航电枢纽工程安全监管研究

方卫华，吴建琨，陈允平，乐国兴，赵 阳

（水利部南京水利水文自动化研究所，江苏 南京 210012）

0 引言

1991 年 3 月 22 日以国务院令第 78 号发布的《水库大坝安全管理条例》（以下简称《条例》）是我国第 1 部水库大坝安全管理的行政法规。《条例》颁布 20 多 a 来，对我国规范大坝安全管理起到了重要作用。随着社会的发展，水库管理相关法律环境发生了显著变化，条例修订显得越来越紧迫。为此，水利部于 2009 年初提出《水库大坝安全管理条例》修订的设想。为做好《条例》的修订工作，首先必须明确《条例》的适用范围。航电枢纽工程是新鲜事物，是否应该属于《条例》管理范围，目前尚未有统一意见。尽管目前有一些学者对航电工程进行研究，但主要限于交通船舶安全，对工程和防洪安全并未涉及[1-3]。相对而言，国内外水库大坝安全监管体制比较成熟[4]。为此水利部建设管理与质量安全中心对航电枢纽安全监管研究进行了立项研究，经过近 1 a 的研究，研究报告已于 2012 年 12 月通过专家验收。

1 航电枢纽工程安全监管研究依据及现状

1.1 相关法律

1）《中华人民共和国水法》第 12 条规定，国务院水行政主管部门负责全国水资源的统一管理和监督工作；第 38 条规定，在河道管理范围内修建建筑物应当符合国家规定的防洪标准和其他技术要求，工程设计方案应当依照防洪法的有关规定报经有关水行政主管部门审查同意；第 42 条规定，水行政主管部门应当加强对水工程安全的监督管理。

2）《中华人民共和国电力法》第 6 条规定，国务院电力管理部门负责全国电力事业的监督管理。

3）《中华人民共和国防洪法》第 8 条规定水行政主管部门在国务院的领导下，负责全国防洪的组织、协调、监督、指导等日常工作。在所管辖的范围内行使法律、行政法规规定和国务院水行政主管部门授权的防洪协调和监督管理职责。

4）《中华人民共和国安全生产法》第 5 条规定，生产经营单位的主要负责人对本单位的安全生产工作全面负责。

1.2 相关工程

自 20 世纪 80 年代以来，为渠化河流、有效提高航道等级，交通部门投资兴建了或正在兴建一批航运枢纽工程。截至目前，我国交通部门通过全资、参股、控股等多种形式，在西江、湘江、嘉陵江、信江、昌江、闽江、渠江、涪江、汉江、松花江、连江等航道上共建设了（含在建）40 多座航电枢纽。此外，湘江长沙、松花江依兰、渠江风洞子等航电枢纽也在开工建设。据不完全统计，近年我国已建和拟建的各类航电枢纽工程将达 85 座。通过对国内正在建设的江西石虎塘航电枢纽，已经建成的湖南株洲、湖南大源渡、黑龙江大顶子山等航电枢纽，以及即将开工新建的土谷塘航电枢纽的调查研究，可以总结出如下规律：1）航电枢纽大多具有较大库容且有一定的水头，如石虎塘航电枢纽工程总库容 7.43 亿 m3，株洲航电枢纽水库总库容 12.45 亿 m3，大源渡航电枢纽水库总库容 4.50 亿 m3，大顶子山航电枢纽工程总库容 19.97 亿 m3，土谷塘航电枢纽工程设计正常蓄水位相应库容 1.97 亿 m3，上述航电枢纽工程中还有比较高的水头，如亭子口航电枢纽坝高 78 m、百色航电枢杻的坝高 105 m 外，大多数水头也多在 10 m 以上，这些数据表明，航电工程一旦出现工程或防洪安全问题，后果十分严重；2）影响航电枢纽安全的因素主要包括防洪安全、深层抗滑、闸室稳定、船舶碰撞、冲刷和侵蚀等；3）在航电枢纽规划、设计、施工和运行过程中，都有水利、水电等方面的单位参与；4）航电枢纽工程和防洪安全的监管尚不完善，特别在洪水预报调度、工程安全监测与评估等方面尚需要进一步加强。

