水電項目自然風(fēng)險綜合分析與評估

T.

水電項目自然風(fēng)險綜合分析與評估

T.迪特勒等

鑒于水電開發(fā)地點的地理、地形和氣候等條件，水電項目面臨一系列固有的自然風(fēng)險因素。闡述了風(fēng)險的定義，并列舉出水電項目所面臨的幾類主要自然風(fēng)險。強調(diào)了風(fēng)險評估對于防災(zāi)減災(zāi)的重要性，提出了水電開發(fā)自然風(fēng)險分析及評估的方法論途徑。認為該途徑應(yīng)用范圍廣、效率高、效果好，可為預(yù)防自然災(zāi)害風(fēng)險、緩解災(zāi)害損失并制定災(zāi)后響應(yīng)和恢復(fù)行動提供重要參考。

水電開發(fā)；自然災(zāi)害風(fēng)險；分析及評估

來自貝利(P?yry)公司的T.迪特勒、M.維蘭德和M.富克斯深入剖析了水電開發(fā)中需要考慮的自然風(fēng)險因素。

對所有的水電項目而言，自然風(fēng)險評估都是實現(xiàn)安全設(shè)計的前提條件。水電在自然風(fēng)險面前具有脆弱性，這是由其可行性所需諸條件直接決定的。全球許多水電站所處的地形都比較極端，即高度在相對較短的距離內(nèi)快速下降。這一地形具有固有的危險性，極易遭受自然災(zāi)害。除此之外，水電站通常位于降水量比較大的地區(qū)。對水資源的大量需求，也帶來了洪水和多變地形的額外風(fēng)險。這些綜合條件對水力發(fā)電有助益，但同樣也是風(fēng)險源。

1 自然風(fēng)險

風(fēng)險被定義為具有潛在破壞性的自然事件。這類事件可能會造成人員傷亡、財產(chǎn)損失、社會和經(jīng)濟動蕩或環(huán)境退化。風(fēng)險并非只有簡單的一種類型，而且許多風(fēng)險也并非相互排斥。此處所列的諸類風(fēng)險并不十分詳盡，不同個案通常需要不同的評估方式來確定風(fēng)險因素。

影響水電設(shè)施的自然風(fēng)險中，滑坡就是最常出現(xiàn)的風(fēng)險之一。壩址附近大量土石的移動會導(dǎo)致建筑物掩埋、地基被削弱，土石會傾瀉而下大規(guī)模涌入水庫，比如2008年中國汶川地震之后發(fā)生在紫坪鋪水庫的大規(guī)?；率录Ｓ捎诘孛嬲饎?，大量土石順著鄰近山坡滑下，流入下方水庫。即使單獨一次滑坡不足以造成災(zāi)難性影響，多次小規(guī)?；略斐傻睦鄯e效應(yīng)仍然會對水電站造成極大破壞，并使發(fā)電用水水量減少。然而，并非只有地震才會造成滑坡，一般的邊坡失穩(wěn)本身也會造成滑坡事件。

地震會通過多種方式影響水電設(shè)施，既有直接影響，也有次生影響。其主要風(fēng)險，是地面震動導(dǎo)致墻體出現(xiàn)裂縫，或使水庫攔水壩出現(xiàn)潰壩。嚴重情況下，地表沿斷層線出現(xiàn)的斷裂，足以使破裂帶內(nèi)的任何建筑受到壓力甚至出現(xiàn)裂縫。地震的次生影響包括巖崩和滑坡、水庫內(nèi)的脈沖波和堰塞湖。

原生塊體移動——如地形整體性退化導(dǎo)致的斜坡崩塌和巖石崩落。雖然它通常沒有滑坡或地震劇烈，但同樣也是自然風(fēng)險的重要致因。這類持續(xù)性低水平風(fēng)險有可能會破壞設(shè)備并使人員陷入險境，從而嚴重影響水電設(shè)施。

水電設(shè)施還經(jīng)常設(shè)在高洪水風(fēng)險地區(qū)。洪水造成的潰壩和其他水電設(shè)施的故障，可能會導(dǎo)致災(zāi)難性事件，給下游地區(qū)帶來巨大損失。對設(shè)計洪水進行恰當評估至關(guān)重要，如果溢洪道設(shè)計泄流量不足，發(fā)生極端洪水時就可能出現(xiàn)漫頂和潰壩風(fēng)險。但是，漫頂并非總是由河流洪水造成，強風(fēng)或滑坡沖入水庫也會引發(fā)漫頂。此外，地震或者壩基、壩肩的地質(zhì)破壞也可能會造成堤壩潰決。

