得不平凡成效。
我國水庫大壩運行管理發展歷程
新中國成立以來,我國立足特殊國情水情,一直致力于筑壩治水興水,實踐探索大壩運行管理模式路徑。從自主設計建設官廳水庫、新安江水庫等標志性工程,到通過國際招標、技術引進建設魯布革水庫、二灘水庫等時代性工程,再到自主創新建設白鶴灘水電站、錦屏一級水電站等超級工程,大壩建設取得的成就舉世矚目。與此同時,大壩運行管理同步發展也取得了巨大成就,大致分為四個階段。
1.第一階段(1978年以前)
新中國成立之初,全國僅有22座水庫。為抵御水旱災害、促進工農業發展,全民動員掀起波瀾壯闊興修水利高潮,建成水庫近8萬座。這一時期,國家實行高度的計劃經濟體制,水庫立項、設計、施工、移民、運行管理等各環節完全納入國家計劃經濟體系。大型水庫由國家(中央或省級)直接投資建設和運營,中小型水庫由縣、鄉、村自主投資(包括投工投勞)建設和運營,實行政治掛帥、行政指令驅動。各級政府及其主管部門以行政文件、工作會議等方式組織指導水庫運行管理,原水利電力部發布水庫工程管理通則(試行)、水工建筑物觀測技術手冊,首次明確水庫分級管理原則和管理機構設置規則,規定大壩檢查觀測、養護修理、調度運用技術要求;國務院頒布水利工程水費征收使用和管理試行辦法、關于保護水庫安全和水產資源的通令,首次提出按成本核定水費原則,為后來確立大壩管理體制、制定法規制度標準奠定了基礎。但是,受認識水平、技術經濟條件限制,決策科學性不足,政治色彩濃厚,“人定勝天”信念強烈。大量工程盲目上馬,邊勘察、邊設計、邊施工,質量標準低,缺陷隱患突出,加上重建設、輕管理,潰壩事故頻繁發生,其間累計潰壩2977座,年均潰壩率超1.23‰。其中,1973年潰壩570座,“75·8”特大洪水造成板橋、石漫灘等62座水庫潰壩。
中國建壩與潰壩數量分布圖
2.第二階段(1979—1999年)
進入20世紀80年代,水庫大壩建設和運行管理模式隨著改革開放悄然革新,引進國際通行的招投標模式建成魯布革、二灘、小浪底等大型水庫水電站,大壩運行管理方式也從行政指令、計劃管理向制度管理、技術管理轉變。隨著水法、防洪法、水庫大壩安全管理條例頒布實施,國家相繼出臺注冊登記、水庫調度、安全監測、安全鑒定等規范性文件,以及工程等級劃分、洪水標準、養護修理規程、洪水調度規定、安全監測規范等,標志著水庫大壩運行管理制度標準體系框架基本形成,社會也從重建設、輕管理向建管并重轉變。國際技術交流合作頻繁,推動了大壩監測、檢測技術和裝備發展。但是,體制不順、機制不活、經費渠道不暢、管理粗放等問題突出,大壩病險狀況仍然嚴重,這階段共有482座水庫潰壩,年均潰壩率雖下降至0.23‰,但仍高于國際公認的低潰壩率標準(0.1‰)。
3.第三階段(2000—2020年)
進入21世紀,隨著社會主義市場經濟體制的建立完善,新理念、新思路、新模式推動新技術、新材料、新裝備競相出現,賦能大壩運行管理。1998年特大洪水發生后,黨中央高度關注水庫大壩安全,強調建管并重,部署開展大規模病險水庫除險加固,推動8萬余座(次)水庫消除了病險。2002年,國務院辦公廳印發水利工程管理體制改革實施意見,部署開展全國性的管理體制改革工作,著力完善體制機制,暢通管護經費渠道,實行管養分離,推動管理規范化、專業化。黨的十八大以來,習近平總書記開創性提出“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”治水思路,引領我國水庫大壩運行管理開創新局面,統籌高質量發展和高水平安全,堅持系統思維、底線思維,強化全生命周期管理,管理標準化、精細化深入實施,水庫大壩安全水平進一步提升。這階段97座水庫發生潰壩事故,潰壩率降至0.05‰以下,進入世界低潰壩率國家行列。
4.第四階段(2021年以來)