2 航电枢纽工程特点

2.1 结构功能及安全风险

2.1.1 结构功能

航电枢纽工程一般由挡水、泄水、通航（船闸）、发电和交通等建筑物组成，如图 1 所示。从各个部位的结构特征来看，航电枢纽的主要结构与水利枢纽，尤其与闸坝结构十分类似，如广东飞来峡水利枢纽和广西麻石水电站等。由于结构、地质条件和运行环境与一般水库大坝无显著差异，因此安全风险也与一般水库或水电站大坝没有本质区别。

图1 航电工程主要结构组成示意图

2.1.2 安全风险

航电枢纽工程安全主要包括生产、工程和防洪等安全。在工程安全中有防洪安全，是因为防洪安全不仅对工程安全有重大影响，而且工程失事也将产生最大防洪安全事故；同时防洪安全对生产安全也有决定性作用，小的防洪事故导致财产损失，大的防洪安全事故将导致人民生命财产损失和工程破坏。尽管生产安全主要关注的是“人”的安全，但生产安全将对工程和防洪安全造成重要影响。

工程安全主要指工程在建设和运行过程中能够承受各种荷载作用，确保结构强度和稳定满足要求，不出现危及工程正常运行的重大结构破坏。

防洪安全是指由于超标准洪水或用水调度过程中不合理操作导致出现危及生产或工程安全的重大事件（故）。防洪安全必然导致生产及工程安全，同时生产安全或工程安全也可能导致防洪安全。典型事例包括 2010 年 6 月的江西特大洪水侵袭，赣江石虎塘航电枢纽工程围堰破口、进水，电缆、电线，甚至大型固定设备如拌合楼、筛分楼、门塔机等被水淹没或冲走，生活区部分被淹。2010 年 7 月 18 日下午，嘉陵江水流湍急，河水陡涨，草街航电枢纽右岸泄洪闸工地形成 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，防洪安全形势十分严峻。19 日晨 6 时 50 分，嘉陵江河面大量的竹木、牲畜夹杂着作物秸杆，形成长的垃圾带从上游漂来。与大坝相依而建的交通桥 11 号桥墩被水下不明物体撞击，尽管施工单位提前对桥墩进行了加固处理，但是猛烈的撞击，使桥墩发出了咯吱咯吱的响声，有 1 块加固的钢板明显弯曲变形。与此同时，船闸上引航道靠船的几个浮囤也被树木残渣裹在一起。

总之，生产、工程、防洪等安全之间是相互关联和彼此影响的。航电工程作为一种水工程，防洪安全是航电工程设计、施工和运行中必须面对的重要因素；同时航电工程在运行过程中涉及大量的水情工况，需要水调部门精心调度；在工程安全方面，还涉及冰冻、泥沙水流等气候水文数据。

2.2 安全监管的内容比较

通过调查研究和有关文献分析可知，国家安全生产监督管理总局（以下简称国家安监总局）强调的是生产过程中的安全，主要是人的安全，颁布的有关规定，主要针对生产和消防安全等。

水利、电力部门对水库或水电站大坝的安全监管，与国家安监总局及交通运输部对航运工程的安全监管存在一定的差异。

水利、电力部门对水电站大坝既强调生产安全，又强调工程和防洪安全，即使在运行期，对工程安全的重视也从未放松。因为在运行期，相对航电枢纽而言，工程人员数量和变动都不大，交叉作业和人生事故要少得多，但工程一旦失事，后果远超过一般安全生产事故，因此水利、水电部门在安全监管中将工程和防洪安全作为重要内容之一。在安全评价方面，水利水电系统主要依据 SL258-2000《水库大坝安全评价导则》对工程安全进行评估和监控，具体内容包括工程质量、运行管理、水文复核、结构安全、渗流安全、金属结构、抗震安全等 7 个方面，对大坝安全进行综合评价，并将大坝状态分成 3 类[5]。水闸安全鉴定主要从工程施工和验收、水闸运行，以及安全鉴定和检测、复核计算等情况对水闸的稳定性和抗渗稳定性，抗震能力，消能防冲，过水能力，混凝土结构，闸门，启闭机电气设备，观测设施等方面进行评价[6]。

