航電樞紐工程安全監管研究

方衛華，吳建琨，陳允平，樂國興，趙 陽

（水利部南京水利水文自動化研究所，江蘇 南京 210012）

0 引言

1991 年 3 月 22 日以國務院令第 78 號發布的《水庫大壩安全管理條例》（以下簡稱《條例》）是我國第 1 部水庫大壩安全管理的行政法規?！稐l例》頒布 20 多 a 來，對我國規范大壩安全管理起到了重要作用。隨著社會的發展，水庫管理相關法律環境發生了顯著變化，條例修訂顯得越來越緊迫。為此，水利部于 2009 年初提出《水庫大壩安全管理條例》修訂的設想。為做好《條例》的修訂工作，首先必須明確《條例》的適用范圍。航電樞紐工程是新鮮事物，是否應該屬于《條例》管理范圍，目前尚未有統一意見。盡管目前有一些學者對航電工程進行研究，但主要限于交通船舶安全，對工程和防洪安全并未涉及[1-3]。相對而言，國內外水庫大壩安全監管體制比較成熟[4]。為此水利部建設管理與質量安全中心對航電樞紐安全監管研究進行了立項研究，經過近 1 a 的研究，研究報告已于 2012 年 12 月通過專家驗收。

1 航電樞紐工程安全監管研究依據及現狀

1.1 相關法律

1）《中華人民共和國水法》第 12 條規定，國務院水行政主管部門負責全國水資源的統一管理和監督工作；第 38 條規定，在河道管理范圍內修建建筑物應當符合國家規定的防洪標準和其他技術要求，工程設計方案應當依照防洪法的有關規定報經有關水行政主管部門審查同意；第 42 條規定，水行政主管部門應當加強對水工程安全的監督管理。

2）《中華人民共和國電力法》第 6 條規定，國務院電力管理部門負責全國電力事業的監督管理。

3）《中華人民共和國防洪法》第 8 條規定水行政主管部門在國務院的領導下，負責全國防洪的組織、協調、監督、指導等日常工作。在所管轄的范圍內行使法律、行政法規規定和國務院水行政主管部門授權的防洪協調和監督管理職責。

4）《中華人民共和國安全生產法》第 5 條規定，生產經營單位的主要負責人對本單位的安全生產工作全面負責。

1.2 相關工程

自 20 世紀 80 年代以來，為渠化河流、有效提高航道等級，交通部門投資興建了或正在興建一批航運樞紐工程。截至目前，我國交通部門通過全資、參股、控股等多種形式，在西江、湘江、嘉陵江、信江、昌江、閩江、渠江、涪江、漢江、松花江、連江等航道上共建設了（含在建）40 多座航電樞紐。此外，湘江長沙、松花江依蘭、渠江風洞子等航電樞紐也在開工建設。據不完全統計，近年我國已建和擬建的各類航電樞紐工程將達 85 座。通過對國內正在建設的江西石虎塘航電樞紐，已經建成的湖南株洲、湖南大源渡、黑龍江大頂子山等航電樞紐，以及即將開工新建的土谷塘航電樞紐的調查研究，可以總結出如下規律：1）航電樞紐大多具有較大庫容且有一定的水頭，如石虎塘航電樞紐工程總庫容 7.43 億 m3，株洲航電樞紐水庫總庫容 12.45 億 m3，大源渡航電樞紐水庫總庫容 4.50 億 m3，大頂子山航電樞紐工程總庫容 19.97 億 m3，土谷塘航電樞紐工程設計正常蓄水位相應庫容 1.97 億 m3，上述航電樞紐工程中還有比較高的水頭，如亭子口航電樞紐壩高 78 m、百色航電樞杻的壩高 105 m 外，大多數水頭也多在 10 m 以上，這些數據表明，航電工程一旦出現工程或防洪安全問題，后果十分嚴重；2）影響航電樞紐安全的因素主要包括防洪安全、深層抗滑、閘室穩定、船舶碰撞、沖刷和侵蝕等；3）在航電樞紐規劃、設計、施工和運行過程中，都有水利、水電等方面的單位參與；4）航電樞紐工程和防洪安全的監管尚不完善，特別在洪水預報調度、工程安全監測與評估等方面尚需要進一步加強。

