對俄羅斯水工建筑物安全生產(chǎn)及監(jiān)管現(xiàn)狀的思考

臧小

(1.南京工業(yè)大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇 南京 211816;2.Institute of Modern Energetics and Nanomaterials, D.Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow 125047, Russia)

水工建筑物是關(guān)系國計民生的重要基礎(chǔ)設(shè)施，對人類社會發(fā)展起到了重要保障作用。但是水工建筑物漸趨老化，客觀上存在發(fā)生事故的風(fēng)險。與一般建構(gòu)筑物不同，高壩大庫等水工建筑物一旦失事，對下游將造成巨大災(zāi)難。據(jù)不完全統(tǒng)計，由于設(shè)計缺陷、運營不當?shù)仍?，全世界每年發(fā)生約3 000起水工建筑物事故[1]，造成巨大生命和財產(chǎn)損失。因此，如何分析和揭示水工建筑物事故的可能原因和內(nèi)在規(guī)律，預(yù)防和減少水工建筑物事故發(fā)生，對水工建筑物安全生產(chǎn)和安全監(jiān)察監(jiān)管具有重要的指導(dǎo)意義。

在水工建筑物安全立法和安全監(jiān)察監(jiān)管等領(lǐng)域，美國和其他發(fā)達經(jīng)濟體的經(jīng)驗對中國具有借鑒意義。目前，國內(nèi)學(xué)者的相關(guān)研究主要關(guān)注于美國、瑞士等發(fā)達國家的水工建筑物安全生產(chǎn)、安全監(jiān)察監(jiān)管體系[2-3]。然而，關(guān)于俄羅斯水工建筑物安全生產(chǎn)及監(jiān)察監(jiān)管的相關(guān)研究鮮有報道。俄羅斯水資源總量和人均占有水資源量分別居世界第二和第三位[4]，大庫類水工建筑物數(shù)量居世界第一位[5]。中華人民共和國成立初期，水工建筑物建設(shè)借鑒了蘇聯(lián)相應(yīng)標準規(guī)范，并邀請了蘇聯(lián)專家參與了部分的水利工程建設(shè)，相關(guān)設(shè)計理念對中國后續(xù)的水工建筑物的建設(shè)具有一定的影響。王正旭等人[6-7]首次圍繞俄羅斯《水工建筑物安全法》和安全管理現(xiàn)狀開展相關(guān)研究，介紹了《水工建筑物安全法》以及俄羅斯水工建筑物安全報告制度和安全監(jiān)察監(jiān)管體系，其中立法、監(jiān)督管理體制、管理手段值得中國借鑒參考。20世紀90年代俄羅斯曾多次發(fā)生嚴重的水工建筑物事故[7]。近年來俄羅斯水工建筑物事故時有報道，俄羅斯水工建筑物安全在其工業(yè)技術(shù)類安全生產(chǎn)領(lǐng)域中屬于值得關(guān)注的部分。因此，通過對最新的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行研判，分析俄羅斯水工建筑物事故發(fā)生情況及可能原因，對中國水工建筑物安全生產(chǎn)和監(jiān)察監(jiān)管具有一定的參考價值。

本文主要基于俄羅斯國家統(tǒng)計局統(tǒng)計年鑒、俄羅斯環(huán)境、技術(shù)與原子能監(jiān)察署和俄羅斯緊急情況部年度報告等官方統(tǒng)計數(shù)據(jù)[8-10]和俄文原始文獻，統(tǒng)計分析2009—2019年俄羅斯水工建筑物安全生產(chǎn)及安全監(jiān)察監(jiān)管相關(guān)數(shù)據(jù)，了解和掌握俄羅斯水工建筑物現(xiàn)階段安全生產(chǎn)特點及安全監(jiān)察監(jiān)管現(xiàn)狀，思考其對中國水工建筑物安全生產(chǎn)和監(jiān)察監(jiān)管的可借鑒之處。

1 水工建筑物現(xiàn)狀

水工建筑物種類繁多，其功能也各不相同。俄羅斯水工建筑物的發(fā)展一定程度上影響了其水資源的合理利用。俄羅斯的水資源總量很大，其河流、湖泊、沼澤、冰川、雪山和地下水體等集中了全球淡水資源的20%以上[11]。但是俄羅斯的水資源具有時空分布不均的特點。例如，俄羅斯的歐洲部分集中了70%以上的全國人口和工業(yè)生產(chǎn)能力，而水資源占比不到10%；俄羅斯部分聯(lián)邦主體屬于水資源稀缺和水資源匱乏地區(qū)，例如卡爾梅克共和國，別爾哥羅德州，庫爾斯克州，斯塔夫羅波爾邊疆區(qū)，南烏拉爾和南西伯利亞部分地區(qū)；俄羅斯境內(nèi)面臨洪水威脅的總面積超過40萬km2，主要地區(qū)包括：濱海邊疆區(qū)、哈巴羅夫斯克邊疆區(qū)、薩哈林州、阿穆爾州等[11]。跟歐美發(fā)達國家相比，俄羅斯水資源利用率不高，但是水工建筑物仍為俄羅斯水資源利用和管理，克服水資源時空分布不均做出了貢獻。