由于国内一系列水库溃坝事件的发生，水库大坝工程安全很早就引起有关部门的重视。我国现有水库大坝 8 万多座，其中很多都是与航电枢纽工程类似结构的综合水利枢纽。水利部门在水库大坝安全监管、管理、评价等方面积累的丰富经验必将对航电枢纽工程安全监管起到十分重要的借鉴作用。

目前，电力系统对航电枢纽工程的安全监管主要体现在电力设施的电力参数上，如绝缘度、接地电阻、屏蔽设施等，对航电枢纽的工程和防洪安全基本没有涉及。

交通部门强调的安全主要是交通安全，包括公路和水运交通安全，如行车、桥梁安全等，对超速超载等管理比较严格。海事部门强调的安全主要是水上交通安全，特别是船舶、航行安全等，对工程安全涉及比较少。

交通部门目前针对航电枢纽工程的安全评价主要侧重生产安全评价，主要依据国家安监总局《安全评价通则》[7]导则进行。在《安全评价通则》中根据工程、系统生命周期和评价目的，将安全评价分为安全预、验收和现状综合等评价。其中安全评价是以实现工程、系统安全为目的，应用安全系统工程原理和方法，对工程、系统中存在的危险、有害因素进行辨识与分析，判断工程、系统发生事故和职业危害的可能性及严重程度，从而为制定防范措施和管理决策提供科学依据。

工程安全和生产安全的评价比较如图 2 所示，上部为工程安全评价，下部为生产安全预评价内容。

图2 工程安全评价和生产安全评价内容比较

从工程实例可以看出，作为拦河工程，航电枢纽工程同样存在工程和防洪安全问题，目前这一方面尚未引起足够的重视，尚缺乏完善的工程安全注册、鉴定与评估制度。对防洪安全、洪水标准，以及在航电枢纽工程建设和运行过程中对两岸堤坝、上下游水库大坝的影响等尚缺乏有效的评价与监管机制。

3 航电枢纽工程安全监管的必要性与模式

3.1 安全监管必要性

航电枢纽工程的建设和运行管理，涉及大量安全生产问题，必须根据《安全生产法》进行安全生产综合监督管理。

通过分析可知，航电工程均具有比较大的库容，防洪安全对上下游相关河道和水工建筑物都有很大的安全影响，一旦工程失事，不仅是投资损失、功能丧失，更为严重的是巨大的库容和一定水头的洪水瞬间倾泻而下，将导致下游人民生命财产的严重损失、生态灾难和社会不稳。由于航电枢纽工程作为内河上的挡水建筑物，形成了一定的库容，运行管理与水资源紧密相关，同时也肩负防洪和调度的责任，因此可以作为一种“坝”看待，根据《水法》和《防洪法》，水行政主管部门应该作为主要责任方对工程安全进行监管。

航电枢纽工程既有发电功能，同时也是用电大户，依据《电力法》，其电力安全也必须受到电力监管委员会的监管。

3.2 安全监管模式

3.2.1 安全监管的责任主体

根据航电枢纽工程特点，水利、电力、交通（海事）等部门都应作为航电枢纽工程的安全监管部门。

由于航电枢纽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须面对的最大安全问题，而防洪安全与防汛调度等密切相关，同时也涉及下游河道安全和流域一定范围内的其他水工程安全，因此水行政主管部门负责监管航电枢纽工程的防洪和工程安全。

由于航电枢纽一般以交通部门为主投资，日常管理由交通部门下属单位负责。从目前交通部门所从事的工作而言，交通部门已经肩负了航电枢纽工程日常生产安全的监管任务。根据目前的情况，航电枢纽工程的安全生产由交通部门负责是合理的。交通主管部门负责监管航电工程的建设和运行管理中的有关安全生产、市场准入、安全设备、人员资质等。