2 航電樞紐工程特點

2.1 結構功能及安全風險

2.1.1 結構功能

航電樞紐工程一般由擋水、泄水、通航（船閘）、發電和交通等建筑物組成，如圖 1 所示。從各個部位的結構特征來看，航電樞紐的主要結構與水利樞紐，尤其與閘壩結構十分類似，如廣東飛來峽水利樞紐和廣西麻石水電站等。由于結構、地質條件和運行環境與一般水庫大壩無顯著差異，因此安全風險也與一般水庫或水電站大壩沒有本質區別。

圖1 航電工程主要結構組成示意圖

2.1.2 安全風險

航電樞紐工程安全主要包括生產、工程和防洪等安全。在工程安全中有防洪安全，是因為防洪安全不僅對工程安全有重大影響，而且工程失事也將產生最大防洪安全事故；同時防洪安全對生產安全也有決定性作用，小的防洪事故導致財產損失，大的防洪安全事故將導致人民生命財產損失和工程破壞。盡管生產安全主要關注的是“人”的安全，但生產安全將對工程和防洪安全造成重要影響。

工程安全主要指工程在建設和運行過程中能夠承受各種荷載作用，確保結構強度和穩定滿足要求，不出現危及工程正常運行的重大結構破壞。

防洪安全是指由于超標準洪水或用水調度過程中不合理操作導致出現危及生產或工程安全的重大事件（故）。防洪安全必然導致生產及工程安全，同時生產安全或工程安全也可能導致防洪安全。典型事例包括 2010 年 6 月的江西特大洪水侵襲，贛江石虎塘航電樞紐工程圍堰破口、進水，電纜、電線，甚至大型固定設備如拌合樓、篩分樓、門塔機等被水淹沒或沖走，生活區部分被淹。2010 年 7 月 18 日下午，嘉陵江水流湍急，河水陡漲，草街航電樞紐右岸泄洪閘工地形成 20 多 m 的浪花，洪水流量由上午的 5 000 m3/s 迅速突破 20 000 m3/s，防洪安全形勢十分嚴峻。19 日晨 6 時 50 分，嘉陵江河面大量的竹木、牲畜夾雜著作物秸桿，形成長的垃圾帶從上游漂來。與大壩相依而建的交通橋 11 號橋墩被水下不明物體撞擊，盡管施工單位提前對橋墩進行了加固處理，但是猛烈的撞擊，使橋墩發出了咯吱咯吱的響聲，有 1 塊加固的鋼板明顯彎曲變形。與此同時，船閘上引航道靠船的幾個浮囤也被樹木殘渣裹在一起。

總之，生產、工程、防洪等安全之間是相互關聯和彼此影響的。航電工程作為一種水工程，防洪安全是航電工程設計、施工和運行中必須面對的重要因素；同時航電工程在運行過程中涉及大量的水情工況，需要水調部門精心調度；在工程安全方面，還涉及冰凍、泥沙水流等氣候水文數據。

2.2 安全監管的內容比較

通過調查研究和有關文獻分析可知，國家安全生產監督管理總局（以下簡稱國家安監總局）強調的是生產過程中的安全，主要是人的安全，頒布的有關規定，主要針對生產和消防安全等。

水利、電力部門對水庫或水電站大壩的安全監管，與國家安監總局及交通運輸部對航運工程的安全監管存在一定的差異。

水利、電力部門對水電站大壩既強調生產安全，又強調工程和防洪安全，即使在運行期，對工程安全的重視也從未放松。因為在運行期，相對航電樞紐而言，工程人員數量和變動都不大，交叉作業和人生事故要少得多，但工程一旦失事，后果遠超過一般安全生產事故，因此水利、水電部門在安全監管中將工程和防洪安全作為重要內容之一。在安全評價方面，水利水電系統主要依據 SL258-2000《水庫大壩安全評價導則》對工程安全進行評估和監控，具體內容包括工程質量、運行管理、水文復核、結構安全、滲流安全、金屬結構、抗震安全等 7 個方面，對大壩安全進行綜合評價，并將大壩狀態分成 3 類[5]。水閘安全鑒定主要從工程施工和驗收、水閘運行，以及安全鑒定和檢測、復核計算等情況對水閘的穩定性和抗滲穩定性，抗震能力，消能防沖，過水能力，混凝土結構，閘門，啟閉機電氣設備，觀測設施等方面進行評價[6]。

