美國·Meghan Caldwell，Hope Walker，Mitch Turner

（1.Black&Veatch公司；2.斯塔特克斯-杰克遜-韋爾福德-鄧肯水區(qū)）

0 引言

2015年10 月，美國南卡羅來納州的大壩安全工作和防洪基礎(chǔ)設(shè)施經(jīng)歷了一場考驗，因為南卡羅來納州發(fā)生了連續(xù)5日、創(chuàng)記錄的大暴雨。南卡羅來納州經(jīng)歷了慘痛的洪災，49座州管理的大壩發(fā)生失事，1座聯(lián)邦負責管理和許多未納入管理的大壩也發(fā)生了失事，沒人想到會造成如此嚴重的后果。在潰決的49座大壩中，其中24座大壩為重大風險（II類）或高風險（I類）大壩，南卡羅來納州健康和環(huán)境控制部（Department of Health and Environmental Control，DHEC）要求制訂應急行動計劃。聯(lián)邦應急管理署（Federal Emergency Management Agency，F(xiàn)EMA）制訂的分類標準如下：（1）潛在高風險——大壩失事極可能造成人員死亡；（2）潛在重大風險——大壩失事可能不會造成人員死亡，但可能會造成經(jīng)濟損失、環(huán)境破壞、救生設(shè)施破環(huán)或影響人們關(guān)注的其他方面。

根據(jù)2013年版《美國大壩清單》，全美共有超過87 000座大壩，其中約1/3為若發(fā)生失事則會對生命和財產(chǎn)造成高風險或重大風險的大壩。根據(jù)2015年的數(shù)據(jù)，州管理的全部潛在高風險大壩中，約有75%已制訂了應急行動計劃，這是過去20年中取得的實質(zhì)性進展，但仍有大量高風險大壩未制訂應急行動計劃。美國聯(lián)邦應急管理署認為，許多州政府負責管理的大壩缺乏應急行動計劃是全國應急準備中的一項缺陷。另外，全美多個州無權(quán)要求存在潛在高風險或潛在重大風險的大壩業(yè)主制訂應急行動計劃。由于缺乏全國性的規(guī)范以及僅限于各州州內(nèi)的執(zhí)行實踐，因此，公眾教育，特別是讓大壩業(yè)主明白制訂應急行動計劃的重要性就顯得非常關(guān)鍵。

2015年10 月發(fā)生的暴雨事件是美國近代歷史上影響最大的暴雨事件之一，引發(fā)了南卡羅來納州內(nèi)許多水利行業(yè)人士關(guān)注其大壩安全項目的功效。斯塔特克斯-杰克遜-韋爾福德-鄧肯水區(qū)是位于南卡羅來納州斯帕坦堡縣的一本土供水機構(gòu)（見圖1），宣稱自己已走在了應急計劃的前列。2015年發(fā)生洪水時，水區(qū)為其供水水源制訂應急行動計劃，在公眾保護方面具有前瞻性。發(fā)生洪災時，水區(qū)已完成了兩個綜合性的應急行動計劃，且正在制訂第三個應急行動計劃。

文章介紹了斯塔特克斯-杰克遜-韋爾福德-鄧肯水區(qū)制訂應急行動計劃的過程概況，強調(diào)與各個州機構(gòu)、縣機構(gòu)及各利益相關(guān)方共同合作的重要性，以有效降低影響、改善本地和全州的應急準備情況。另外，文章還著重展示了斯塔特克斯-杰克遜-韋爾福德-鄧肯水區(qū)如何將應急計劃的基本原理應用于兩座大壩以制訂應急行動計劃，并介紹了如何吸取南卡羅來納州的經(jīng)驗來完善應急行動計劃，使之在美國全國范圍內(nèi)更為普及。

圖1 斯塔特克斯-杰克遜-韋爾福德-鄧肯水區(qū)示意圖Fig.1 SJWD water district map

1 應急行動計劃背景

應急行動計劃的主要目的是在大壩發(fā)生失事時，降低與人員生命損失和財產(chǎn)損失相關(guān)的風險，并且還要提升大壩安全意識。另外，應急行動計劃還包含以下目的：

（1）辨識出潛在緊急情況和應急管理機構(gòu)；

（2）詳細規(guī)定需事先部署的行動并明確責任；

（3）記錄應急通知流程；

（4）提供大壩失事洪水淹沒圖。

應急行動計劃文件的使用者是大壩業(yè)主和其他文件持有人（關(guān)鍵的應急響應個人等），以在大壩出現(xiàn)反?；蚓o急情況時提供詳細的指導。大壩業(yè)主之外的利益相關(guān)方也能獲取應急行動計劃，幫助其理解事件的類型和嚴重性、他們會以何種方式牽涉其中以及期望他們承擔的責任。通過其他關(guān)鍵利益相關(guān)方的參與，應急流程可更加普及，并加強大壩安全意識、提升應急行動計劃的效率。公眾意識和應急準備的加強可拯救生命和財產(chǎn)。