20世紀70年代是俄羅斯水工建筑物建設(shè)的鼎盛時期[5]。俄羅斯當前水工建筑物地域分布情況如下：中央聯(lián)邦管區(qū)9 541座(占比25.7%)，伏爾加沿岸聯(lián)邦管區(qū)8 298座(占比22.3%)，南部聯(lián)邦管區(qū)7 105座(占比19.1%)，北高加索聯(lián)邦管區(qū)4 961座(占比13.3%)，西伯利亞聯(lián)邦管區(qū)3 101座(占比8.3%)，烏拉爾聯(lián)邦管區(qū)1 469座(占比4.0%)，西北聯(lián)邦管區(qū)1 364座(占比3.7%)，遠東聯(lián)邦管區(qū)1 337座(占比3.6%)[9]。在俄羅斯南部，南部聯(lián)邦管區(qū)和北高加索聯(lián)邦管區(qū)內(nèi)的水工建筑物主要分布在如下聯(lián)邦主體，即克拉斯諾達爾邊疆區(qū)、阿迪格共和國、達吉斯坦共和國、斯塔夫羅波爾邊疆區(qū)。俄羅斯南部地區(qū)面積僅占俄羅斯領(lǐng)土面積的3.45%(58.92萬km2)，但居住在俄羅斯南部地區(qū)的人口(2 300萬人)在俄羅斯總?cè)丝谥械恼急仁?6.4%[8,12]。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，俄羅斯南部地區(qū)水工建筑物密度最高[12]。由于水資源時空分布在俄羅斯南部極為不均勻，因此，從20世紀后半期開始，該地區(qū)修建了大量的灌溉系統(tǒng)、運河、水庫等水工建筑物[12]。并且，此地區(qū)大多數(shù)水工建筑物多位于高烈度地震區(qū)[1]。圖1為2009—2019年俄羅斯水工建筑物類別及數(shù)量[9]。

圖1 2009—2019年俄羅斯水工建筑物分類及數(shù)量

俄羅斯水工建筑物主要包括液體工業(yè)廢物水工工程、燃料與能源綜合體水工工程、水資源類水工工程及無主的水資源類水工工程。值得注意的是，相當數(shù)量的俄羅斯水資源類水工工程所有權(quán)歸屬未知，屬于無主工程。在俄羅斯水工建筑物總數(shù)量中，水資源類水工工程數(shù)量占比最大。2009年的占比為78.9%，2019年高達94.2%。而液體工業(yè)廢物水工工程和燃料與能源綜合體水工工程數(shù)量占比很小。此外，俄羅斯水工建筑物總數(shù)量呈逐年下降趨勢；液體工業(yè)廢物水工工程、燃料與能源綜合體水工工程數(shù)量基本保持不變；水資源類水工工程數(shù)量，包括無主的水資源類水工工程數(shù)量明顯減少。與2009年相比較，2019年水工建筑物總數(shù)量、水資源類水工工程數(shù)量和無主的水資源類水工工程數(shù)量分別下降了37.8%、25.8%和50%。俄羅斯水資源類水工工程數(shù)量的持續(xù)減少與俄羅斯無主水工和老舊水工工程的被清理整頓有關(guān)。同時，其減少趨勢與俄羅斯整體的工農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和體量呈正相關(guān)。例如，俄羅斯遠東和西伯利亞地區(qū)人口不斷萎縮，土地利用率不斷下降，客觀上導(dǎo)致對水資源和水利工程的需求不斷降低。

俄羅斯燃料與能源綜合體水工工程主要由各類電站組成，其中包括水電站，熱電站，水力循環(huán)式發(fā)電站，抽水蓄能電站，核電站。在俄羅斯液體工業(yè)廢物水工工程中，采礦工業(yè)中的尾礦庫和廢渣儲存設(shè)施占比較大，其余依次為石油化工行業(yè)、冶金行業(yè)等。由于俄羅斯是全球金屬和非金屬礦產(chǎn)品及制成品主要的生產(chǎn)和出口國，其采礦工業(yè)的尾礦庫和廢渣儲存設(shè)施數(shù)量較多。

2 水工建筑物安全生產(chǎn)與安全監(jiān)察監(jiān)管

隨著時間的累積，得不到及時解決的安全隱患可能會導(dǎo)致突發(fā)性的水工建筑物事故。因此，水工建筑物安全生產(chǎn)及監(jiān)察監(jiān)管的目標，即有效地抑制這種突然的變化，確保在設(shè)計使用年限內(nèi)水工建筑物安全可靠地運行。