由于國內一系列水庫潰壩事件的發生，水庫大壩工程安全很早就引起有關部門的重視。我國現有水庫大壩 8 萬多座，其中很多都是與航電樞紐工程類似結構的綜合水利樞紐。水利部門在水庫大壩安全監管、管理、評價等方面積累的豐富經驗必將對航電樞紐工程安全監管起到十分重要的借鑒作用。

目前，電力系統對航電樞紐工程的安全監管主要體現在電力設施的電力參數上，如絕緣度、接地電阻、屏蔽設施等，對航電樞紐的工程和防洪安全基本沒有涉及。

交通部門強調的安全主要是交通安全，包括公路和水運交通安全，如行車、橋梁安全等，對超速超載等管理比較嚴格。海事部門強調的安全主要是水上交通安全，特別是船舶、航行安全等，對工程安全涉及比較少。

交通部門目前針對航電樞紐工程的安全評價主要側重生產安全評價，主要依據國家安監總局《安全評價通則》[7]導則進行。在《安全評價通則》中根據工程、系統生命周期和評價目的，將安全評價分為安全預、驗收和現狀綜合等評價。其中安全評價是以實現工程、系統安全為目的，應用安全系統工程原理和方法，對工程、系統中存在的危險、有害因素進行辨識與分析，判斷工程、系統發生事故和職業危害的可能性及嚴重程度，從而為制定防范措施和管理決策提供科學依據。

工程安全和生產安全的評價比較如圖 2 所示，上部為工程安全評價，下部為生產安全預評價內容。

圖2 工程安全評價和生產安全評價內容比較

從工程實例可以看出，作為攔河工程，航電樞紐工程同樣存在工程和防洪安全問題，目前這一方面尚未引起足夠的重視，尚缺乏完善的工程安全注冊、鑒定與評估制度。對防洪安全、洪水標準，以及在航電樞紐工程建設和運行過程中對兩岸堤壩、上下游水庫大壩的影響等尚缺乏有效的評價與監管機制。

3 航電樞紐工程安全監管的必要性與模式

3.1 安全監管必要性

航電樞紐工程的建設和運行管理，涉及大量安全生產問題，必須根據《安全生產法》進行安全生產綜合監督管理。

通過分析可知，航電工程均具有比較大的庫容，防洪安全對上下游相關河道和水工建筑物都有很大的安全影響，一旦工程失事，不僅是投資損失、功能喪失，更為嚴重的是巨大的庫容和一定水頭的洪水瞬間傾瀉而下，將導致下游人民生命財產的嚴重損失、生態災難和社會不穩。由于航電樞紐工程作為內河上的擋水建筑物，形成了一定的庫容，運行管理與水資源緊密相關，同時也肩負防洪和調度的責任，因此可以作為一種“壩”看待，根據《水法》和《防洪法》，水行政主管部門應該作為主要責任方對工程安全進行監管。

航電樞紐工程既有發電功能，同時也是用電大戶，依據《電力法》，其電力安全也必須受到電力監管委員會的監管。

3.2 安全監管模式

3.2.1 安全監管的責任主體

根據航電樞紐工程特點，水利、電力、交通（海事）等部門都應作為航電樞紐工程的安全監管部門。

由于航電樞紐工程的工程安全和防洪安全密不可分，防洪安全是工程安全必須面對的最大安全問題，而防洪安全與防汛調度等密切相關，同時也涉及下游河道安全和流域一定范圍內的其他水工程安全，因此水行政主管部門負責監管航電樞紐工程的防洪和工程安全。

由于航電樞紐一般以交通部門為主投資，日常管理由交通部門下屬單位負責。從目前交通部門所從事的工作而言，交通部門已經肩負了航電樞紐工程日常生產安全的監管任務。根據目前的情況，航電樞紐工程的安全生產由交通部門負責是合理的。交通主管部門負責監管航電工程的建設和運行管理中的有關安全生產、市場準入、安全設備、人員資質等。