因此，自然風(fēng)險綜合分析應(yīng)視為是現(xiàn)代大壩安全評估中必不可少的一部分。

2 風(fēng)險評估

由于潛在后果嚴重，風(fēng)險防范和自然風(fēng)險評估是所有水電建設(shè)的重要組成部分。風(fēng)險的常規(guī)計算方法為：風(fēng)險=危險性×脆弱性。 在這種情況下，脆弱性就被定義為受物理、社會經(jīng)濟和環(huán)境因素或過程決定的條件，它會增加某個群體對危險影響的敏感性。

所有這些因素的評估和量化應(yīng)用了一套程序性方法。貝利公司遵循在瑞士和其他地區(qū)的基建項目中開發(fā)并成功應(yīng)用的方法，該方法適用于各種不利的地理、地形和氣候環(huán)境。首先，開展詳盡的風(fēng)險評估，然后確定保護目標和設(shè)計標準，最后根據(jù)可持續(xù)性原則規(guī)劃相關(guān)措施。最后一步對于整個過程不可或缺，因為它采用一種綜合性方法，與所有項目利益相關(guān)者和管理機構(gòu)進行合作。當前，對于洪水和地震等一些特定災(zāi)害來說，基于風(fēng)險的方法正變得愈發(fā)重要。

初步評估之后，必須及時跟進持續(xù)性的紓緩、響應(yīng)和恢復(fù)程序。采取預(yù)防性措施減輕損害程度，準備應(yīng)對措施以防損害發(fā)生，在有害事件發(fā)生后接受教訓(xùn)以汲取關(guān)于減災(zāi)的經(jīng)驗。

3 評估示意圖

風(fēng)險評估的首要目標是回答以下3個問題。第一，會發(fā)生什么以及會在哪里發(fā)生？也可以稱為辨識危險。第二，這一事件發(fā)生的頻率和強度如何，以及預(yù)計會造成多大的破壞？這是危險性、脆弱性和風(fēng)險分析的核心問題。第三，什么方法可以最有效地保護人員和財產(chǎn)？這一問題屬于規(guī)劃措施的范疇。

回答以上所有問題的基礎(chǔ)，是一系列不同類型的示意圖。根據(jù)項目的規(guī)模大小和復(fù)雜程度，可以利用不同類型的示意圖進行評估。這些示意圖可以大致分為4類。

(1) 歷史示意圖。這類地圖記錄了過去曾經(jīng)發(fā)生過的重大事件，幫助提示未來的潛在危險可能會在何處發(fā)生。

(2) 危險示意圖。這類地圖會顯示危險過程可能發(fā)生的地點(即使過去未曾發(fā)生過)，還可顯示該過程的強度和概率。例如，圖上可以顯示該地區(qū)面臨的概率性地震或洪水風(fēng)險。此類示意圖作為主要的管理工具之一，可以為結(jié)構(gòu)性防護措施提供依據(jù)，同時也是現(xiàn)場監(jiān)測、規(guī)劃和風(fēng)險評估的基礎(chǔ)。

(3) 破壞示意圖。此類地圖在某個特定區(qū)域內(nèi)標示出面臨風(fēng)險的地方，包括經(jīng)濟財產(chǎn)、每次事件/每年的平均損失，或每次事件/每年的死亡人數(shù)。在此類示意圖的基礎(chǔ)上，可以對保護方法進行時間和資金優(yōu)先級排序，也是最適合結(jié)構(gòu)性和非結(jié)構(gòu)性措施的決策工具。

(4) 強度示意圖。這種示意圖可顯示某個自然災(zāi)害事件的空間范圍和相應(yīng)強度，具有特定的重現(xiàn)期或概率。

4 方法論途徑的益處

本文概述的方法論途徑，不僅為水電建設(shè)帶來一系列益處，還可以應(yīng)用于其他任何基建工程并發(fā)揮同樣作用。定義明確的標準化步驟，使其可以成功應(yīng)用于各種不同的風(fēng)險和項目。步驟的標準化，確保結(jié)果對所有利益相關(guān)者均具有透明性和可復(fù)制性。該途徑既有效率也有效果。只有對某個項目實際產(chǎn)生影響的風(fēng)險予以考慮和分析，才能有針對性地提出相應(yīng)紓緩措施。

水力發(fā)電和自然災(zāi)害風(fēng)險具有內(nèi)在聯(lián)系，因為二者具有共同特點。因此，對這些災(zāi)害的相關(guān)風(fēng)險進行評估，對于所有水電設(shè)施或其他任何基建設(shè)施的安全而言都至關(guān)重要。以系列示意圖為基礎(chǔ)，采用這種方法論途徑，是取得成功結(jié)果的最有效方法。同樣，應(yīng)將風(fēng)險評估和管理視為一個連續(xù)性過程。紓緩、響應(yīng)和恢復(fù)行動必須緊密配合。

譚婧譯

(編輯：陳紫薇)

F272.35

A

2017-06-28

1006-0081(2017)09-0036-02