海事部门负责航电工程的水上交通安全监管，包括船舶调度、危险品运输等。

电力部门负责航电枢纽工程与电力上网有关的电气设备、电力操作人员和相关规章制度等的监管。

总之，日常安全生产的监管由交通（海事）部门负责，有关工程安全运行和水资源调度方面的情况接受水利行政部门监管，电力上网安全监管由电力部门负责。这样的监管模式与现有法规和实际执行相一致，有利于理清各部门之间的关系，发挥各部门的专业特长。

3.2.2 安全监管的内容

航电枢纽工程的安全监管分成生产、工程和防洪等安全监管。

生产安全监管由交通部门负责组织实施，有关情况接受国家安全生产总局指导。日常工程安全（包括维护维修和监测、检测）由交通部门自行组织实施，接受水利部门指导。有关电力电气设施安全部分，由运行管理单位负责，接受电力监管部门指导。

工程安全涉及设计、施工和运行管理整个工程的全生命周期，在空间上涉及结构、材料和地质条件，由于工程安全与防洪安全紧密相关，交通部门应与水利部门紧密配合。

防洪安全监管包括工程的防洪能力评估、工程对河道安全的影响，以及流域水量联合调度等对相关工程安全的影响等。在防洪安全监管方面，水利部门通过成立相应机构，聘请相应专家，通过查阅资料、检查和报告审查等方式，对航电枢纽工程的防洪评价，工程抵御洪水标准，以及防汛调度方案、设施、人员组织及有效性等进行监管。目前石虎塘航电工程的蓄水安全鉴定由水利部大坝安全管理中心负责完成，是水利部门参与航电枢纽工程安全监管的有效方式。在工程安全监管方面，水利部需要明确相关机构负责航电枢纽工程的工程安全监管，如可以委派水利部建设管理与质量安全中心参与稽查，水利部大坝安全管理中心提供技术支撑，通过现场稽查和资料审定等方式对航电枢纽工程建设方、参建方和管理方进行安全监管。

3.2.3 安全监管的措施

1）建立工程防洪安全评估制度。防洪安全评估制度必须针对航电枢纽工程各个阶段（包括项目可行性研究、施工和项目运行等阶段）分别进行。3 个阶段的有关水文、河势和力学参数必须根据实际情况予以调整和优化，同时要考虑航电枢纽工程建设和运行对河床及两岸堤坝的稳定性产生的影响。

2）建立工程安全注册制度。水库大坝安全鉴定和水电站大坝安全注册制度的实际效果表明，工程安全注册制度能有效降低工程风险，提高工程安全度。国外水利工程的安全监管实践也说明安全注册制度能有效降低工程安全风险。航电枢纽工程作为特殊的水利工程应该建立安全注册制度，新建航电枢纽完成工程竣工安全鉴定 1 a 内，或者航电枢纽完成首次定期检查半年内，航电枢纽运行单位应该向相应的机构申请航电枢纽工程安全注册。在规定期限内不申报安全注册的航电枢纽，不得投入运行；发生事故的，按照国家有关规定处理。同时借鉴《水库大坝安全鉴定办法》、《水库降等与报废管理办法（试行）》等，编制相应的航电枢纽安全鉴定、降等与报废管理等办法，包括建立工程安全定期和特种检查（含工程运行性态、水下、船舶运行监控措施等检查）和检测/监测系统运行考核等制度。

3）建立风险预案/应急管理机制。航电枢纽运行单位应当按照有关规定，编制航电枢纽险情预测和应急处理预案，经审核后，报省级以上防汛指挥机构批准，并报所在地省（区）级人民政府备案。针对工程的不同风险和级别，要经常组织相关演练，不断地对风险预案和紧急措施进行改进，以提高有效性，最大限度地降低工程风险。

4）建立相关单位市场准入制度。对设计、施工、监理和运行等提供技术服务的单位进行安全监管是对航电枢纽工程安全监管的必然要求。航电枢纽运行安全监管应对参与工程建设和评价的单位及人员的相应资质、业绩和人员素质进行明确规定，并且由相应机构定期公布符合条件的技术服务单位名单，以利于对这些单位进行监督和管理，并为各航电枢纽运行单位开展工作提供便利条件。