2.1 水工建筑物事故統(tǒng)計及分析

水工建筑物在發(fā)揮效益的同時，存在潛在的安全風(fēng)險。2009—2019年俄羅斯水工建筑物事故情況如表1所示[9]。

表1 2009—2019年俄羅斯水工建筑物事故情況

由表1可知，2009—2019年間，俄羅斯水工建筑物事故呈現(xiàn)零星偶發(fā)態(tài)勢。但是極少數(shù)事故造成大量人員傷亡和財產(chǎn)損失。例如，2009年8月17日，俄羅斯水力發(fā)電公司下屬的位于西伯利亞聯(lián)邦管區(qū)哈卡斯共和國的薩楊-舒申斯克水電站，發(fā)生了世界水電史上罕見的重大事故。事故主要經(jīng)過如下：水輪發(fā)電機機罩的螺栓疲勞斷裂引發(fā)發(fā)電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子向上運動并被破壞；由于電廠斷電且無備用電源，緊急閘門未能及時關(guān)閉，洪水進入電廠，造成設(shè)備短路，電廠內(nèi)發(fā)生嚴重破壞。事故共造成75名運營人員死亡，經(jīng)濟損失近75億盧布。事故調(diào)查后，25人被追究相應(yīng)責任。通過跟蹤檢測，水電站大壩主體狀況良好，未受到事故影響。經(jīng)過緊急搶修和重建工作，水電站機組于2015年前被陸續(xù)安裝并投入運行。

2013年春汛和洪水期間，俄羅斯共發(fā)生了4起與水工建筑物損壞有關(guān)的事故，但是具體事故原因不詳。根據(jù)俄羅斯環(huán)境、技術(shù)與原子能監(jiān)察署2013年度報告，導(dǎo)致上述四起事故的共性要素包括：高素質(zhì)技能型人才短缺；應(yīng)急救援隊伍建設(shè)暫未啟動，應(yīng)急物資和應(yīng)急裝備未儲備和配備，應(yīng)急演練未定期開展；日常運營和維保所需要的資金不足；未配備技術(shù)手段和組織專家對水工建筑物及其附屬設(shè)備設(shè)施進行定期安全檢查。

2016年，西北聯(lián)邦管區(qū)諾夫哥羅德州發(fā)生一起漫頂事故，導(dǎo)致14.5 m長的土壩損毀，所幸未造成人員傷亡。事故經(jīng)過如下：泄洪期間，泄洪閘門未能及時開啟并一直處于關(guān)閉狀態(tài)，導(dǎo)致河水上升至臨界水位并從土壩的壩頂溢出。事故調(diào)查結(jié)果表明：相關(guān)人員違反操作規(guī)程，未能及時對大壩水位實行有效監(jiān)測；泄洪閘啟閉值班人員缺乏專業(yè)技能；大壩安全管護人員未經(jīng)培訓(xùn)并無證上崗；事故發(fā)生時，泄洪閘門未能及時打開并保持關(guān)閉狀態(tài)。

2017年，雪水和強降雨等引起了3起水工建筑物事故。其中，2017年2月，由于積雪融化后的大量雪水無法及時通過引水渠排出，南部聯(lián)邦管區(qū)羅斯托夫州某大壩發(fā)生漫頂事故，在大壩上造成了10～15 m的缺口而潰決。事故調(diào)查結(jié)果表明：在事故發(fā)生之前，該大壩的安全狀況較差，大壩管理方未做好大壩及附屬設(shè)施的維修養(yǎng)護工作，累積諸多安全隱患。例如，大壩上下游壩坡護坡侵蝕開裂；壩身斷面低矮，壩體單薄，大壩未經(jīng)加高培厚；泄洪道由于蘆葦和木本植物過度生長而被堵塞。

2017年5月11日，烏拉爾聯(lián)邦管區(qū)秋明州伊希姆市防洪大壩因洪水沖刷壩基出現(xiàn)管涌，發(fā)生潰壩事故。該大壩類型為土石壩，主要由壤土、黏土構(gòu)成。壩長2 242 m，最大壩高為6.56 m。該防洪大壩的業(yè)主是伊希姆市政府，大壩運營單位為伊希姆市住房和公共服務(wù)部。事故發(fā)生前，該防洪大壩已投入使用32 a。事故調(diào)查結(jié)果表明：該大壩規(guī)模小，安全風(fēng)險值低，為俄羅斯第Ⅳ類水工建筑物。大壩運營單位疏忽管理，未做好大壩及附屬設(shè)施的日常維修養(yǎng)護工作。事故調(diào)查后，伊希姆市住房和公共服務(wù)部承擔該事故的行政責任。

2017年5月26日，南部聯(lián)邦管區(qū)阿迪格共和國舍夫格諾夫斯基區(qū)法爾斯河大壩，因暴雨引發(fā)洪澇，導(dǎo)致法爾斯河頓杜科夫斯卡婭水文站水位升至605 cm，超警戒水位55 cm。法爾斯河右岸大壩被洪水沖開，導(dǎo)致潰壩，出現(xiàn)近20 m的缺口。洪水淹沒了大量住宅、公寓和教育機構(gòu)，共造成1 584人受傷，經(jīng)濟損失達15 340.7萬盧布。事故的主要原因是業(yè)主/運營單位未對法爾斯河采取定期的河道清淤疏浚，導(dǎo)致河道的行洪能力下降。

