美国大坝安全概况及挑战

根据美国《国家大坝清单》，全国现有9万多座水库大坝，3%归联邦政府所有，其余为州或地方政府、公共事业机构和私人所有。20世纪70年代发生的多起溃坝事故，以及“911恐怖袭击”，促使美国国会和联邦政府主管部门相继出台《国家大坝清单》和《国家大坝安全战略规划》，旨在强化大坝安全监测、检修和维护，以及提高应急事件响应能力。

2015年-2018年期间，洪水导致北卡罗来纳州和加利福尼亚州100多座大坝决口。2017年，加利福尼亚州奥罗维尔大坝（美国最高的大坝）溢洪道溃决，导致下游18.5万人流离失所，溢洪道及相关设施维修费用高达11亿美元。溃坝带来的公共安全风险引起了美国政府和民众的高度关注。

一、大坝概况

作为美国大坝数据库，《国家大坝清单》由美国陆军工程师兵团负责编撰。根据《国家大坝清单》的释义，大坝是为了储存或控制水资源而修建的人工拦截建筑。《国家大坝清单》收录的大坝需满足以下任一条件：坝高不低于25英尺(1英尺=0.3048米），库容不小于15英亩英尺(1英亩英尺=1233.48立方米）；坝高不低于6英尺，库容不小于50英亩英尺一旦发生事故，对人类生命或财产构成重大威胁。

土石坝是美国最常见的坝型（见图1)，由当地土料、石料或混合斗，经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝；其它坝型包括混凝土坝、尾矿坝（储存采矿废料的大坝）、溢流坝（调节下游流量的大坝）和堤坝等。

图1土石坝模型

美国大部分大坝赋有多目标功能，包括防洪、生态、灌溉、供水、水电、采矿、航运、休闲等（图2)。根据《国家大坝清单》，一半以上的大坝建于50多年前。随着工程技术不断改进和安全标准逐步提升，很多大坝已无法满足目前的安全标准。

图2美国大坝统计数据

自19世纪中叶以来，美国累计发生1600多起溃坝事故，导致约3500人伤亡。2000年—2019年期间，各州共报告了294起溃坝事故和537起其它安全事故。2003年，密歇根州银湖大坝溃决，造成超过1亿美元的损失。2006年3月，夏威夷卡洛科大坝决口，造成7人死亡。除此之外，更多的安全事故发生在溢洪道和小型水坝，造成的人员伤亡和财产损失，以及对下游的影响有限。

二、大坝安全风险等级划分

为了量化大坝溃决或操作不当相关的潜在安全风险，联邦政府划定了低、偏高和高三个安全风险等级（表1)。安全风险等级不代表溃坝的可能性，仅是界定溃坝造成的潜在损害数量和类型。美国9万多座水库大坝的65%被划分为低安全风险，图3列出了各州高安全风险大坝的数量。自2000年到2018年，美国高安全风险大坝的数量从9921座增加到15629座。

《国家大坝清单》明确规定，联邦或州大坝监管机构负责评估大坝安全状况（表2)。2018年《国家大坝清单》列出了15629座高安全风险大坝，其中15%的安全状况为差或很差。对于高安全风险大坝，联邦或州大坝监管机构敦促大坝利益相关方启动安全风险响应程序，并及时采取降低安全风险的措施，例如，降低水位。

图3美国高安全风险大坝数量

三、大坝安全风险和应对措施

大坝安全风险主要包括：

• 极端天气事件（例如，洪水、地震等）；
• 大坝安全缺陷导致的恶性事件（例如，溃坝、溢洪道决口等）；
• 恶性事件引发的严重后果（例如，人员伤亡、经济损失等）。

应对措施主要包括：

l、更新改造

更新改造旨在满足目前的大坝安全标准（例如，增加溢洪道下泄流量、修复工程初始设计的缺陷等），以及维修更换老化损坏的零件设备。根据2019年美国大坝安全官员联合会的研究报告，更新改造《国家大坝清单》中大坝的总费用将超过700亿美元，其中修复联邦所属的高风险大坝费用约30亿美元，非联邦所属的高风险大坝费用约190亿美元。据预测，随着大坝老化加剧，以及风险意识和安全标准的提高，更新改造大坝的费用将进一步水涨船高。

2、应急预防

作为预防措施，《应急预案》和洪水风险图可以减轻溃坝和其它安全事故的风险和恶性后果。《应急预案》确定大坝存在的潜在风险，并预先制定行动方案，包括预警、部门联动等，以减轻人员伤亡和财产损失；《应急预案》包含洪水风险图，在紧急事件发生时为应急部门明确指出疏散人员的关键地区。联邦或州大坝监管机构要求大坝业主制定《应急预案》，并进行模拟演练（桌面推演）和实地演练。一般情况下，《应急预案》主要针对高安全风险大坝。2018年，74%的联邦所属和80%的州所属高风险大坝编制了《应急预案》。