近年來,以人工智能為標志的新一代信息技術席卷全球,深刻改變生產生活方式。我國緊緊抓住新一輪科技革命的重大機遇,積極實施創新驅動發展戰略,大力發展大數據、云計算、北斗、5G、衛星遙感等新技術,集成研發深水潛水器、無人機、無人船等新裝備,推動了水庫大壩運行理念、模式、技術發展變革。數字孿生技術、人工智能技術、衛星遙感技術、智能感知技術快速應用到水庫大壩運行管理實踐中,雨水情監測預報“三道防線”加快建設,智能大壩建設試點實施,構建現代化水庫運行管理矩陣全面鋪開,水庫大壩運行管理進入信息化、網絡化、現代化進程,大壩安全保障能力和水平顯著提升。該階段僅在2021年有2座水庫發生潰壩。
我國水庫大壩運行管理實踐做法
.加強制度標準建設
制度標準是保障水庫大壩安全的“護身符”。我國重視水庫管理制度標準建設,自1954年制定官廳水庫管理辦法起,邊實踐、邊創新、邊總結,上至國家法規標準、部門規章規范,下至管理單位具體操作規程,制度標準建設從未停歇。目前,已構建起以水法、防洪法、水庫大壩安全管理條例及國務院相關文件為主干,地方性法規、政府規章、部門規章和規范性文件為配套,國家標準、行業標準、地方標準、企業標準為支撐,上下貫通、橫向協調、互相銜接的水庫管理法規制度與技術標準體系,為水庫大壩安全運行提供了有效保障。
水庫大壩安全運行管理法規制度與技術標準體系
2.強化安全責任制
建立責任制,是我國社會主義建設的重要經驗。防洪法規定,防汛抗洪工作實行各級人民政府行政首長負責制;水庫大壩安全管理條例規定,各級人民政府及大壩主管部門對其所管轄大壩的安全實行行政領導負責制。目前,我國全面建立由各級人民政府、主管部門、管理單位責任人組成的大壩安全責任體系,以及由行政、技術、巡查責任人組成的小型水庫防汛安全責任體系。每年汛期前,各級水利部門向社會公布大壩安全責任人名單,以加強社會監督,督促責任落實。
3.深化管理體制改革
針對水利工程管理體制不順、機制不活、事權關系不清、經費不落實、管護不到位等突出問題,2002年國務院印發水利工程管理體制改革實施意見,全面開啟水利工程管理體制改革。經過20多年推進深化,明晰了水庫所有權、管理權、經營權,進而理順管理事權關系,規范管理機構設置,暢通管護經費渠道,推行管養分離改革,管理單位顯著提高了管理水平。小型水庫推行了集中管護、物業化管理及“以大帶小”等新模式。
4.嚴格落實管理制度
我國已建立貫穿大壩全生命周期的運行管理制度,大壩主管部門、管理單位按照管理制度要求開展工作。①注冊登記。各級水利、能源等部門是其管轄的水庫大壩注冊登記機關,依法認定水庫大壩身份,動態管理基礎信息。水利部建立了水庫大壩注冊登記系統和管理信息系統,一庫一檔一證,匯集全國萬多座水庫大壩基礎信息、管理動態信息。②確權劃界。縣級以上人民政府依據國家規定的劃定原則和標準,負責劃定水庫工程管理與保護范圍,明確管控邊界。三峽、小浪底等重要工程還設立安全保衛區。③調度運行。按照“電調服從水調”原則,嚴格執行經批準的調度規程、汛期調度計劃。嚴格病險水庫控制運用,主汛期原則上一律空庫運行。推行流域梯級水庫聯合調度,充分發揮水庫群的防洪、發電等綜合效益。④安全鑒定。實行定期(10年)安全鑒定制度,對大壩的防洪、滲流、結構、抗震及運行性態等進行全面“體檢”,科學評估大壩安全狀況。如遭遇特大洪水、強烈地震等,還需開展專門安全檢查或安全鑒定。⑤降等報廢。降等報廢是水庫全生命周期管理的最后一環。針對病險嚴重、功能喪失或萎縮、除險加固技術上不可行或經濟上不合理的水庫,科學實施降等或報廢。“十四五”以來,全國共實施4086座水庫降等或報廢。
5.加強大壩安全監測
安全監測是水庫大壩安全運行管理的“耳目”。經過20世紀90年代與加拿大、日本、瑞士等國家開展技術合作,在引進吸收先進儀器和技術基礎上,制定完善包括監測設計、安裝、維護、鑒定、觀測、分析及巡視檢查在內的安全監測制度和技術標準,自主研發監測儀器裝備,持續加強安全監測設施建設和運行維護。“十四五”以來,累計完成萬余座水庫大壩安全監測以及萬余座小型水庫雨水情測報設施建設,大壩安全監測覆蓋率與自動化程度大幅提高,已基本實現從“模糊感知”到“精準掌控”的跨越式轉變。監測要素已從單一大壩位移、變形、滲漏監測為主,向壩內、壩外一體化全要素監測擴展,監測手段已從早期人工觀測分析為主發展到自動觀測、智慧分析,大多數水庫實現監測信息化、網絡化、智慧化。水利部建成全國水庫大壩安全監測監督平臺,實現監測信息適時匯集、自動分析、在線診斷。水庫大壩日常巡查檢查工作常態化開展,部分工程逐步從傳統的人工巡查向機器智能巡查發展。