由于2013年度事故數(shù)據(jù)不詳，該年度數(shù)據(jù)不納入統(tǒng)計分析。2009—2019年間，俄羅斯水工建筑物事故主要發(fā)生地區(qū)包括：西伯利亞聯(lián)邦管區(qū)，西北聯(lián)邦管區(qū)，烏拉爾聯(lián)邦管區(qū)和南部聯(lián)邦管區(qū)。40%的事故發(fā)生在俄羅斯南部聯(lián)邦管區(qū)。水資源類水工工程事故在水工建筑物事故中的占比高達80%。水資源類水工工程事故主要是由于漫頂和管涌等導(dǎo)致的潰壩引起的。燃料與能源綜合體水工工程事故占比為20%(2009年水電站事故)，液體工業(yè)廢物水工事故發(fā)生率為0。

總體來說，2009—2019年俄羅斯水工建筑物事故較少，如2013年和2017年事故僅分別為4起和3起。以潰壩事故最多的2017年為例，俄羅斯發(fā)生潰壩失事的大壩3座，年潰壩率為0.014 3%，低于世界公認的0.02%的低潰壩率水平[13-14]。據(jù)不完全統(tǒng)計，2009年中國未發(fā)生水庫潰壩，2010年發(fā)生潰壩的水庫有11座[13]。美國在2010—2020年期間年均潰壩約25座，年均潰壩率約為0.027%[15]。因此，較其他國家潰壩事故發(fā)生率，俄羅斯水工建筑物，在過去的10多年中，包括大壩運營的安全生產(chǎn)形勢相對平穩(wěn)有序。

2.2 水工建筑物安全監(jiān)察監(jiān)管

2.2.1安全監(jiān)察監(jiān)管的主要法律依據(jù)

蘇聯(lián)最早于1972年起開始施行《電站安全監(jiān)督暫行條例》[16]，對水工建筑物進行安全監(jiān)察監(jiān)管。在蘇聯(lián)解體之初，社會動蕩和經(jīng)濟困難使得俄羅斯水工建筑物安全未能得到足夠重視。20世紀90年代，烏拉爾地區(qū)一連串的潰壩事故引起了公眾對俄羅斯水工建筑物安全的強烈關(guān)注。1997年7月21日俄羅斯法律第117-ФЗ號《水工建筑物安全法》正式生效，標志著俄羅斯水工建筑物的安全生產(chǎn)和監(jiān)察監(jiān)管工作得到全面加強[17]。

目前，俄羅斯以《水工建筑物安全法》《危險生產(chǎn)設(shè)施工業(yè)安全法》等聯(lián)邦法律為基礎(chǔ)，以行政法規(guī)《水工建筑物安全聯(lián)邦監(jiān)督管理條例》《水工建筑物分類管理辦法》《水工建筑物安全申報注冊辦法》等為核心，以部門規(guī)章、規(guī)范性文件和技術(shù)標準為配套，形成了一套適合俄羅斯國情的法規(guī)標準體系。同時，俄羅斯持續(xù)推進包括《水工建筑物安全法》在內(nèi)的法規(guī)標準修訂與修正工作。例如，《水工建筑物安全法》(2020年12月8日修訂)要求所有可能導(dǎo)致緊急情況的水工建筑物必須進行風(fēng)險等級評估和注冊登記。《危險生產(chǎn)設(shè)施工業(yè)安全法》(2020年12月8日修訂)[18]規(guī)定自2014年開始建立并施行風(fēng)險導(dǎo)向型監(jiān)察監(jiān)管機制。例如，對第Ⅰ、Ⅱ類水工建筑物，實施強制安全監(jiān)察監(jiān)管制度(頻率為1 a-1)；第Ⅲ類危險源的監(jiān)察監(jiān)管頻率為1 (3 a)-1，對第Ⅳ類危險源的安全監(jiān)察監(jiān)管不做強制要求。根據(jù)俄羅斯政府第401號政府令(2020年12月28日修訂)規(guī)定[19]，俄羅斯環(huán)境、技術(shù)與原子能監(jiān)察署承擔水工建筑物(除港口和航運設(shè)施外)的全方位安全監(jiān)察監(jiān)管職責，是水工建筑物安全生產(chǎn)的監(jiān)察監(jiān)管主體。

2.2.2水工建筑物安全管理

俄羅斯《水工建筑物安全法》第9條規(guī)定，運營單位和業(yè)主是水工建筑物安全生產(chǎn)的責任主體[17]。嚴格落實水工建筑物安全生產(chǎn)的主體責任，需要運營單位和業(yè)主對水工建筑物的建設(shè)、運行及維護承擔相應(yīng)的責任和義務(wù)。

水工建筑物遵循自然老化規(guī)律，根據(jù)失效率可以劃分出3個不同的時期：起始、正常運行和老化[20]。目前，相當數(shù)量的俄羅斯中小型水庫和大壩在沒有維修和重建的情況下已持續(xù)運行了30 a或更長時間[20]。甚至，在俄羅斯南部地區(qū)，大量水工建筑物使用壽命已超過55 a或更長[1]。根據(jù)俄羅斯《水工建筑物安全申報注冊辦法》，按照水工建筑物安全狀況，分為正常、降等、不合格和危險4個等級。基于俄羅斯環(huán)境、技術(shù)與原子能監(jiān)察署官方數(shù)據(jù)，以2018—2019年為例，俄羅斯不同安全狀況的水工建筑物分布情況如表2所示[9]。