斯塔特克斯-杰克遜-韋爾福德-鄧肯水區(qū)采用聚焦利益相關(guān)方的方法來制訂應急行動計劃，與傳統(tǒng)方法相比，其可促進更有效的對話，因此，除業(yè)主和咨詢機構(gòu)之外，還包含了其他各方的投入，提供了來自其他重要應急響應管理人員的建議。許多大壩業(yè)主制訂應急行動計劃時可能僅限于內(nèi)部員工，不會利用外部咨詢機構(gòu)，在這種情況下，這位工程師或技術(shù)人員之外的其他人的投入非常關(guān)鍵。圖2展示了這一協(xié)作型的方式。利用各利益相關(guān)方，在應急行動計劃制訂過程中激發(fā)重要的對話，可幫助形成更全面、更有針對性的應急行動計劃，與州內(nèi)其他關(guān)鍵機構(gòu)的協(xié)議相對應，以使該應急行動計劃更具可行性。

圖2 采用聚焦利益相關(guān)方的方法制訂應急行動計劃Fig.2 Stakeholder focused approach to EAP development

2 應急行動計劃的文體結(jié)構(gòu)

目前，南卡羅來納州并未對大壩應急行動計劃的具體格式作出要求，因此，斯塔特克斯-杰克遜-韋爾福德-鄧肯水區(qū)制訂的應急行動計劃中整合了來自一些標準格式中的最有用的方面，包括漁業(yè)和野生動物服務(wù)、聯(lián)邦應急管理署《大壩安全應急行動計劃聯(lián)邦導則》和自然資源保護服務(wù)。

斯塔特克斯-杰克遜-韋爾福德-鄧肯水區(qū)制訂的應急行動計劃包含以下五個主要方面，大致包括以下各類信息：

第一節(jié)：前言部分——包括對應急行動計劃制訂過程的概述、對修訂情況的追蹤和大壩概覽圖表。

第二節(jié)：發(fā)現(xiàn)緊急事件并確定其等級——確定緊急事件工況，發(fā)現(xiàn)緊急事件并確定其等級以及應急管理機構(gòu)應扮演的角色和應承擔的責任。

第三節(jié)：通知和溝通——包括內(nèi)部通知流程圖和外部溝通導則。

第四節(jié)：預期的行動——針對反常或緊急事件布置預案行動。

第五節(jié)：終止及后續(xù)——描述事件終止責任和后續(xù)的程序。

應急行動計劃另外還包括幾個附錄，其中包括一些附加信息，比如預警和疏散責任、包括下游利益相關(guān)方的洪水淹沒地圖文件、之前應急行動計劃相關(guān)的活動日志、概略的應急行動計劃培訓、定期審核和修訂、應急行動計劃發(fā)放、重要的聯(lián)系信息、術(shù)語表和其他補充信息。圖3展示了應急行動計劃前言頁中典型的大壩概略示意圖，以幫助所有用戶理解常見的大壩相關(guān)術(shù)語。并非所有的應急響應人員都熟知大壩的技術(shù)術(shù)語，因此，每份應急行動計劃都準備其各自的大壩概略示意圖是非常重要的。

斯塔特克斯-杰克遜-韋爾福德-鄧肯水區(qū)在其應急行動計劃中使用了顏色編碼，如圖4所示，這些顏色都是被各種組織廣泛接受的。另外，還采用相應的顏色和對應顏色的紙張將各等級事件的應急行動計劃制成表格，事實證明，這對快速參考有益。事件等級術(shù)語和對應的顏色區(qū)分如下：

（1）事件等級1——反常事件，緩慢發(fā)展（綠色）；

圖3 應急行動計劃中典型的大壩概略示意圖Fig.3 Dam overview schematic typically included in an EAP

圖4 應急行動計劃中緊急事件發(fā)現(xiàn)后的流程圖Fig.4 EAP event detection flow chart

（2）事件等級2——緊急事件，快速發(fā)展事件（黃色）；

（3）事件等級3——緊急事件（紅色）。

斯塔特克斯-杰克遜-韋爾福德-鄧肯水區(qū)制訂的應急行動計劃中，在緊急事件識別和等級確定階段，特別注重對緊急事件條件的界定和對各自等級的定義。發(fā)生在南卡羅來納州的暴雨事件促使許多大壩業(yè)主、工程師和應急安全人員整合了比之前的應急行動計劃中更大的安全系數(shù)和更低的行動啟動等級。

