水电项目自然风险综合分析与评估

T.

水电项目自然风险综合分析与评估

T.迪特勒等

鉴于水电开发地点的地理、地形和气候等条件，水电项目面临一系列固有的自然风险因素。阐述了风险的定义，并列举出水电项目所面临的几类主要自然风险。强调了风险评估对于防灾减灾的重要性，提出了水电开发自然风险分析及评估的方法论途径。认为该途径应用范围广、效率高、效果好，可为预防自然灾害风险、缓解灾害损失并制定灾后响应和恢复行动提供重要参考。

水电开发；自然灾害风险；分析及评估

来自贝利(Pöyry)公司的T.迪特勒、M.维兰德和M.富克斯深入剖析了水电开发中需要考虑的自然风险因素。

对所有的水电项目而言，自然风险评估都是实现安全设计的前提条件。水电在自然风险面前具有脆弱性，这是由其可行性所需诸条件直接决定的。全球许多水电站所处的地形都比较极端，即高度在相对较短的距离内快速下降。这一地形具有固有的危险性，极易遭受自然灾害。除此之外，水电站通常位于降水量比较大的地区。对水资源的大量需求，也带来了洪水和多变地形的额外风险。这些综合条件对水力发电有助益，但同样也是风险源。

1 自然风险

风险被定义为具有潜在破坏性的自然事件。这类事件可能会造成人员伤亡、财产损失、社会和经济动荡或环境退化。风险并非只有简单的一种类型，而且许多风险也并非相互排斥。此处所列的诸类风险并不十分详尽，不同个案通常需要不同的评估方式来确定风险因素。

影响水电设施的自然风险中，滑坡就是最常出现的风险之一。坝址附近大量土石的移动会导致建筑物掩埋、地基被削弱，土石会倾泻而下大规模涌入水库，比如2008年中国汶川地震之后发生在紫坪铺水库的大规模滑坡事件。由于地面震动，大量土石顺着邻近山坡滑下，流入下方水库。即使单独一次滑坡不足以造成灾难性影响，多次小规模滑坡造成的累积效应仍然会对水电站造成极大破坏，并使发电用水水量减少。然而，并非只有地震才会造成滑坡，一般的边坡失稳本身也会造成滑坡事件。

地震会通过多种方式影响水电设施，既有直接影响，也有次生影响。其主要风险，是地面震动导致墙体出现裂缝，或使水库拦水坝出现溃坝。严重情况下，地表沿断层线出现的断裂，足以使破裂带内的任何建筑受到压力甚至出现裂缝。地震的次生影响包括岩崩和滑坡、水库内的脉冲波和堰塞湖。

原生块体移动——如地形整体性退化导致的斜坡崩塌和岩石崩落。虽然它通常没有滑坡或地震剧烈，但同样也是自然风险的重要致因。这类持续性低水平风险有可能会破坏设备并使人员陷入险境，从而严重影响水电设施。

水电设施还经常设在高洪水风险地区。洪水造成的溃坝和其他水电设施的故障，可能会导致灾难性事件，给下游地区带来巨大损失。对设计洪水进行恰当评估至关重要，如果溢洪道设计泄流量不足，发生极端洪水时就可能出现漫顶和溃坝风险。但是，漫顶并非总是由河流洪水造成，强风或滑坡冲入水库也会引发漫顶。此外，地震或者坝基、坝肩的地质破坏也可能会造成堤坝溃决。

因此，自然风险综合分析应视为是现代大坝安全评估中必不可少的一部分。

2 风险评估

由于潜在后果严重，风险防范和自然风险评估是所有水电建设的重要组成部分。风险的常规计算方法为：风险=危险性×脆弱性。 在这种情况下，脆弱性就被定义为受物理、社会经济和环境因素或过程决定的条件，它会增加某个群体对危险影响的敏感性。

所有这些因素的评估和量化应用了一套程序性方法。贝利公司遵循在瑞士和其他地区的基建项目中开发并成功应用的方法，该方法适用于各种不利的地理、地形和气候环境。首先，开展详尽的风险评估，然后确定保护目标和设计标准，最后根据可持续性原则规划相关措施。最后一步对于整个过程不可或缺，因为它采用一种综合性方法，与所有项目利益相关者和管理机构进行合作。当前，对于洪水和地震等一些特定灾害来说，基于风险的方法正变得愈发重要。

初步评估之后，必须及时跟进持续性的纾缓、响应和恢复程序。采取预防性措施减轻损害程度，准备应对措施以防损害发生，在有害事件发生后接受教训以汲取关于减灾的经验。

3 评估示意图

风险评估的首要目标是回答以下3个问题。第一，会发生什么以及会在哪里发生？也可以称为辨识危险。第二，这一事件发生的频率和强度如何，以及预计会造成多大的破坏？这是危险性、脆弱性和风险分析的核心问题。第三，什么方法可以最有效地保护人员和财产？这一问题属于规划措施的范畴。

回答以上所有问题的基础，是一系列不同类型的示意图。根据项目的规模大小和复杂程度，可以利用不同类型的示意图进行评估。这些示意图可以大致分为4类。

(1) 历史示意图。这类地图记录了过去曾经发生过的重大事件，帮助提示未来的潜在危险可能会在何处发生。

(2) 危险示意图。这类地图会显示危险过程可能发生的地点(即使过去未曾发生过)，还可显示该过程的强度和概率。例如，图上可以显示该地区面临的概率性地震或洪水风险。此类示意图作为主要的管理工具之一，可以为结构性防护措施提供依据，同时也是现场监测、规划和风险评估的基础。

(3) 破坏示意图。此类地图在某个特定区域内标示出面临风险的地方，包括经济财产、每次事件/每年的平均损失，或每次事件/每年的死亡人数。在此类示意图的基础上，可以对保护方法进行时间和资金优先级排序，也是最适合结构性和非结构性措施的决策工具。

(4) 强度示意图。这种示意图可显示某个自然灾害事件的空间范围和相应强度，具有特定的重现期或概率。

4 方法论途径的益处

本文概述的方法论途径，不仅为水电建设带来一系列益处，还可以应用于其他任何基建工程并发挥同样作用。定义明确的标准化步骤，使其可以成功应用于各种不同的风险和项目。步骤的标准化，确保结果对所有利益相关者均具有透明性和可复制性。该途径既有效率也有效果。只有对某个项目实际产生影响的风险予以考虑和分析，才能有针对性地提出相应纾缓措施。

水力发电和自然灾害风险具有内在联系，因为二者具有共同特点。因此，对这些灾害的相关风险进行评估，对于所有水电设施或其他任何基建设施的安全而言都至关重要。以系列示意图为基础，采用这种方法论途径，是取得成功结果的最有效方法。同样，应将风险评估和管理视为一个连续性过程。纾缓、响应和恢复行动必须紧密配合。

谭婧译

(编辑：陈紫薇)

F272.35

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2017-06-28

1006-0081(2017)09-0036-02