6.加強日常維修養護
工程維修養護是水庫大壩保持正常運行的重要工作,也是水庫管理單位的日常工作。為確保日常維護工作質量,國家建立了規章制度、技術標準、經費保障機制,對日常檢測、維修養護、更新改造等資金支持、工作內容、質量標準作出具體規定。水庫管理單位設立專門機構或專門崗位,按照標準化管理要求制定操作規程,常態化組織開展維修養護,定期(一般汛期前、汛期后)對大壩重要部位、機電及金屬結構設施進行檢測檢修,結合管養分離改革,積極推進維修養護物業化、社會化,工程管理標準化、規范化水平明顯提升。
7.大力開展除險加固
為彌補早期建設水庫先天不足,消除大壩病險隱患,強化工程安全運行,1998年特大洪水發生后,國家持續組織開展了大規模病險水庫除險加固工作。中央財政對東部、中部、西部地區實行差異化補助,部、省、市、縣聯動實施超常規措施,集中力量開展病險隱患排查、安全鑒定核查、設計審批、項目審核、建設施工等工作,強化質量、進度、資金監督和度汛、驗收管理。截至2024年,中央累計補助2000多億元,實施萬余座(次)病險水庫除險加固建設,從根本上扭轉我國水庫大壩長期“積弱多病”的現狀,大壩安全性態顯著改善,工程面貌煥然一新。
8.加強風險應急管理
各級人民政府把水庫大壩納入本級公共安全應急管理體系,建立起統一指揮、專常兼備、反應靈敏、上下聯動的應急保障機制。水庫管理單位常態化開展大壩隱患排查和風險識別,劃分大壩風險等級,強化風險管控,及時消除隱患;針對大壩出險、庫岸滑坡、水污染、網絡安全等各類突發事件,編制完善大壩安全管理應急預案和防汛搶險應急預案,明確監測預警、應急響應、應急處置流程,預置工程搶險、應急調度、人員轉移措施,加強突發事件早期監測預警能力建設,因地制宜組建應急搶險隊伍,常態化開展應急演練,立足最不利情況(比如斷路、斷電、斷網)預置搶險物資,確保極端情況下應急保障能力。2000年以來特別是黨的十八大以來,我國水庫大壩潰壩率持續降低,其中一個原因是風險管控到位、應急保障有力。
9.積極踐行新理念
隨著經濟社會發展和認識水平的提高,系統安全理念、風險管理理念、全生命周期管理理念逐步推廣應用到水庫大壩安全管理工作中。基于系統安全理念,統籌上下游、左右岸、干支流,以及工情、雨情、水情,建設“天空地水工”一體化全要素監測感知體系,建設數字孿生工程和庫壩群安全體系,加強庫容安全管理,推行梯級水庫聯合調度,增強水庫預報、預警、預演、預案“四預”能力。基于全生命周期管理理念,構建現代化水庫運行管理矩陣,推進全覆蓋、全要素、全天候、全周期“四全”管理,完善體制、機制、法治、責任制“四制(治)”體系,強化“四預”措施,加強除險、體檢、維護、安全“四管”工作,提升精準化、信息化、現代化管理水平。基于風險管理理念,定期開展大壩安全風險排查分析,科學劃定潰壩風險等級,優化大壩等級劃分標準,提升安全管理標準和風險管控措施,增強大壩安全韌性。
10.創新應用新技術
新一輪科技革命深刻影響人類生產生活方式。新技術、新材料、新裝備相繼創新應用到水庫大壩運行管理各環節,賦能大壩高水平安全和效益充分發揮。江蘇油車水庫等工程應用無人機、無人船、高清視頻、機器視角等技術裝備,顯著提升大壩巡查檢查質量和效率。大藤峽等水庫應用衛星遙感、北斗GNSS、激光雷達、分布式光纖監測等技術,構建“天空地水工”一體化全要素全天候監測感知體系,實現了對大壩的精準監測和管理。三峽、小浪底等水庫應用大數據、物聯網、AIBIM等信息技術,建設數字孿生工程,實現工程可視化、調度預演化、決策智能化。深埋隱患探測、深水檢測與缺陷修復等新裝備正在加快攻關,著力解決特高壩檢測修補難題。
我國水庫大壩運行管理實踐成效