海事部門負責航電工程的水上交通安全監管，包括船舶調度、危險品運輸等。

電力部門負責航電樞紐工程與電力上網有關的電氣設備、電力操作人員和相關規章制度等的監管。

總之，日常安全生產的監管由交通（海事）部門負責，有關工程安全運行和水資源調度方面的情況接受水利行政部門監管，電力上網安全監管由電力部門負責。這樣的監管模式與現有法規和實際執行相一致，有利于理清各部門之間的關系，發揮各部門的專業特長。

3.2.2 安全監管的內容

航電樞紐工程的安全監管分成生產、工程和防洪等安全監管。

生產安全監管由交通部門負責組織實施，有關情況接受國家安全生產總局指導。日常工程安全（包括維護維修和監測、檢測）由交通部門自行組織實施，接受水利部門指導。有關電力電氣設施安全部分，由運行管理單位負責，接受電力監管部門指導。

工程安全涉及設計、施工和運行管理整個工程的全生命周期，在空間上涉及結構、材料和地質條件，由于工程安全與防洪安全緊密相關，交通部門應與水利部門緊密配合。

防洪安全監管包括工程的防洪能力評估、工程對河道安全的影響，以及流域水量聯合調度等對相關工程安全的影響等。在防洪安全監管方面，水利部門通過成立相應機構，聘請相應專家，通過查閱資料、檢查和報告審查等方式，對航電樞紐工程的防洪評價，工程抵御洪水標準，以及防汛調度方案、設施、人員組織及有效性等進行監管。目前石虎塘航電工程的蓄水安全鑒定由水利部大壩安全管理中心負責完成，是水利部門參與航電樞紐工程安全監管的有效方式。在工程安全監管方面，水利部需要明確相關機構負責航電樞紐工程的工程安全監管，如可以委派水利部建設管理與質量安全中心參與稽查，水利部大壩安全管理中心提供技術支撐，通過現場稽查和資料審定等方式對航電樞紐工程建設方、參建方和管理方進行安全監管。

3.2.3 安全監管的措施

1）建立工程防洪安全評估制度。防洪安全評估制度必須針對航電樞紐工程各個階段（包括項目可行性研究、施工和項目運行等階段）分別進行。3 個階段的有關水文、河勢和力學參數必須根據實際情況予以調整和優化，同時要考慮航電樞紐工程建設和運行對河床及兩岸堤壩的穩定性產生的影響。

2）建立工程安全注冊制度。水庫大壩安全鑒定和水電站大壩安全注冊制度的實際效果表明，工程安全注冊制度能有效降低工程風險，提高工程安全度。國外水利工程的安全監管實踐也說明安全注冊制度能有效降低工程安全風險。航電樞紐工程作為特殊的水利工程應該建立安全注冊制度，新建航電樞紐完成工程竣工安全鑒定 1 a 內，或者航電樞紐完成首次定期檢查半年內，航電樞紐運行單位應該向相應的機構申請航電樞紐工程安全注冊。在規定期限內不申報安全注冊的航電樞紐，不得投入運行；發生事故的，按照國家有關規定處理。同時借鑒《水庫大壩安全鑒定辦法》、《水庫降等與報廢管理辦法（試行）》等，編制相應的航電樞紐安全鑒定、降等與報廢管理等辦法，包括建立工程安全定期和特種檢查（含工程運行性態、水下、船舶運行監控措施等檢查）和檢測/監測系統運行考核等制度。

3）建立風險預案/應急管理機制。航電樞紐運行單位應當按照有關規定，編制航電樞紐險情預測和應急處理預案，經審核后，報省級以上防汛指揮機構批準，并報所在地?。▍^）級人民政府備案。針對工程的不同風險和級別，要經常組織相關演練，不斷地對風險預案和緊急措施進行改進，以提高有效性，最大限度地降低工程風險。

4）建立相關單位市場準入制度。對設計、施工、監理和運行等提供技術服務的單位進行安全監管是對航電樞紐工程安全監管的必然要求。航電樞紐運行安全監管應對參與工程建設和評價的單位及人員的相應資質、業績和人員素質進行明確規定，并且由相應機構定期公布符合條件的技術服務單位名單，以利于對這些單位進行監督和管理，并為各航電樞紐運行單位開展工作提供便利條件。

