賈金生，徐耀，鄭璀瑩

（1.中國水利水電科學研究院，北京 100038；2.中國大壩協(xié)會，北京 100038）

1 瑞士大壩建設概況

瑞士是位于歐洲中南部的多山內陸國，境內高山林立，地勢南高北低；南部地處歐洲屋脊阿爾卑斯山區(qū)的面積就占國土的60%以上，平均海拔在3000－4000米，阿爾卑斯山孕育了歐洲大陸著名的萊茵河（Rhine）、 阿爾河（Aare）、 羅納河（Rhone River）。在這些河系的下游則形成大小不等的河流縱橫、湖泊棋布，加上全國各地年均降水量幾乎都在1000毫米以上，所以瑞士的水與水能資源可謂得天獨厚，十分豐富。瑞士從19世紀中葉起就開始在阿爾卑斯山區(qū)雪線以下有利地形處筑壩攔截水流興建水庫和蓄水池。瑞士現代壩工建設始于19世紀下半葉，20世紀70年代以后，新建大壩寥寥無幾。截止到2003年，瑞士全國共有159座大壩 （H≥15m），總庫容超過40億m3。多數大壩建于阿爾卑斯山區(qū)，大壩分布見圖1。壩高100m以上的大壩共有25座，多數高壩建于1950～1970年間，其中最高壩為修建于1961年的Grande Dixence混凝土重力壩（H=285m），庫容為4億m3，是世界上最高的重力壩（見圖2）。在已建大壩中，重力壩和拱壩最多，分別為70座和52座。壩高、壩型的具體分布見表1。大壩平均年齡超過50年，歷史最悠久的為修建于 1836年的 Rütiweiher土壩 （H=22m）。

圖1 瑞士大壩分布

表1 壩高、壩型分布

2 瑞士大壩安全管理

瑞士早在1957年就基于 《瑞士聯(lián)邦水工程法》制定了《大壩安全條例》?，F行的《大壩安全條例》自1999年1月1日起施行，對以前的條例進行了修訂。該條例規(guī)定了涉及大壩安全的相關各方（如大壩安全監(jiān)管機構、業(yè)主、資深工程師以及獨立專家）的職責。為了便于 《大壩安全條例》的應用，大壩安全監(jiān)管機構還發(fā)布了以下指南：①適用《大壩安全條例》的大壩標準；②大壩結構安全；③大壩防洪安全；④大壩抗震安全；⑤大壩監(jiān)測與維護。

瑞士聯(lián)邦能源局 （Swiss Federal Office of Energy，SFOE）是瑞士大壩的最高管理機構。聯(lián)邦能源局授權各州政府管理數百座小壩，以使自己可以集中精力管理大壩。蓄水水頭大于25m、蓄水水頭大于15m且?guī)烊?萬m3以上、蓄水水頭大于10m且?guī)烊?0萬m3以上或庫容50萬m3以上的大壩的安全，均由聯(lián)邦能源局負責監(jiān)管。

大壩安全監(jiān)管機構負責對新壩建設項目以及已建壩修補加固項目進行審批。因此，業(yè)主必須將工程圖紙、設計報告以及水文地質勘測資料提交給大壩安全監(jiān)管機構審批。在最終設計正式批準之前，工程不得開工建設。施工期間，大壩安全監(jiān)管機構進行檢查與檢驗，調查施工是否符合批準的設計，并且所有的調查情況都記錄在案。大壩首次蓄水需要得到大壩安全監(jiān)管機構的批準。大壩運行期間，大壩安全監(jiān)管機構可以對業(yè)主、資深工程師以及獨立專家的安全監(jiān)督組織工作進行管理與指導。在這里需要指出的是，獨立專家應該是壩工方面的權威，由業(yè)主指定并且經大壩安全監(jiān)管機構的同意。資深工程師的年報以及獨立專家每5年關于大壩安全的評估報告應及時提交給大壩安全監(jiān)管機構。如果需要采取修補加固措施，業(yè)主應立即照辦。

為了將大壩風險減至最小，并盡可能控制風險，瑞士提出了綜合大壩安全管理的概念，主要包括以下三方面：

（1）結構安全：若要將風險減至最小，要求大壩設計合理和施工控制得當，即應該定期對設計進行審查，以確保使用最先進的技術保證大壩的結構安全。

（2）大壩監(jiān)測與維護：即使采用最新的技術進行大壩的設計與施工，也不能完全消除風險，大壩仍有可能出現各種安全隱患。因此，需要定期對大壩進行檢查和安全評估，以便及時采取修補加固措施。定期檢查是用于監(jiān)測大壩的實際運行狀況；定期進行安全評估則用于掌握大壩的長期運行狀況并驗證結構的安全性。瑞士所采用的大壩安全監(jiān)督體系見表2，明確列出了參與大壩安全監(jiān)督的各方的職責。