我國水庫大壩運行管理始終面向國家重大戰略需求,服務經濟社會發展全局,堅持在實踐中提升、在發展中創新,取得了顯著成效。
1.建立健全大壩安全管理體系
歷經70多年的實踐探索和不斷完善,建立健全了水利、能源、交通運輸等部門分工負責的水庫大壩安全監督管理體系,部、省、市、縣、鄉、村分級負責的水庫大壩運行管理組織體系,人民政府、部門、管理單位組成的水庫大壩安全管理責任體系,貫穿水庫大壩全生命周期的法規制度和技術標準體系,以及應對暴雨洪水、強烈地震、超強臺風等極端事件的應急保障體系。
2.有力保障大壩高水平安全
始終堅持安全至上,法治、行政、技術、經濟同向發力,同頻共振,體制機制不斷完善,隊伍能力不斷增強,制度標準深入落實,除險加固和運行管護有序推進,新技術、新材料、新裝備創新應用,規范化、標準化、信息化水平持續提升,有力保障大壩高水平安全。我國已進入世界低潰壩率國家行列,經受住了長江1998年大水、汶川大地震、鄭州“20”特大暴雨、海河“23”流域性特大洪水等重大自然災害考驗,20222024年無潰壩事故發生,為應對氣候變化貢獻了中國智慧。
3.有力支撐經濟高質量發展
水庫大壩運行管理始終服務于經濟社會發展,充分發揮防洪、發電、供水等綜合效益,有力支撐保障長江大保護、黃河流域生態保護和高質量發展、脫貧攻堅、鄉村振興等國家重大戰略實施,助力經濟社會高質量發展。保障防洪安全方面,2024年,6929座(次)大中型水庫攔蓄洪水1471,減淹城鎮2330個(次),減淹耕地1687萬畝(畝=15hm,下同),充分體現水庫在防洪中的“王牌”作用。三峽工程自2003年以來累計攔蓄洪水超過1000,有效減輕了長江中下游地區的防洪壓力。保障能源安全方面,2024年,水電站發電量達42萬億kW,占全國總發電量的13%,推動能源綠色低碳轉型、實現“雙碳”目標。保障供水安全方面,萬億庫容是城鄉供水最可靠保障。丹江口水庫累計向北方供水超7002024年枯水期至2025年汛期前,長江上游控制性水庫群向下游補水256,有力保障了區域供水安全。保障糧食安全方面,水庫作為水源保障全國約億畝耕地的農業灌溉需求,支撐了全國75%的糧食產量。保障生態安全方面,通過水庫調蓄和生態調度,實現黃河連續25年不斷流,西遼河、京杭大運河、永定河全線通水,為復蘇河湖生態環境發揮了重要作用。
4.發展新理念新技術新裝備
新理念方面,統籌高質量發展和高水平安全,積極運用系統安全理念、全生命周期理念、風險管理理念,統籌水庫上下游、左右岸、干支流和工情、水情、災情,加強全周期、全天候、全要素管理,強化各類風險管控,提升大壩安全韌性;生態友好型設計、綠色施工理念促進大壩與自然環境更加和諧。新技術方面,新一代信息技術與壩工技術的深度融合,推動水庫大壩運行管理模式深刻變革;應用云計算、大數據、數字孿生、人工智能等新一代信息技術,推動水庫運行管理模式向數字化、網絡化、智慧化轉型升級。新裝備方面,積極研發應用水下機器人、無人機、無人船,以及健康診斷、隱患探測、缺陷修復成套技術裝備,為提高大壩運行管理水平提供了新手段。
水庫運行管理面臨的新形勢新要求
1.統籌發展和安全要求牢牢守住大壩安全底線
水庫大壩為人類社會提供防洪、發電、供水等巨大效益的同時,自身也是災害風險源,一旦潰壩失事,必將給下游地區造成難以承受的生命財產損失。安全是發展的前提,發展是安全的保障。要統籌好發展和安全,以系統化思維、高科技支撐、體系化管理、高標準養護、精細化調度牢牢守住大壩安全底線。
2.支撐高質量發展要求充分發揮水庫功能效益
水庫大壩是國家水網的重要結點,是保障國家水安全的中流砥柱,在支撐中國式現代化、推動高質量發展中的地位作用極其特殊。水庫防洪、供水、灌溉、發電、生態、航運等目標之間存在復雜的競爭關系,在有限的水資源量和庫容條件下,如何實現水庫綜合效益最大化,提供強有力的水安全保障,尤其是在枯水期或極端干旱年份,統籌多目標調度決策難度巨大。
3.環境變化疊加人類活動加劇大壩失事風險
