尼爾基水利樞紐工程安全管理

張 培，魏宇宸，鄭 博

（嫩江尼爾基水利水電有限責(zé)任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

1 工程概況

尼爾基水利樞紐是以防洪、城鎮(zhèn)生活和工農(nóng)業(yè)供水為主，結(jié)合發(fā)電，兼顧改善下游航運(yùn)和水環(huán)境，并為松遼流域水資源的優(yōu)化配置創(chuàng)造條件的大型控制性工程。樞紐位于嫩江干流中游段，距下游齊齊哈爾市河道距離為152 km。水庫控制流域面積66382 km2，多年平均徑流量104.7×108m3，總庫容 86.10×108m3，總裝機(jī)容量 250 MW，設(shè)計(jì)多年平均發(fā)電量6.144×108kW·h。尼爾基水利樞紐于2001年6月開始施工，2005年9月11日下閘蓄水，2006年7月16日首臺機(jī)組發(fā)電，9月16日4臺機(jī)組全部并網(wǎng)發(fā)電，2006年底主體工程完工。

2 防洪度汛管理

2.1 水庫調(diào)度運(yùn)用

在保證大壩安全前提下，為了充分發(fā)揮水庫的效益，做好水庫的調(diào)度運(yùn)用工作，尼爾基水利樞紐先后建立了水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)、水情信息查詢會商系統(tǒng)、靜止氣象衛(wèi)星云圖接收顯示系統(tǒng)、水情信息交換系統(tǒng)、工程防汛視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、洪水預(yù)報(bào)軟件等，這些系統(tǒng)和軟件的建成投入使用，提高了水庫調(diào)度運(yùn)用管理的自動(dòng)化水平。通過幾年的運(yùn)行表明，系統(tǒng)的可靠性和使用性均較好，滿足了水庫調(diào)度需要。

尼爾基水庫洪水調(diào)度原則為：

1）6月21日至8月25日

當(dāng)庫水位低于218.15 m時(shí)：

a）一般情況。當(dāng)3站合成流量（上一時(shí)段德都、古城子和尼爾基入庫3站流量之和）小于等于5800 m3/s時(shí)，出庫流量等于入庫流量，維持水庫水位不變；大于5800 m3/s，且小于等于13100 m3/s時(shí)，出庫流量等于5800－Q古－Q德（Q古、Q德分別為古城子站、德都站上一個(gè)時(shí)段的流量），洪峰出現(xiàn)3 d后，出庫流量等于7400－Q古－Q德；大于13100 m3/s時(shí)，出庫流量等于8760－Q古－Q德，洪峰出現(xiàn)3 d后，出庫流量等于9200－Q古－Q德。

b）遇1998年特殊暴雨洪水類型。當(dāng)3站合成流量小于等于4000 m3/s時(shí)，出庫流量等于入庫流量；大于4000 m3/s，且小于等于11200 m3/s時(shí)，出庫流量等于4000－Q古－Q德，洪峰出現(xiàn)2 d后，出庫流量等于8000－Q古－Q德；當(dāng)大于11200 m3/s時(shí)，出庫流量等于6340－Q古－Q德，洪峰出現(xiàn)2 d后，出庫流量等于10000－Q古－Q德。

c）當(dāng)庫水位達(dá)到最大值之后，則按水庫水位達(dá)到最大值時(shí)的泄流量泄洪，出庫流量超過入庫流量的幅度不大于1200 m3/s。

當(dāng)庫水位到達(dá)218.15 m后，如果入庫流量小于等于18000 m3/s，則出庫流量等于入庫流量；如果入庫流量大于18000 m3/s，水庫按泄洪能力泄洪。

2）8月26日至9月 5日

由松花江防汛總指揮部辦公室視天氣趨勢及流域雨、水情，合理調(diào)度。

3）6月1日至6月20日，9月6日至9月30日

如果入庫流量小于等于水庫當(dāng)前水位對應(yīng)的泄洪能力時(shí)，出庫流量等于入庫流量；如果入庫流量大于水庫當(dāng)前水位對應(yīng)的泄洪能力時(shí)，水庫按泄洪能力泄洪。

尼爾基水庫的防洪調(diào)度由松花江防汛總指揮部負(fù)責(zé)。

2.2 洪水預(yù)報(bào)