表2 2018—2019年俄羅斯不同安全狀況的水工建筑物分布

由表2可知，2019年水工建筑物安全狀況為不合格和危險級的占比大幅上升。以俄羅斯南部地區(qū)為例，33.6%(10 709座)的水工建筑物安全狀況為危險級。另一方面，中央聯(lián)邦管區(qū)內(nèi)31.4%(9 730座)的水工建筑物安全狀況為危險級，伏爾加河沿岸聯(lián)邦管區(qū)的上述數(shù)據(jù)為28.5%(8 844座)[12]。安全狀況為不合格和危險級的水工建筑物發(fā)生事故的概率較大，一旦事故發(fā)生，將會導(dǎo)致重大人員傷亡或者其他災(zāi)難性后果。因此，近年來，為了改善狀況堪憂的水工建筑物安全生產(chǎn)問題，俄羅斯對2 400多處水利工程加強了監(jiān)管和維護[21]。

另一方面，歷史上遺留下來的俄羅斯無主水工建筑物數(shù)目眾多且分布廣泛。例如，截至2014年初，俄羅斯仍有6 092座無主水工建筑物，其中929座為安全狀況為不合格的水工建筑物。在俄羅斯南部地區(qū)，也有近1 091座無主水工建筑物[12]。目前，俄羅斯在聯(lián)邦層面上正致力于不斷減少無主水工建筑物的數(shù)量。如圖2顯示了2010—2019年俄羅斯無主水工建筑物數(shù)量及分布情況[9]。

圖2 2010—2019年俄羅斯無主水工建筑物數(shù)量及分布

由圖2(a)可以看出，無主水工建筑物由于缺乏運營單位和業(yè)主進行日常維護和管理，絕大部分安全狀況堪憂，亟待清理和治理。無主水工建筑物屬于俄羅斯水工建筑物工程體系的薄弱環(huán)節(jié)。近年來俄羅斯在聯(lián)邦層面上對無主水工建筑物的重視程度、投資力度、整治規(guī)模都是前所未有的。由圖2(b)可以看出，2010—2019年俄羅斯無主水工建筑物數(shù)量總體呈逐年減少趨勢，這其中包括大量的無主水工建筑物得到了確認和清理，部分無主水工建筑物完成了國家登記并重新確定了所有權(quán)關(guān)系，從而一定程度上減輕了俄羅斯水工建筑物體系的安全監(jiān)察監(jiān)管壓力。以2017年為例，俄羅斯車臣共和國、布良斯克州、沃洛格達州和特維爾州的無主水工建筑物全部清理結(jié)束。截至2017年底，俄羅斯28個聯(lián)邦主體內(nèi)的無主水工建筑物得到了完全清理，其中部分無主水工建筑物完成國家登記注冊程序，重新確定了安全責任主體。然而，基于俄羅斯環(huán)境、技術(shù)與原子能監(jiān)察署2017年報告，俄羅斯南部地區(qū)北高加索聯(lián)邦管區(qū)的斯塔夫羅波爾邊疆區(qū)的無主水工建筑物狀況較為嚴峻。主要體現(xiàn)在：一方面，無主水工建筑物數(shù)量多達1 318座，占俄羅斯無主水工建筑物總數(shù)的40.2%。另一方面，對無主水工建筑物安全生產(chǎn)不重視，2017年無任何一處無主水工建筑物開展清理、登記注冊和確定所有權(quán)程序[9]。

自2014年開始，俄羅斯國內(nèi)開始建立并施行風(fēng)險導(dǎo)向型監(jiān)察監(jiān)管機制，該機制運轉(zhuǎn)的前提與基礎(chǔ)是水工建筑物風(fēng)險辨識、分級和登記。2009—2019年俄羅斯水工建筑物分級及行業(yè)分布情況如圖3所示[9]。

圖3 2009—2019年俄羅斯水工建筑物分級及行業(yè)分布

由圖3(a)可以看出，俄羅斯第Ⅰ～Ⅲ類水工建筑物數(shù)量占比小，第Ⅳ類水工建筑物占比最大。以2018—2019年為例，第Ⅳ類水工建筑物占比分別為92%和85.2%。由圖3(b)可知，在第Ⅰ類水工建筑物的構(gòu)成中，動力工程類水工工程占比大，其余依次為工業(yè)設(shè)施類和水資源類。動力工程類水工建筑物主要由各類電站設(shè)施構(gòu)成，安全風(fēng)險值較高。2009年8月17日發(fā)生事故的薩楊-舒申斯克水電站即屬于動力工程類水工工程。俄羅斯第Ⅳ類水工建筑物雖然安全風(fēng)險值低，但是其數(shù)量大，服役壽命長，絕大部分屬于中小水工建筑物甚至無主水工建筑物，硬件和安全管理上的落后易引起各類事故發(fā)生。2009—2019年間，約80%的事故發(fā)生在俄羅斯第Ⅳ類水工建筑物。因此第Ⅳ類水工建筑物實際上屬于高度危險的生產(chǎn)對象。針對不同風(fēng)險類別的水工建筑物，2009—2019年俄羅斯水工建筑物安全監(jiān)察監(jiān)管情況如圖4所示[9]。