在制訂應急行動計劃過程中，利益相關(guān)方的參與是有益的，但其中并不包括外部機構(gòu)或組織的響應協(xié)議。應急行動計劃制訂目的是幫助大壩業(yè)主應對反?；蚓o急情況，對于緊急事件，外部機構(gòu)有自己的內(nèi)部操作流程，應急行動計劃的內(nèi)容不應與涉及其中的其他組織的協(xié)議相沖突。聚焦利益相關(guān)方的方法包含來自這些組織的人員，從而幫助避免產(chǎn)生相互沖突的應急條款。另外，應急行動計劃應分發(fā)給這些參與的機構(gòu)并由其審核。

在應急行動計劃編制完成后，要保持其有效性和實用性，定期審核和修訂非常關(guān)鍵。若不對發(fā)生的變化（如人員聯(lián)系信息或設(shè)施的更新信息）進行持續(xù)更新，應急行動計劃會變得過時和無效。

3 應急行動計劃的制訂——梯級大壩

意識到應急準備的重要性后，考慮到影響重大的暴雨事件，斯塔特克斯-杰克遜-韋爾福德-鄧肯水區(qū)主動把工作向前推進了一步，為兩座梯級大壩制訂了聯(lián)合應急行動計劃，即庫利湖大壩和北泰格爾水庫大壩。該應急行動計劃的目的是，基于最近發(fā)生的破記錄的降雨事件而得出的最新方法，在發(fā)生大壩潰決失事時，降低人民生命損失和財產(chǎn)損失的風險，其中包括了多座大壩潰決失事的影響和過程。斯塔特克斯-杰克遜-韋爾福德-鄧肯水區(qū)財產(chǎn)和風險管理總監(jiān)為兩座梯級大壩的應急行動計劃的制訂工作付出了很多努力，他對這一方法的成功做如下評價：“雖然我們不能控制人們在何處建設(shè)家園，但真正認識到潛在受影響的人是至關(guān)重要的。聯(lián)邦應急管理署給出了聯(lián)邦應急管理署的洪泛平原，但這不是發(fā)生潰壩失事時的淹沒區(qū)域”。

有效的淹沒地圖：對大壩進行潰決分析，以確定洪水淹沒邊界，可用于大壩業(yè)主的應急行動計劃中。保持洪水淹沒地圖簡單易懂是非常重要的。圖5是一洪水淹沒地圖示例，其中標出了關(guān)鍵的組成內(nèi)容。

鑒于下游河道系統(tǒng)的復雜性，當進行潰壩分析時，存在許多挑戰(zhàn)。需整合洪水波建模模擬的一些因子，其中包括：穿過結(jié)構(gòu)物的道路的數(shù)量和類型、洪泛平原陸地使用特征、要求建模模擬的范圍、其他可能蓄水的建筑物、潛在淹沒區(qū)域中房屋的密度。

斯塔特克斯-杰克遜-韋爾福德-鄧肯水區(qū)為北泰格爾水庫（下游大壩）和庫利湖（上游大壩）制訂應急行動計劃時，對其進行了梯級大壩潰壩分析。北泰格爾水庫潰壩洪水淹沒地圖分析中包含了庫利湖大壩同時發(fā)生潰壩的情況、來自北泰格爾水庫的洪水波曾達到過庫利湖水庫的最高水位。對這種二次潰壩進行了建模模擬，模擬范圍擴展至北泰格爾水庫下游約21英里，包括9座橋梁。

圖5 洪水淹沒地圖示例Fig.5 Example inundation map

利用美國陸軍工程師兵團（U.S.Army Corps of Engineers，USACE）水利工程中心的水利建模模擬系統(tǒng)（Hydrologic Engineering Center's Hydrologic Modeling System,HEC-HMS）程序，來確定北泰格爾水庫流域和其周邊子流域的徑流過程線。模型中包含了周邊的子流域，以解釋剩余的降水量。美國陸軍工程師兵團水利工程中心的河道分析系統(tǒng)程序（Hydrologic Engineering Center's River Analysis System,HEC-RAS）中采用了水利建模模擬系統(tǒng)程序得出的入流洪水波過程線，程序中的不恒定元素被用于確定大壩下游的水面情況。