5）建立樞紐工程安全監控信息系統。建立有效的樞紐工程信息化系統是上級部門了解工程安全信息，實現高效監管的基礎。樞紐工程信息化系統應該包括工程基本情況數據庫，以及防洪調度決策支持、工程安全監測與評估、閘門監控、船閘監控、上下游船舶航行監控等系統。通過對航電樞紐現場情況、水文參數、結構參數、上下游船舶參數、運行情況的實時采集，采用多媒體、云和數據融合等技術，實現多航電樞紐工程安全信息的快速傳輸與處理，從而為工程安全監管提供決策服務。

4 結論與建議

4.1 結論

1）《水庫大壩安全管理條例》作為國務院發布的國家層面的法規，對水利、交通和電力等各部門都具有約束力。水庫大壩、水電站大壩和航電樞紐最大的安全是防洪和工程安全，因此將一般水庫大壩、水電站大壩和內河航電樞杻工程（具有一定庫容，參與防洪調度）納入新修訂的水庫大壩安全管理條例中是具有科學和法律上的根據的。

2）航電樞紐工程作為一種特殊的水工程，包含生產、工程和防洪安全，而且 3 者之間緊密聯系。目前有關生產安全監管、交通部門在有關法規的指導下已經進行了比較好的監管，但在工程和防洪安全方面監管模式尚不完善，職責和措施尚需進一步明確和加強。

4.2 建議

1）作為國務院的法規，新修訂的水庫大壩安全管理條例中“水庫大壩”最好包括一般水庫大壩、水電站大壩和具有一定調節庫容并參與防洪調度的航電樞紐工程。同時新條例應明確國務院相關機構的主要監管責任，將安全監管分成行業的生產安全監管、工程和防洪安全監管，所有防洪和工程安全監管應該由水行政主管部門牽頭指導，水庫大壩、水電站大壩和航電樞紐工程分別由水利，電力及交通部門組織實施，最終結果需在水利部門統一備案。同時水利、電力和交通部門，分別負責相應水庫大壩、水電站大壩和航電樞紐的安全生產，日常安全管理及工程建設維護市場等的監管。

2）建議對水工程相關安全監管的法律法規、部門規章、技術規范等進行集中梳理，對重復部分進行精簡，對不足部分進行補充，對過時部分進行修訂。國家安全生產監督管理總局、水利與防汛部門、交通部門應協同對航電樞紐工程安全風險進行評估，針對性地提出航電樞杻工程安全監管辦法。建議水利部門對航電樞紐工程的安全監管從項目一開始就參與其中，在項目立項期，監管的具體內容包括流域防洪規劃、工程對流域防洪形式的影響、工程防洪標準擬定、工程安全風險等；在項目建設期，主要針對施工圍堰的防洪安全進行監管；在航電工程運行期，主要對工程防洪標準復核、安全注冊、安全鑒定和水庫聯合調度方案等進行監管。

3）信息化是提高決策效率的基礎，建議對全國航電樞紐工程進行信息化規劃，建立安全監管決策支持系統和工程安全評估中心。通過建立航電工程安全監控信息化系統，實現對影響航電樞紐工程安全信息的集中統一和高效處理。

[1] 李志強，陳濟丁，田建. 交通建設工程安全監管現狀及模式探討[J]. 中國安全科學學報，2008, 18 (7): 74-79.

[2] 陸春其. 交通建設工程安全管理新模式探討[J]. 城市管理，2011 (6): 182-185.

[3] 王常紅，馬殿光. 內河樞紐通航設施管理模式研究進展[J]. 中國水運，2012, 12 (7): 30-32.

[4] 郭軍. 美國大壩安全管理現狀分析及啟示[J]. 中國水利水電科學研究院學報，2007, 5 (4): 247-253.

[5] 水利部大壩安全管理中心. SL258-2000 水庫大壩安全評價導則[S]. 北京：中國水利水電出版社，2000: 1-28.

[6] 中華人民共和國水利部. SL214-98 水閘安全鑒定規定[S].北京：中國水利水電出版社，1998: 12-15.

[7] 國家安全生產監督管理總局. AQ8001-2007 安全評價通則[S]. 北京：煤炭工業出版社，2007: 2-5.