圖4 2009—2019年俄羅斯水工建筑物安全監(jiān)察監(jiān)管情況

基于俄羅斯《危險生產(chǎn)設(shè)施工業(yè)安全法》，針對第Ⅳ類危險源的安全監(jiān)察監(jiān)管不做強制要求，安全監(jiān)察監(jiān)管工作的重點主要針對第Ⅰ～Ⅲ類水工建筑物。因此，從圖4(a)可以看出，2009—2019年間，尤其是2014年以后，安全監(jiān)察監(jiān)管次數(shù)略有下降，如2019年較2018年下降了11.4%，監(jiān)察監(jiān)管效率得以提高；但是監(jiān)察監(jiān)管中被發(fā)現(xiàn)的違法違規(guī)數(shù)量呈顯著增長態(tài)勢，如2019年較2018年增加了27.9%。如圖4(b)所示，針對水工建筑物安全生產(chǎn)的違法違規(guī)行為，監(jiān)察監(jiān)管主體主要通過罰款、暫停生產(chǎn)活動等經(jīng)濟和行政手段進行處罰。2009—2019年，罰金數(shù)額呈逐年增加趨勢。2019年罰金達9 190萬盧布，較2009年增加了約22.3倍。表3為2018年度在水工建筑物安全監(jiān)察監(jiān)管過程中發(fā)現(xiàn)的典型違法違規(guī)行為[9]。

表3 被發(fā)現(xiàn)的典型違法違規(guī)行為

除了設(shè)備設(shè)施老化、故障等硬件因素外，水工建筑物運營管理等軟件要素也至關(guān)重要。先前的研究表明，大壩安全事故是外部因素、自身因素(大壩結(jié)構(gòu)或地質(zhì)條件)和人為因素(管理不當及人為失誤)綜合作用下的后果[22]。因此，高素質(zhì)的管理隊伍以及針對水工建筑物開展定期或不定期的安全監(jiān)測和安全風(fēng)險評估是水工建筑物安全生產(chǎn)的必要條件。鑒于當前俄羅斯水工建筑物面臨的問題和挑戰(zhàn)，2012年俄羅斯政府出臺了《2012—2020年俄羅斯水資源綜合開發(fā)》的政府法規(guī)[11]。以《2012—2020年俄羅斯水資源綜合開發(fā)》為重點，俄羅斯財政投入了5 230億盧布，并主要圍繞以下任務(wù)開展了相關(guān)工作。

a.恢復(fù)和保護各類水資源設(shè)施。俄羅斯每萬美元GDP用水量較高，遠超歐美資本主義發(fā)達國家的平均水平。這跟俄羅斯水資源類水工設(shè)施的磨損老化和工農(nóng)業(yè)粗放式的經(jīng)營方式等因素有關(guān)。此外，俄羅斯水資源污染的問題較為嚴重，約70%的河流和湖泊為非飲用水水源地。因此，為了合理利用水資源，需要水工建筑物進行干預(yù)調(diào)節(jié)。目前伏爾加河下游和阿穆爾河流域是俄羅斯恢復(fù)和保護各類水資源設(shè)施的重點地區(qū)。

伏爾加河的廣泛開發(fā)曾對俄羅斯的經(jīng)濟做出過重大貢獻，但也產(chǎn)生了不利的生態(tài)后果。目前，伏爾加河下游最重要的水管理任務(wù)就是通過對伏爾加格勒水電站下游的水管理綜合體進行系統(tǒng)改造，保護伏爾加-阿赫圖巴泛濫平原和三角洲的獨特生態(tài)系統(tǒng)。例如，梯級水庫的建立對伏爾加河珍貴洄游魚類有很大影響，為鱘魚等魚類的產(chǎn)卵和返回創(chuàng)造合適條件，并補償了因水工建筑物建設(shè)帶來的漁業(yè)損失。

阿穆爾河流域一直屬于俄羅斯最易發(fā)生洪災(zāi)的地區(qū)之一。目前，來自工業(yè)、公共和農(nóng)業(yè)設(shè)施的廢水已導(dǎo)致阿穆爾河流域水質(zhì)惡化，這對阿穆爾河流域漁業(yè)和旅游觀光業(yè)產(chǎn)生了較大的影響。此外，阿穆爾河流域河岸侵蝕現(xiàn)象嚴重，增加河道的不穩(wěn)定性，并導(dǎo)致河道強烈變形。河道強烈變形將大大增加洪災(zāi)風(fēng)險，因此需要采取適當?shù)墓こ碳夹g(shù)措施進行防護。

b.開發(fā)并利用新一代可長期使用、緊湊、可靠、移動式水工建筑物安全檢測和監(jiān)測設(shè)備，該設(shè)備可以自動發(fā)送各種類型的信息，預(yù)防各類水工建筑物(包括無主水工建筑物)事故發(fā)生。