尼爾基水利樞紐水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)由58個(gè)遙測站、1個(gè)中心站和1個(gè)分中心站組成。系統(tǒng)于2001年開工，2005年安裝調(diào)試完成并投入試運(yùn)行。系統(tǒng)分二期建設(shè)，采用衛(wèi)星組網(wǎng)通信模式，第一期為滿足樞紐施工期建設(shè)需要，第二期主要為滿足工程運(yùn)行管理需要。另外，為解決水情遙測設(shè)備在北方嚴(yán)寒地區(qū)野外越冬問題，目前尼爾基公司正在開展水利部科技推廣項(xiàng)目《寒區(qū)水庫水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的推廣應(yīng)用》遙測站的建設(shè)工作。尼爾基水庫現(xiàn)行洪水預(yù)報(bào)方案：1）降雨徑流預(yù)報(bào)方案，該方案考慮了流域產(chǎn)匯流的物理成因，更側(cè)重于系統(tǒng)響應(yīng)的黑箱子綜合分析，方法簡便實(shí)用，具有較高的精度，應(yīng)用較為廣泛；2）相應(yīng)水位（流量）相關(guān)預(yù)報(bào)方案，由上游水位 (流量)預(yù)報(bào)下游水位（流量），以預(yù)報(bào)洪峰為主，但根據(jù)本流域洪水特性，可逐時(shí)段進(jìn)行流量相關(guān)預(yù)報(bào)；3）漲差因子逐步回歸預(yù)報(bào)方案，以上游測站水位（流量）漲差作為預(yù)報(bào)因子，應(yīng)用逐步回歸分析方法，對下游測站建立逐步回歸模型。

參考SL224-98《水庫洪水調(diào)度考評規(guī)定》，從預(yù)報(bào)和實(shí)際來水來看，2009年和2010年尼爾基水庫洪水預(yù)報(bào)水平均達(dá)到優(yōu)秀級別；2011年水庫汛期旬來水量預(yù)報(bào)合格率92%，達(dá)到了甲級預(yù)報(bào)水平。

2.3 汛期管理

尼爾基水庫每年6—9月為汛期，6月1日至6月20日為前汛期，6月21日至9月5日為主汛期，9月6日至9月30日為后汛期。尼爾基水庫控制流域面積66382 km2，多年平均流量332 m3/s。降水年內(nèi)分配極不均勻，降水量主要集中在6—9月份，占年降水量的80%以上；7—8月份雨量集中，占年降水量的50%以上。嫩江流域歷史上洪澇災(zāi)害較頻繁，尼爾基水利樞紐作為嫩江干流上唯一一座控制性樞紐工程，防汛任務(wù)十分艱巨。

為確保水庫安全度汛，尼爾基公司成立了樞紐防汛組織機(jī)構(gòu)，并統(tǒng)一聽從松花江防汛抗旱總指揮部的指揮調(diào)度。下設(shè)防汛辦公室，負(fù)責(zé)各項(xiàng)防洪度汛的日常事務(wù)，職能部門成立相應(yīng)的防汛搶險(xiǎn)組織，并明確了各崗位職責(zé)。編制完成了《尼爾基水利樞紐防洪搶險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案》，注重加強(qiáng)與有關(guān)各方的聯(lián)系溝通和落實(shí)。不斷建立完善汛期值班、巡視檢查、汛情報(bào)告、防汛物資管理等相關(guān)制度。每年汛前召開防汛工作會議，貫徹上級防汛工作精神，總結(jié)上一年度防汛工作，布置下一階段重點(diǎn)任務(wù)。加強(qiáng)水工建筑物的安全檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)整改；及時(shí)對汛期水雨情進(jìn)行預(yù)報(bào)會商，細(xì)化水庫調(diào)度；強(qiáng)化防汛物資的管理，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充完善。2009年汛期，樞紐上游地區(qū)發(fā)生大范圍降雨，水庫調(diào)節(jié)有效地緩解了樞紐區(qū)及下游地區(qū)的防洪壓力；2010年汛期與第二松花江洪水錯(cuò)峰聯(lián)調(diào)，有效削減嫩江同盟斷面洪峰流量1061 m3/s，最大削峰率70%，較好地發(fā)揮了防洪減災(zāi)效益。