2018年以來,全球有20多座水庫發生潰壩事故,大多數因極端天氣事件導致。2023年,颶風“丹尼爾”引發暴雨洪水,導致利比亞座水庫接連潰壩,造成萬多人死亡或失蹤;印度南洛納克湖遭遇極端強降雨潰決,沖垮下游瓊塘大壩,發生該地區50年來最嚴重災難。我國是全球氣候變化的敏感區和顯著影響區,自然災害種類多、分布廣、發生頻率高、造成損失重,極端暴雨洪水、山洪泥石流、強烈地震、極端干旱等自然災害趨多趨強,加大了水庫大壩失事風險。2018年,新疆射月溝水庫遭遇超標準洪水漫頂潰壩;2021年,內蒙古新發水庫、永安水庫遭遇超標準洪水漫壩潰決。
隨著城鎮化發展,一些水庫演變為“頭頂庫”或“城中庫”,大壩保護對象、管理環境、運維邊界發生顯著變化,強人類活動下的風險隱患因素更加復雜,災害損失疊加效應加大。而且,重要江河上的大量庫壩群構成巨大鏈生災害風險。必須樹立底線思維、極限思維,從最不利角度出發,以風險管控和防御措施的確定性、前瞻性,應對風險挑戰的不確定性、突發性,筑牢大壩高水平安全基礎。
4.百年未有之大變局下大壩面臨非傳統安全威脅
20世紀以來,全球超過40座水庫大壩在戰爭中被炸毀。當前,世界進入百年未有之大變局,我國周邊地區矛盾沖突帶來的不穩定風險加劇,戰爭、恐怖襲擊等非傳統安全風險對水庫大壩運行管理帶來新的挑戰。2023月,烏克蘭卡霍夫卡水電站大壩在俄烏沖突中被炸潰決;202411月,烏克蘭基克列緬丘格水電站大壩遭受導彈襲擊,部分壩體結構受損嚴重;2025月,克什米爾地區尼勒姆-杰赫勒姆水電站被炮彈攻擊,電站主體結構受損。當前,我國對爆炸沖擊荷載作用下的大壩毀傷機理、失效模式和抗爆性能評價等研究不足,缺乏完善的大壩抗爆防護應急體系,需要盡快研究應對非傳統安全威脅的風險防控措施。
5.水庫大壩運行管理還存在不平衡不充分問題
我國水庫大壩平均壩齡53年,大多建于20世紀5070年代,建設標準偏低,結構老化、性能退化等“老齡化”現象突出,抵御風險能力不足,病險問題時有發生,需要建立完善除險加固長效機制。不同地區、不同規模等級的大壩運行管理水平不平衡不充分問題突出,有的水庫信息化水平低、管理手段粗放、檢查維護不到位,有的小型水庫泄洪設施、應急保壩措施不配套,安全保障能力不足。城鎮化、工業化等強人類活動持續擠壓水庫運行管理空間,有的水庫庫區被圍墾侵占,有的水庫庫容淤積萎縮,有的水庫泄洪通道被堵塞,有的水庫因征地遺留問題不能正常蓄水,功能效益難以正常發揮,如遭遇大洪水存在漫頂潰決風險。同時,高壩深埋病害檢測與修補加固、高壩大庫安全風險識別與管控、流域庫壩群安全評估、智能分析大模型等“卡脖子”技術裝備亟待突破。
水庫大壩運行管理的發展思考
我國將長期面臨極端氣候變化加劇、城市化進程和產業發展加快、非傳統安全威脅加劇的嚴峻挑戰,以中國式現代化全面推進強國建設、民族復興偉業,需要打造“本質安全+韌性提升”的安全大壩、“綠色運維+生態調度”的生態大壩、“自主決策+協同優化”的智能大壩,高水平支撐經濟社會高質量發展。水庫大壩運行管理需要以智慧水利為核心,推進管理范式變革。
1.全面實施“五化”管理
一是規范化。全面推進標準化管理、精細化維護、精準化調度和高效應急保障,確保大壩本質安全和效能發揮。二是信息化。構建水庫大壩全域全時空全要素監測感知體系,建設全國統一的“智慧水庫平臺”,實現大壩監測數據實時接入、在線分析;加強水利與氣象、自然資源、生態環境、應急管理、能源等部門的數據深度融合,應用區塊鏈技術建立統一的數據標準和共享交換平臺。三是網絡化。統籌水資源、水生態、水環境,建立流域-區域-工程三級聯動調度網絡,實現水庫多級多目標協同管控;加快構建“水利專網++衛星”融合通信體系,保障斷電、斷路、斷網等極端條件下通信安全。四是數字化。加快建設高保真、高協同、高智能的數字孿生水庫,實現物理工程與虛擬空間動態交互,全面提升水庫“四預”能力。五是智慧化。充分應用大數據、AI技術,全面提升大壩安全診斷、洪水預報、優化調度、風險預警水平,加快構建自適應調度系統和全鏈條風險防控體系,有效應對傳統與非傳統安全威脅。
2.實施防洪能力提升工程