（3）應急計劃：如果發(fā)現大壩確實存在危險，應依靠制定應急計劃來控制風險，提前準備好擬采取的措施。這些措施包括一個整體應急方案與若干個具體計劃。應急方案包括如何向機構發(fā)出警告以及向公眾發(fā)出警報的計劃。大壩業(yè)主必須提供一份潰壩洪水淹沒圖，圖中還應注明淹沒區(qū)內計劃疏散的人員。應急方案通常將風險分為幾個等級，針對不同風險等級制定相應的應急計劃。在緊急情況下，大壩業(yè)主負責監(jiān)測、確定合理的報警等級、發(fā)出通知、采取應急行動、確定何時解除緊急情況，并將所有的活動記錄在案。情況的緊急程度是對大壩風險進行分級的主要因素。

在瑞士，很多大壩都安裝了洪水報警系統(tǒng)。最早一批報警系統(tǒng)是在20世紀中葉安裝的，考慮的主要威脅是戰(zhàn)爭。這么多年來，情況已經發(fā)生了變化?，F在根據不同的洪水波行進時間將洪水區(qū)域分為近淹沒區(qū)與遠淹沒區(qū)，前者定義為洪水波在2小時內抵達的區(qū)域，后者則為洪水波在2小時以上才能抵達的區(qū)域。對于庫容超過200萬m3的大壩，業(yè)主必須在近洪水淹沒區(qū)內安裝洪水報警系統(tǒng)，該區(qū)域最遲在2小時內淹沒，一般相當于在大壩下游30km左右。大壩業(yè)主負責近淹沒區(qū)的洪水報警設備，必須進行定期檢測和維護。在遠淹沒區(qū)，則通過普通的民防警報設備和廣播報警，一般由州政府安裝與維護。到目前為止，瑞士還沒有發(fā)生必須疏散人員的緊急情況。一年一度的演習只有各有關機構與大壩業(yè)主參加，檢查報警設備是否運行正常。安裝洪水報警系統(tǒng)可以讓公眾及時獲取信息從而能夠盡快做出反應，避免或者減少潰壩導致的生命損失，把各類損失減至最少。

表2 瑞士大壩安全監(jiān)督體系

3 瑞士綠色水電認證

根據瑞士山脈走勢與地貌分布狀況，這里的水資源具有地勢落差高、河水徑流量大、湖泊蓄水量豐富等特點，因此，水能資源在瑞士特別豐富。在前文提到的瑞士總共159座大壩中，有140座大壩的主要功能是蓄水發(fā)電，總裝機容量為11110MW，總年發(fā)電量為20860GWh，為該國本土用電總量提供了超過一半的電能?，F在水電已經成為瑞士最重要的能源，而且瑞士也是世界上單位地表面積水電產量最高的國家。

經過對水能資源上百年的開發(fā)利用后，瑞士已成為世界上水能資源開發(fā)利用程度最高的國家之一，高達91%，大部分河流上都修建了水電站，水電開發(fā)對天然河流生態(tài)系統(tǒng)的影響受到廣泛關注。瑞士聯(lián)邦水科學技術研究院 （Swiss Federal Institute ofAquatic Science and Technology,EAWAG）通過多年的案例研究和實踐，于2001年提出了綠色水電認證的技術框架，建立了綠色水電認證的標準。自2001年以來，該標準已成功應用于瑞士的60多個水電工程，并且被歐洲綠色電力網確定為歐洲技術標準，向歐盟其他國家推廣。

瑞士綠色水電基本標準從水文特征、河流系統(tǒng)連通性、泥沙與河流形態(tài)、景觀與生境、生物群落5個方面反映健康河流生態(tài)系統(tǒng)的特征，并通過5個方面的管理措施來實現，即最小流量管理、調峰、水庫管理、泥沙管理、電站設計。環(huán)境范疇與管理范疇的內容結合，形成一個環(huán)境管理矩陣，表示每一個方面的生態(tài)環(huán)境目標都可以通過采取相應的管理措施來實現。

對于具體水電站而言，如果要通過綠色水電認證，首先要對其本身造成的生態(tài)與環(huán)境問題進行分析。然后通過綜合實施5個方面的管理措施，將其對生態(tài)與環(huán)境造成的負面影響降至最低程度，這樣才算滿足了“綠色水電”認證的基本要求。根據綠色水電認證規(guī)定，水電站每5年必須重新認證，為此水電站必須保證其實施了可行的措施，而且有書面記錄證實相關管理措施的有效性，這些都是重新認證的重要組成部分。