3、其它措施

为了帮助大坝业主、社区、监管机构和应急部门等大坝利益相关方预防、监测和应对溃坝和其它安全事故，一些联邦机构研制开发了各类大坝安全风险应对系统，例如，

• 联邦应急管理局的洪水风险图系统，评估溃坝等导致的洪水风险，并帮助社区编制减轻洪水风险规划。
• 联邦应急管理局的水基础设施安全决策支持系统，帮助各州进行溃坝模拟和后果评估。在2017年玛丽亚腿风期间，该系统对波多黎各36座大坝进行了溃坝洪水模拟和淹没绘图。
• 地质调查局的ShakeCast系统，提前向大坝相关方通报潜在地震可能发生时间及其影响，并据此开展监测、检查、维修等前期应急响应工作。

四、联邦政府的作用

美国联邦政府在大坝安全方面发挥着举足轻重的作用，负责制定大坝安全规划、提供大坝更新改造资金和提高公众大坝安全风险意识。联邦应急管理局、陆军工程师兵团和内务部垦务局是负责大坝安全的主要联邦机构。联邦应急管理局制定的《国家大坝安全战略规划》加强了大坝利益相关者之间的合作，国会每年为该规划拨款约1300万美元；2019年，额外拨款920万美元，支持大坝安全培训和其它相关活动。42%的联邦所属大坝由陆军工程师兵团和内务部垦务局负责管理，其余归国防部、能源部、林务局、土地管理局、鱼类和野生动物管理局、国家公园管理局、印第安人事务局、田纳西流域管理局和国际边界与水委员会等机构管理。

此外，为了降低全国大坝安全风险，国会授权联邦政府为非联邦所属的大坝提供更新改造资金。例如，根据《国家水基础设施改善法案》，从2016年开始，国会批准联邦应急管理局实施《高安全风险大坝修复项目》，为一些非联邦所属的大坝提供维修、改造或拆除资金。

拆除是美国应对高安全风险大坝的主要策略，但在确定拆除方案前，需要评估大坝现状，分析是否可以通过更新改造等措施降低安全险，以及是否可以由非工程性措施或低成本方案替代拆除方案。此外，出台大坝拆除激励政策是美国降低全国大坝安全风险的又一良方。

五、大坝安全资金保障

维修、更新和改造一座大坝的费用从数万到数亿美元不等，这些 费用通常由大坝业主承担。但是，许多非联邦所属大坝的业主不愿意也没有能力支付这些费用。2019年美国大坝安全官员联合会估计，更新改造《国家大坝清单》中非联邦所属的高风险大坝费用约190亿美元。因此，美国大坝安全官员联合会和美国土木工程师协会等机构呼吁联邦政府增加资金投入，维修这些非联邦所属的高风险大坝。从2016年起，国会每年都批准了联邦应急管理局的《高安全风险大坝修复项目》并为之拨款。2019年，国会为该项目拨款1000万美元；但2020年，众议院拨款委员会否决了该项拨款，认为联邦资金应集中用于联邦所属的大坝，而不是非联邦所属的大坝。虽然联邦政府仅拥有《国家大坝清单》中3%的大坝，但这些大坝多是大型或超大型水坝，覆盖较大的范围和众多的人口，因此在大坝安全方面需要投入更多的资金。此外，截至目前，23个州政府已经制定了财政拨款或低息贷款计划，支持州或地方政府、公共事业机构和私人所有的大坝开展维修工作。

2019年，陆军工程师兵团提出其负责管理的大坝需要200亿美元解决安全风险问题。内务部垦务局估计，到2030年，其负责管理的大坝将耗资14亿-18亿美元用于维修改造。为解决这些积压已久的问题，国会正在考虑授权内务部垦务局发售基金，用于大坝的维修、更新和改造。虽然一些国会议员和利益相关方支持该议案，但其它国会议员认为，发售基金将导致财政预算赤字和支出增加等问题。

在大坝安全方面，管理大量小型坝的联邦机构（例如，林务局、鱼类和野生动物管理局、国家公园管理局等）面临的最大挑战也是缺乏资金，尤其是当大坝安全与基建项目发生冲突时。鱼类和野生动物盆理局建议《国家大坝清单》剔除小型水坝，以减轻财政负担。即使小型水坝被列入《国家大坝清单》，业主也根本没有资金、人力等资源去履行大坝安全风险监测应急响应等职责。

一些利益相关方建议采用一种替代国会直接拨款的筹资方式，例如，联邦低息循环贷款、灾害援助金融信贷等。2014年，国会批准了《水基础设施融资与创新法案》，为陆军工程师兵团的大坝安全项目提供资金支持，包括贷款、担保信贷等。目前，国会正在考虑修订《水基础设施融资与创新法案》，使非联邦所属的大坝也有资格获得贷款或低息担保信贷。

资料来源：美国国会研究服务院（国会图书馆），2019年10月。