近年來,極端暴雨引發的超標準洪水嚴重威脅水庫大壩運行安全,實施水庫大壩防洪能力提升工程、增加大壩韌性已迫在眉睫。一要復核防洪能力。利用近年來暴雨洪水數據延長水庫大壩匯水區域水文系列,進一步復核水庫大壩防洪標準;勘測水庫庫區地形,復核水庫庫容曲線及總庫容、有效庫容、防洪庫容,據此優化水庫調度運用方案。二要實施清淤疏浚。科學論證水庫清淤必要性、可行性與合理性,有計劃有步驟實施水庫清淤疏浚,著力恢復水庫有效庫容。三要完善泄洪設施。根據復核后的大壩防洪標準,因地制宜實施大壩加高加固或新建、擴建、改建水庫泄洪設施,疏通下游行洪河道,確保遭遇極端暴雨情況下的大壩安全、行洪安全。四要預置保壩措施。我國土石壩多(占90%以上),其防沖刷能力弱,要立足超標準洪水漫壩等極端不利情況,在下游壩坡鋪設混凝土面板或抗沖刷草皮,防汛期間預置臨時開挖機械和防沖彩條布,確保漫頂情況下大壩安全。五要深入實施河湖庫“清四亂”(清理亂占、亂采、亂堆、亂建),堅決清理整治違規侵占庫容、分隔庫面、堵塞泄洪通道等行為,規范水庫資源利用方式,有序退出歷史遺留的庫區耕地、村鎮設施等,著力恢復水庫有效庫容。
3.完善運行管理長效機制
一要建立完善水庫加固與退役長效機制。大規模病險水庫除險加固工作已經完成階段性任務,大壩重病險問題得到解決。考慮到我國水庫大多處于“老齡化”階段,隨著運行時間的延長,這類大壩出現病險的周期將持續縮短。要統籌考慮必要性、可行性、經濟合理性,建立完善病險水庫除險加固、退役長效機制。對確需除險加固的,隨病隨治;加固不合理、不可行的,采取降等措施降低運用條件或者實施報廢,退出水庫體系。二要完善管護經費保障機制。水庫大壩公益性強,各級財政要按照水利工程管理體制改革要求進一步完善經費保障機制,足額落實財政資金。水庫管理單位要進一步挖掘潛力,利用水庫自身的水土資源優勢依法創收增收,著力減輕財政負擔。三要完善小型水庫專業化管護機制。我國小型水庫占95%以上,運行維護力量薄弱問題突出。要充分發揮社會化力量,推動物業化、集中管理、“以大帶小”等管理模式,完善專業化管護機制,全面推進管理標準化、社會化、專業化,從根本上解決我國水庫大壩管理不平衡不充分問題。
4.加快構建運行管理矩陣
構建現代化水庫運行管理矩陣是推進水庫大壩運行管理現代化的革命性措施,核心是立足水庫大壩全生命周期,強化全過程、全要素、全方位標準化、精細化、現代化管理。目前,現代化水庫運行管理矩陣建設試點工作接近尾聲,需要基于試點形成的可復制、可推廣經驗與模式,聚焦水庫日常管理、監測預警、應急處置、水庫群聯調聯控等典型業務場景,進一步完善大壩自監測、外檢測設施,開發“四預”系統,搭建流域、區域矩陣平臺,構建統一數據共享及應用機制,形成集運行管理、智能決策、應急聯動為一體的矩陣管理模式,全面推進現代化水庫運行管理矩陣建設工作,切實提高水庫管理精準化、信息化、現代化水平。
5.強化運行管理科技創新
面對極端氣候、強人類活動和非傳統安全威脅的不確性風險增多趨強情況,如何提升高壩大庫的監測預警、診斷分析、風險防控等能力水平,確保水庫大壩持續安全和效益充分發揮,需要有組織開展重大關鍵技術攻關,強化科技賦能,比如深埋病害檢測與修補加固、高壩大庫安全風險識別與管控、流域庫壩群安全評估、庫壩群多目標聯合調度機制、極端條件應急監測預警、爆炸沖擊荷載作用下大壩毀傷機理與失效模式等關鍵技術。
Abstract: Reservoirs serve multiple functions such as flood control, irrigation, water supply, power generation, navigation, and ecological improvement, making them critical infrastructure for ensuring national water security. This paper reviews the development course and