3 大壩安全監(jiān)測管理

尼爾基水利樞紐安全監(jiān)測工程于2002年開始施工，2006年完工。安全監(jiān)測分為壩體外部變形監(jiān)測和壩體內(nèi)部安全監(jiān)測。設(shè)置有壩體水平位移監(jiān)測、豎向位移監(jiān)測、滲流監(jiān)測、應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測、揚(yáng)壓力監(jiān)測、接縫監(jiān)測、溫度監(jiān)測、地下水位監(jiān)測等項(xiàng)目。壩體外部變形監(jiān)測布置4個(gè)水準(zhǔn)觀測原點(diǎn)、26個(gè)水準(zhǔn)工作基點(diǎn)、103個(gè)壩體測點(diǎn)、9個(gè)聯(lián)系水準(zhǔn)點(diǎn)和38個(gè)滲流測點(diǎn)。內(nèi)部安全監(jiān)測共設(shè)置各類儀器748支，其中主壩6個(gè)監(jiān)測斷面、3個(gè)結(jié)合觀測部位、廠房2個(gè)監(jiān)測斷面、溢洪道4個(gè)監(jiān)測斷面、副壩3個(gè)監(jiān)測斷面、灌溉管2個(gè)監(jiān)測斷面。

尼爾基水利樞紐按照《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》、《混凝土壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》和《土石壩安全監(jiān)測資料整編規(guī)程》及公司制定的相關(guān)制度，定期進(jìn)行大壩安全巡視檢查和工程監(jiān)測。每年汛期根據(jù)水情雨情和水庫水位變化情況，適時(shí)加大巡視檢查力度和監(jiān)測頻次，及時(shí)了解大壩在持續(xù)高水位檢驗(yàn)下的運(yùn)行狀態(tài)。定期開展監(jiān)測資料整編分析，通過尼爾基水利樞紐自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)，對建筑物的安全穩(wěn)定性進(jìn)行評判，適時(shí)監(jiān)測樞紐安全運(yùn)行狀況。2009年，樞紐遠(yuǎn)程監(jiān)測管理中心站建成并進(jìn)入試運(yùn)行階段，與樞紐現(xiàn)場監(jiān)測管理站相連接，實(shí)現(xiàn)了大壩安全在線監(jiān)測遠(yuǎn)程控制運(yùn)行。通過近年來的觀測與分析，壩體位移、應(yīng)力、應(yīng)變測值均處在正常范圍內(nèi)，滲流未見異常，主壩與廠房左翼墻、主壩與連接墩相對錯(cuò)動(dòng)目前基本趨于穩(wěn)定，大壩總體運(yùn)行狀況良好。2009—2011年，樞紐連續(xù)3年經(jīng)受住了高水位運(yùn)行的考驗(yàn)。

4 工程維修養(yǎng)護(hù)

尼爾基水利樞紐嚴(yán)格按照《土石壩養(yǎng)護(hù)修理規(guī)程》要求的標(biāo)準(zhǔn)，始終堅(jiān)持“經(jīng)常養(yǎng)護(hù)、隨時(shí)維修、、養(yǎng)重于修”的原則，對主體工程和附屬設(shè)施進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)，及時(shí)消除各類缺陷和問題，確保樞紐工程安全穩(wěn)定運(yùn)行。尼爾基水利樞紐工程管理和工程維修養(yǎng)護(hù)體制健全，建立了《水工建筑物維修養(yǎng)護(hù)管理辦法》、《水工建筑物維修養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目質(zhì)量管理規(guī)定》及合同管理等多項(xiàng)規(guī)定，加強(qiáng)過程質(zhì)量檢查和監(jiān)督的力度，規(guī)范項(xiàng)目立項(xiàng)、審批和支付程序及水工建筑物維修養(yǎng)護(hù)工作流程，工程管理不斷規(guī)范化、程序化、標(biāo)準(zhǔn)化。對重要的維修項(xiàng)目或關(guān)鍵工序，實(shí)行現(xiàn)場跟蹤監(jiān)控和指導(dǎo)，多措并舉有效保證了維修養(yǎng)護(hù)各工程項(xiàng)目的順利實(shí)施，提高了各項(xiàng)工程的完好率和安全運(yùn)行保證率，確保尼爾基水利樞紐真正發(fā)揮出應(yīng)有的興利除害作用。

5 結(jié)語

尼爾基公司在工程安全管理工作中，始終堅(jiān)持管理工作制度化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，扎扎實(shí)實(shí)地開展防洪度汛、安全檢查與監(jiān)測、工程維修養(yǎng)護(hù)等工作，不斷提高安全管理水平，保證了尼爾基水利樞紐工程安全、可靠地運(yùn)行，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。