最近，俄羅斯發(fā)生的水電站爆炸事故再次引發(fā)了人們對(duì)水庫安全性的關(guān)注。作為水壩大國，中國的水壩安全性問題一直以來頗受關(guān)注。在接受《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者采訪時(shí)，清華大學(xué)土木水利學(xué)院教授、中國科學(xué)院院士張楚漢表示，在世界建壩史上，類似這次俄羅斯水電站的爆炸事故還是首次聽說。他同時(shí)表示，大壩安全威脅主要來自四個(gè)方面，只要把好勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和管理四大關(guān)口就能基本保障大壩安全。

四大關(guān)口保障高壩安全

中國的水力資源居世界第一，技術(shù)可開發(fā)的水力資源達(dá)到5.4億千瓦。目前，中國不僅水壩數(shù)量世界第一，水壩高度也堪稱世界冠軍。據(jù)悉，目前世界上主要的3種類型壩――碾壓混凝土重力壩、面板堆石壩以及拱壩，其高度冠軍都已經(jīng)或即將誕生在中國，分別是216米的龍灘碾壓混凝土重力壩、233米的水布埡面板堆石壩和即將建成的295米的小灣拱壩，未來，305米的錦屏水壩將成為世界最高拱壩。而在我國水力資源豐富的西南地區(qū)，250米～300米的高壩比比皆是。張楚漢表示：“這在世界上是史無前例的。”

本世紀(jì)上半葉，我國興建的一批300米級(jí)高壩，每座的庫容都將達(dá)到幾十億到上百億立方米，其中多數(shù)處于強(qiáng)震區(qū)域，設(shè)計(jì)地震強(qiáng)度在8～9度之間，因此研究超巨型高壩的安全性問題已成為關(guān)系國計(jì)民生的重大課題。作為大壩安全性方面的專家，張楚漢總結(jié)分析了世界若干著名水壩破損與潰決案例的機(jī)理，他表示，根據(jù)已有的工程經(jīng)驗(yàn)，威脅大壩安全的因素主要有四方面。

在各種因素造成的潰壩中，50%以上是由洪水漫頂沖垮壩體導(dǎo)致的。張楚漢表示，避免洪水漫頂，需要在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮洪水的通過量與泄洪安全，并在運(yùn)行中加強(qiáng)管理，避免閘門無法打開等意外情況的出現(xiàn)。

地質(zhì)災(zāi)害是威脅大壩安全的第二個(gè)因素，如水庫滑坡后形成的大浪造成漫壩或地基滲漏形成通道與滑動(dòng)導(dǎo)致潰壩。不過，漫頂和地質(zhì)災(zāi)害導(dǎo)致的潰壩都主要發(fā)生在土壩。

潰壩的第三大威脅來自地震。如我國臺(tái)灣省的石崗壩由于正好處于地震斷層上，而在7.3級(jí)的“9?21”地震中潰決。不過，從2008年汶川地震來看，震區(qū)周圍2100多座大中小型的水利工程雖有不同程度損害，但沒有一座潰壩，這無疑證明了我國水壩工程具有較好的抗震能力。其中有4座大型水庫處在8～9度的震中區(qū)，高度都在100米以上，震后只出現(xiàn)了局部的輕微到中度震害，修復(fù)之后很快又能蓄水發(fā)電。張楚漢特別指出，這4座水壩正好分別是目前主流的4種壩型，能經(jīng)受如此強(qiáng)烈地震的考驗(yàn)，在世界范圍內(nèi)也很少見。“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)。”他說，“從汶川地震的經(jīng)驗(yàn)來看，只要做好各環(huán)節(jié)工作，大壩就能具備較好的抗震能力。”

另外，中小型工程中的病險(xiǎn)庫，存在泄洪、滲漏、溫度裂縫、地基沉降或者閘門設(shè)備等問題也會(huì)對(duì)水壩造成危險(xiǎn)，這是威脅大壩安全的第四個(gè)因素。

“如果把好勘測(cè)、設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理四大關(guān)口，把這四個(gè)問題防控好、解決好，大壩安全就能得到保障。”張楚漢說。

針對(duì)這些問題，現(xiàn)代化的監(jiān)控是保障大壩安全的一大手段。據(jù)記者了解，在我國目前修建的高壩中都采用了自動(dòng)化的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和儀器，監(jiān)測(cè)水位、流量、溫度、形變、沉降、地震、滑坡等各種可能影響大壩安全的因素。可以說，事關(guān)大壩安全的一舉一動(dòng)都在監(jiān)測(cè)中。

有序開發(fā)造就高效利用

相對(duì)于二三百米的高壩，小型水壩似乎安全影響更小，但其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)和防洪效益也更小。張楚漢介紹道，控制性水庫除了要求容量大，還要求水頭高，這樣才能一方面保證夏天汛期的水不會(huì)白白流入海中無法利用，一方面增大勢(shì)能，提高發(fā)電量。“不是為高壩而高壩。”張楚漢說，我國大部分水壩是中小型，但一條河上必須有幾座關(guān)鍵的龍頭水壩，用于調(diào)節(jié)河川徑流，達(dá)到防洪、發(fā)電、供水、灌溉的綜合目標(biāo)，也能使得其下游的各級(jí)水電站都能發(fā)揮最大效益。

“這其中存在平衡點(diǎn)和度的問題，既要充分發(fā)揮河流的效益又不能走極端。”張楚漢說，“比如岷江干支流上建了許多的水庫電站，很多引水電站首尾相接形成脫水河段，影響了生態(tài)環(huán)境，這就是我們反對(duì)的無序開發(fā)。”

在我國過度依賴化石能源造成的生態(tài)和環(huán)境壓力下，水電作為一種清潔的可再生能源，還可以調(diào)節(jié)太陽能和風(fēng)能這些不穩(wěn)定的可再生能源。目前，我國發(fā)展太陽能和風(fēng)能的一大障礙在于其隨季節(jié)、時(shí)間的變化差異較大，很難并網(wǎng)發(fā)電。而水庫（包括抽水蓄能電站）就是最好的儲(chǔ)能器，可以人工控制，按照上網(wǎng)電量要求調(diào)節(jié)發(fā)電量，同太陽能、風(fēng)能互補(bǔ)形成穩(wěn)定的電量入網(wǎng)，解決一些地區(qū)可再生能源并網(wǎng)難的問題。

“因此說，水利工程功勞很大并且大有可為。”張楚漢表示，我國目前有8.7萬座水壩，其中大型水壩500座，總庫容6300億立方米，水電裝機(jī)1.7億千瓦，年發(fā)電量5000億度，相當(dāng)于減排二氧化碳5億噸；有效灌溉面積8.6億畝，防洪減淹耕地（自1988年累計(jì)）12億畝；同時(shí)也支撐了改革開放后我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展。

擁有全世界最多的高壩、大庫，中國在修建和管理大壩過程中也積累了很多技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。很多國外工程技術(shù)專家也認(rèn)為，中國的高壩設(shè)計(jì)、施工建設(shè)以及關(guān)鍵技術(shù)的研究都處于