5）建立枢纽工程安全监控信息系统。建立有效的枢纽工程信息化系统是上级部门了解工程安全信息，实现高效监管的基础。枢纽工程信息化系统应该包括工程基本情况数据库，以及防洪调度决策支持、工程安全监测与评估、闸门监控、船闸监控、上下游船舶航行监控等系统。通过对航电枢纽现场情况、水文参数、结构参数、上下游船舶参数、运行情况的实时采集，采用多媒体、云和数据融合等技术，实现多航电枢纽工程安全信息的快速传输与处理，从而为工程安全监管提供决策服务。

4 结论与建议

4.1 结论

1）《水库大坝安全管理条例》作为国务院发布的国家层面的法规，对水利、交通和电力等各部门都具有约束力。水库大坝、水电站大坝和航电枢纽最大的安全是防洪和工程安全，因此将一般水库大坝、水电站大坝和内河航电枢杻工程（具有一定库容，参与防洪调度）纳入新修订的水库大坝安全管理条例中是具有科学和法律上的根据的。

2）航电枢纽工程作为一种特殊的水工程，包含生产、工程和防洪安全，而且 3 者之间紧密联系。目前有关生产安全监管、交通部门在有关法规的指导下已经进行了比较好的监管，但在工程和防洪安全方面监管模式尚不完善，职责和措施尚需进一步明确和加强。

4.2 建议

1）作为国务院的法规，新修订的水库大坝安全管理条例中“水库大坝”最好包括一般水库大坝、水电站大坝和具有一定调节库容并参与防洪调度的航电枢纽工程。同时新条例应明确国务院相关机构的主要监管责任，将安全监管分成行业的生产安全监管、工程和防洪安全监管，所有防洪和工程安全监管应该由水行政主管部门牵头指导，水库大坝、水电站大坝和航电枢纽工程分别由水利，电力及交通部门组织实施，最终结果需在水利部门统一备案。同时水利、电力和交通部门，分别负责相应水库大坝、水电站大坝和航电枢纽的安全生产，日常安全管理及工程建设维护市场等的监管。

2）建议对水工程相关安全监管的法律法规、部门规章、技术规范等进行集中梳理，对重复部分进行精简，对不足部分进行补充，对过时部分进行修订。国家安全生产监督管理总局、水利与防汛部门、交通部门应协同对航电枢纽工程安全风险进行评估，针对性地提出航电枢杻工程安全监管办法。建议水利部门对航电枢纽工程的安全监管从项目一开始就参与其中，在项目立项期，监管的具体内容包括流域防洪规划、工程对流域防洪形式的影响、工程防洪标准拟定、工程安全风险等；在项目建设期，主要针对施工围堰的防洪安全进行监管；在航电工程运行期，主要对工程防洪标准复核、安全注册、安全鉴定和水库联合调度方案等进行监管。

3）信息化是提高决策效率的基础，建议对全国航电枢纽工程进行信息化规划，建立安全监管决策支持系统和工程安全评估中心。通过建立航电工程安全监控信息化系统，实现对影响航电枢纽工程安全信息的集中统一和高效处理。

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[2] 陆春其. 交通建设工程安全管理新模式探讨[J]. 城市管理，2011 (6): 182-185.

[3] 王常红，马殿光. 内河枢纽通航设施管理模式研究进展[J]. 中国水运，2012, 12 (7): 30-32.

[4] 郭军. 美国大坝安全管理现状分析及启示[J]. 中国水利水电科学研究院学报，2007, 5 (4): 247-253.

[5] 水利部大坝安全管理中心. SL258-2000 水库大坝安全评价导则[S]. 北京：中国水利水电出版社，2000: 1-28.

[6] 中华人民共和国水利部. SL214-98 水闸安全鉴定规定[S].北京：中国水利水电出版社，1998: 12-15.

[7] 国家安全生产监督管理总局. AQ8001-2007 安全评价通则[S]. 北京：煤炭工业出版社，2007: 2-5.