安全監(jiān)測和實時的風(fēng)險評估是保障水工建筑物安全的重要手段。智能化安全監(jiān)控體系是安全監(jiān)測的發(fā)展趨勢。當前特高壩、高寒區(qū)水工建筑物的運營對安全檢測和監(jiān)測設(shè)備提出了更高的要求，為實現(xiàn)對體表面位移和內(nèi)部溫度狀態(tài)的在線監(jiān)測和監(jiān)控，積極嘗試運用無人機、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，擴大在線安全監(jiān)測系統(tǒng)的覆蓋范圍。同時，運營單位仍然需要重視全面、規(guī)范的人工觀測和巡查。依靠現(xiàn)場檢查和在線安全監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對水工建筑物安全狀態(tài)的準確評估和健康診斷。

c.重點關(guān)注坐落于高烈度地震區(qū)域的水工建筑物安全問題。在高烈度地震區(qū)建設(shè)和運營水工建筑物，抗震防災(zāi)減災(zāi)設(shè)計已成為解決該問題的關(guān)鍵[23]。俄羅斯水工建筑物抗震安全性計算主要基于抗震設(shè)計反應(yīng)譜理論。近幾十年來，在水工建筑物抗震安全性的計算中，越來越多地使用概率分析計算方法，該方法考慮了介質(zhì)的彈塑性變形。根據(jù)最新的理論進展和工程實踐，俄羅斯定期或不定期地修訂相應(yīng)的標準規(guī)范，為地震區(qū)水工建筑物的建設(shè)和運營提供理論指導(dǎo)。如俄羅斯最新版本的規(guī)范《地震區(qū)的建設(shè)》(СП 14.13330.2018 《Строительство в сейсмических районах》)已于2018年正式公布。

d.重視傳統(tǒng)爆炸載荷和非傳統(tǒng)威脅(如恐怖襲擊)環(huán)境下各類水工建筑物的生存性問題。

近10多年來，俄羅斯境內(nèi)恐怖襲擊事件時有發(fā)生。爆炸載荷與水工建筑物之間的相互作用屬于隨機的、非線性的、瞬態(tài)的物理化學(xué)過程。針對該科學(xué)問題，宜結(jié)合類比實驗數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬結(jié)果，逐步建立可靠的數(shù)學(xué)模型。此外，關(guān)于爆炸區(qū)域附近的爆炸力學(xué)參數(shù)計算，有必要使用概率統(tǒng)計方法，允許以合理的概率預(yù)測水工建筑物受撞擊和損壞的程度。

3 討 論

通過對俄羅斯水工建筑物相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，分析了事故的觸發(fā)因素、分布規(guī)律和安全監(jiān)察監(jiān)管特點。對中國水工建筑物，尤其是水庫大壩安全有借鑒的經(jīng)驗或教訓(xùn)如下。

a.與蘇聯(lián)剛解體之初相比，2009—2019年間，俄羅斯水工建筑物安全生產(chǎn)形勢相對平穩(wěn)有序。近10多年來，俄羅斯水工建筑物事故主要是由于漫頂和管涌等導(dǎo)致的潰壩事故。首先，絕大部分的漫頂事故是由于洪水超標準和工程泄洪能力不足而造成的。這要求水庫大壩等水工建筑物設(shè)計者必須慎重對待洪水分析。工程投入使用后,洪水復(fù)核應(yīng)是運營單位常規(guī)且重要的工作。運營單位須做好洪水預(yù)報和高水位時水庫大壩的安全監(jiān)測工作，嚴格執(zhí)行水庫大壩調(diào)度規(guī)則，必要時對水庫大壩進行擴建改造，尤其是對于土石壩工程而言。其次，管涌較大概率上可以歸因于施工作業(yè)、施工材料質(zhì)量以及水工建筑物結(jié)構(gòu)等不符合標準規(guī)范要求，如土石壩的施工材料、施工順序等對土石壩的可靠服役產(chǎn)生一定的影響[24]。

b.立法工作是確保水工建筑物安全的重要舉措，法規(guī)標準體系是水工建筑物安全生產(chǎn)的依據(jù)和監(jiān)察監(jiān)管的標尺。近10多年來，俄羅斯不斷完善水工建筑物法規(guī)標準體系，這為俄羅斯水工建筑物安全生產(chǎn)和監(jiān)察監(jiān)管提供了堅實的法制保障和技術(shù)支撐。目前中國一些法律法規(guī)和技術(shù)標準頒布的時間比較久遠，有必要進一步加強水工建筑物相關(guān)立法和修訂工作，提高相關(guān)安全標準，構(gòu)建適應(yīng)當下實際形勢的安全法規(guī)與技術(shù)標準體系。此外，經(jīng)濟處罰情況與俄羅斯水工建筑物安全生產(chǎn)環(huán)境改善呈正相關(guān)性。通過經(jīng)濟手段和行政手段，可以促使責任主體加大對安全生產(chǎn)的投入，重視水工建筑物的安全生產(chǎn)問題。