practical achievements of reservoir dam operation and management in China, analyzes the current situation, tasks, and associated risks and challenges, and proposes future development strategies. Since the founding of the People’s Republic of China, the operation and management of reservoir dams have continuously summarized, improved and innovation through practical exploration, leading to the establishment and strict implementation of a comprehensive system of management regulations and technical standards covering the entire life cycle of dams. With scientific and technological support and digital empowerment, a new paradigm of operation and management has been created, promoting standardized, refined, and modernized dam safety management, and ensuring the safe operation and full functionality and benefits of reservoirs at a higher level. However, management capabilities are uneven, issues related to aging and deterioration of infrastructure are emerging, extreme weather events are increasing uncertainties and risks, intensive human activities are significantly altering operational environments, regional conflicts are exacerbating security threats, and long-term management mechanisms need to be established and improved. Ensuring the safe operation of reservoir dams still faces risks and challenges, necessitating enhanced technological empowerment to build a safer, more ecological, and intelligent paradigm for dam management.
Keywordsreservoir dam; operation management; risk challenges; management matrix; technological innovation
本文引用格式:
劉六宴,張士辰中國水庫大壩運行管理實踐成效與發展思考[J].中國水利,2025(16):31-38.
封面攝影李先明
責編呂彩霞
校對李盧祎
審核王慧
監制楊軼
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