瑞士綠色水電標準的評定機構EAWAG是一個獨立的非盈利研究機構。水電站自動自愿地申請綠色水電標準認證，當然，即使沒參與認證，法律上水電站仍然可以運轉，但不允許把電力以更高的價格賣給消費者。根據規(guī)定，通過綠色水電認證的水電站，可以將電價上浮一個固定的價格，作為“綠色電力”對外銷售。這一稱之為生態(tài)投資而額外收取的電費。每年必須用于河道的生態(tài)修復，以改善本地的生態(tài)與環(huán)境，而不允許挪為他用。

綠色水電認證的作用可以歸納為環(huán)境和經濟兩個方面。在生態(tài)環(huán)境方面，通過認證程序和動態(tài)管理，努力把水電站對生態(tài)環(huán)境的負面影響降低到最小的程度，實現水電的可持續(xù)發(fā)展。在經濟方面，客觀地對綠色水電進行認證可以獲得消費者的信任，同時保護真正的綠色電力提供商能夠從環(huán)境保護中獲得效益，從而免受不當競爭的影響。

在瑞士，綠色水電認證制度已被證明是成功的。一方面，綠色水電認證的技術標準提供了具有可操作性的指南，直接改善了一些水電站所處河流的生態(tài)環(huán)境狀況；另外一方面，綠色水電認證對于綠色電力提供商的市場營銷發(fā)揮了積極作用，為大量的電力用戶提供了有吸引力的產品。

4 小結

自上世紀70年代后，瑞士新的大壩與水電站工程建設很少，主要工作重點早已轉移到工程安全與運行管理方面，經過幾十年的實踐，已經建立了比較完善的大壩安全與水電站運行管理體系。瑞士采用的四級大壩安全監(jiān)督體系 （大壩業(yè)主、資深工程師、獨立專家以及大壩安全監(jiān)管機構）與綜合的大壩安全管理模式（結構安全、大壩監(jiān)測與維護、以及應急計劃）從體制層面與技術層面都很好地支持了大壩安全管理工作，發(fā)揮了非常重要的作用。在水電站運行管理方面，瑞士成功地建立了綠色水電認證制度，這一以環(huán)境管理矩陣的形式表現出來的既有基本要求又有生態(tài)投資的方法順利地被水電提供商、消費者組織以及環(huán)保組織等各方所接受，并已經在相當數量的水電站得到應用，取得了良好的生態(tài)效果。

目前我國的大壩建設與水電開發(fā)已經進入生態(tài)制約階段，努力減少大壩與水電工程對生態(tài)環(huán)境的不利影響是當前面臨的一個主要問題。瑞士的綜合大壩安全管理模式與綠色水電認證制度從可持續(xù)發(fā)展角度出發(fā)，通過對大壩與水電站工程給周邊居民與生態(tài)環(huán)境帶來的風險進行綜合評估和有效管理，最大限度地降低和控制工程對周邊居民與生態(tài)環(huán)境的不利影響，這為我國大壩安全與水電站運行管理提供了十分有益的參考。

[1]Bradlow,D.D.,Palmieri,A.,Salman,S.M.A.Regulatory frameworks for dam safety:a comparative study[M].World Bank Publications,2002.

[2]Droz,P.Dam safety regulation:the examples of Switzerland.Powerpoint,online:http://www.sesec.org/pdf/7/SESEC7_Droz.pdf.

[3]ICOLD.World RegisterofDams [M].International Commission on Large Dams(ICOLD),2003.

[4]Wieland,M.,and Mueller,R.Dam safety,emergency action plans and water alarm systems [J].International Water Power and Dam Construction,January 2009.

[5]陳凱麒，吳佳鵬.瑞士綠色水電認證對我國水電開發(fā)評估的啟示[J].電力環(huán)境保護，2008，24(6)：48-51.

[6]賈金生，郝巨濤.國外水電發(fā)展概況及對我國水電發(fā)展的啟示(四)－瑞士水電發(fā)展及啟示[J].中國水能及電氣化，2010，6：3-7,12.

[7]禹雪中，廖文根，駱輝煌.我國建立綠色水電認證制度的探討[J].水力發(fā)電，2007，33(7)：1-4.

[8]禹雪中，李翀，唐萬林，等譯.綠色水電與低影響水電認證標準[M].科學出版社，2006.