c.近10多年來，約80%的俄羅斯水工建筑物事故發(fā)生在中小型水庫大壩。一般來說，高壩大庫類工程都有規(guī)范的管理、充足的維護資金和可靠性高的安全監(jiān)測措施。例如，在風(fēng)險值最高的第Ⅰ類水工建筑物的構(gòu)成中，俄羅斯各類電站等動力工程類水工建筑物總體安全狀況良好。相反，從安全管理的角度看，中小型、老舊水庫大壩較多地存在管理和維護資金不到位的問題。因此，從某種意義上來說，“中小型水庫大壩事故多發(fā)”的現(xiàn)象同樣也須引起中國政府及安全監(jiān)察監(jiān)管機構(gòu)的注意。此外，對年代比較久遠的老舊水工建筑物和無主水工建筑物的維護工作與監(jiān)察監(jiān)管力度應(yīng)加強重視。值得注意的是，俄羅斯水工建筑物安全監(jiān)察監(jiān)管的主要思路是提前辨識事故風(fēng)險，采取有針對性的管控措施，預(yù)防和控制水工建筑物重特大事故發(fā)生，但是，其對第Ⅳ類水工建筑物安全監(jiān)察監(jiān)管不做強制要求的規(guī)定值得商榷。

d.安全監(jiān)測和及時準確的風(fēng)險評估是保障水工建筑物安全的重要手段。例如，在安全監(jiān)測和風(fēng)險分析的基礎(chǔ)之上，根據(jù)無主和老舊水工建筑物安全狀況，有針對性地提出處置措施。部分安全狀況較好的上述水工建筑物可以繼續(xù)運行，發(fā)揮其特定的功能。目前，俄羅斯針對水工建筑物安全的風(fēng)險分析方法得到了較好的發(fā)展。安全監(jiān)測和風(fēng)險辨識評價，是為了更好地實現(xiàn)針對不同危險源的分級管控和隱患排查治理。中國亟須改變傳統(tǒng)的工程安全管理模式，從工程安全管理向工程風(fēng)險管理方向發(fā)展[25]。

4 結(jié) 論

a.在俄羅斯水工建筑物的構(gòu)成中，水資源類水工工程占比最大。近10多年來，俄羅斯大量的無主水工和老舊水工工程被清理整頓。無主的水資源類水工工程數(shù)量明顯減少，俄羅斯水工建筑物總數(shù)量呈逐年下降趨勢。俄羅斯水資源類水工工程事故在水工建筑物事故中占比最大。水資源類水工工程事故主要是由于漫頂和管涌等導(dǎo)致的潰壩引起的。導(dǎo)致俄羅斯水工建筑物事故發(fā)生的最主要因素是 “人的不安全行為” 和 “管理上的漏洞” 。

b.較世界其他國家潰壩事故發(fā)生率相比，近10多年來，俄羅斯水工建筑物包括大壩運營的安全生產(chǎn)形勢相對平穩(wěn)有序，2017年潰壩率為0.0143%。這得益于不斷完善的俄羅斯水工建筑物法規(guī)標準體系等安全管理軟件要素。此外，監(jiān)察監(jiān)管主體采取的行政手段和經(jīng)濟手段等強監(jiān)管措施，有助于水工建筑物安全責任主體加大安全生產(chǎn)投入，重視安全生產(chǎn)問題。

c.俄羅斯南部地區(qū)現(xiàn)存大量安全狀況堪憂的老舊水工建筑物和無主水工建筑物。近10多年來，約40%的水工建筑物事故發(fā)生在俄羅斯南部地區(qū)南部聯(lián)邦管區(qū)，該地區(qū)屬于俄羅斯水工建筑物事故高發(fā)地。此外，約80%的俄羅斯水工建筑物事故發(fā)生在中小型水庫大壩，而此類水工工程又屬于安全風(fēng)險值低的第Ⅳ類水工建筑物。俄羅斯“中小型水庫大壩事故多發(fā)”的現(xiàn)象須引起中國政府及安全監(jiān)察監(jiān)管機構(gòu)的重視，不能夠放松對老舊水工建筑物和無主水工建筑物的維護工作與監(jiān)察監(jiān)管力度。

d.近年來，俄羅斯不斷重視水資源的綜合開發(fā)和管理。例如，通過恢復(fù)和保護俄羅斯各類水資源設(shè)施，合理利用水資源；開發(fā)水工建筑物安全監(jiān)測技術(shù)和設(shè)備，完善水工建筑物風(fēng)險評估方法；關(guān)注俄羅斯國內(nèi)高烈度地震區(qū)域的水工建筑物安全問題；重視傳統(tǒng)爆炸載荷和非傳統(tǒng)威脅(如恐怖襲擊)環(huán)境下俄羅斯各類水工建筑物的生存性問題。