對晴天潰壩的情況，河道分析系統(tǒng)程序中使用了潰壩模擬選項以及合理的72 h可能最大洪水潰壩。分析中還包括了由導致可能最大洪水的暴雨事件引發(fā)淹沒，而未發(fā)生潰壩的工況。根據(jù)這些分析結(jié)果，對發(fā)生潰壩和不發(fā)生潰壩的情景中的淹沒水位進行了比較，以確定處于危險中的家庭、道路交叉口的洪水深度、洪水波的到達時間、峰值速度、峰值流量以及建模模擬分析需覆蓋的下游范圍。同時，必須利用可用的最佳數(shù)字高程模型獲得準確的斷面信息和洪水淹沒水位。

應急行動計劃中的潰壩分析包含多種影響結(jié)果的因子。要保證辨識出了適當?shù)男畔⒉⑦@些信息傳遞給了應急行動計劃的使用者，與大壩業(yè)主和監(jiān)管者的協(xié)調(diào)是非常重要的。洪水深度、到達時間和最高洪水淹沒水位都在鳥瞰圖中清晰表示出來，并標識出了范圍界線，這些都是有效的應急行動計劃中要求必須有的部分信息。

4 協(xié)作的方法

利益相關(guān)方的參與不僅對應急行動計劃的制訂過程非常重要，對有效執(zhí)行計劃也非常關(guān)鍵。應急行動計劃是一份有價值的文件，但若利益相關(guān)方不知道或不熟悉流程，在實際緊急情況發(fā)生時，應急行動計劃就不能發(fā)揮其應有的作用。最有效的應急行動計劃是采用互動方法產(chǎn)生的，可使大壩業(yè)主和其他負責公共健康和安全的機構(gòu)提前考慮并就困難情況進行討論。通過實際培訓和強化演習對該方法的實用性進行測試，對關(guān)鍵應急響應方和公眾安全機構(gòu)來說，這為其提供了一個機會，可參與其中，協(xié)助發(fā)現(xiàn)和改進應急行動計劃中所有的潛在問題、前后不一致或其他薄弱環(huán)節(jié)。

斯塔特克斯-杰克遜-韋爾福德-鄧肯水區(qū)與當?shù)氐南啦块T一起進行了演習，這是該項目的必要組成部分之一。在此過程之前，消防局長并未意識到淹沒區(qū)的范圍以及潰壩到底會造成多大的影響。采用迭代接近法可保留靈活性以保證應急行動計劃對用戶的有用性，并為支持系統(tǒng)（如消防局、應急管理協(xié)調(diào)方、州大壩安全機構(gòu)、國家氣象局等）提供必要的信息。

斯塔特克斯-杰克遜-韋爾福德-鄧肯水區(qū)財產(chǎn)和風險管理總監(jiān)Mitch Turner認為，應急行動計劃輕松應對了某些混亂的狀況，在災難事件中，它幫助人們聚焦在計劃上并自始至終遵循該計劃。

5 結(jié)語

應急行動計劃的目的是，根據(jù)針對性的險情確認標準，在大壩發(fā)生緊急情況時為其提供詳細的指導。就應急準備來說，前瞻性是非常重要的，因此，制訂應急行動計劃的最佳時機是在沒有緊急情況的時候。情況嚴峻時，快速的響應時間是關(guān)鍵，閱讀寫滿了各種詳細信息的冗長的文檔是不切實際的，因此，大壩應急行動計劃應該是簡單的，盡可能容易理解，只包括最必要和最相關(guān)的信息。此外，大壩應急行動計劃應該方便瀏覽，提供筆記本型選項卡和對應的彩色紙張已被證明有利于斯塔特克斯-杰克遜-韋爾福德-鄧肯水區(qū)的快速參考。

利益相關(guān)者的參與對于制訂一套有效的應急行動計劃并有效執(zhí)行有著重要作用。訓練演習可讓各方參與對話，加強凝聚力和組織之間的熟悉度，讓大家更好地理解各自扮演的角色和承擔的職責。有一點需要強調(diào)：雖然應急行動計劃是一本基礎(chǔ)的安全資料，也是主要的應急資源，但它并不是一個包羅萬象的文檔。它不包括詳細的疏散程序、大壩的詳細圖紙或任何運行維護程序。

2015年那場前所未有的暴雨事件促使南卡羅來納州的領(lǐng)導人更密切地關(guān)注他們的大壩安全項目。斯塔特克斯-杰克遜-韋爾福德-鄧肯水區(qū)應用應急規(guī)劃的基本原理，為兩座梯級大壩制訂了應急行動計劃。這種主動思考認識到了大壩的潰決失事并不總是一個獨立的事件，它往往會導致后續(xù)一連串的失事。