東薩宏遙測水位站的安防方案演進(jìn)

馮竹玲 葛俊榮

摘要：本文敘述了東薩宏遙測水位站運(yùn)行中遇到的設(shè)備設(shè)施安全問題，詳細(xì)介紹了應(yīng)對方案及實(shí)施中的重點(diǎn)難點(diǎn)。為類似項(xiàng)目的設(shè)計(jì)建設(shè)提供了有益而實(shí)用的借鑒。

關(guān)鍵詞：遙測水位站；安防；方案；實(shí)施

一、背景及概況

東薩宏（DonSahong）水電站地處老柬邊境，是湄公河干流上建設(shè)的第一個水電站工程，也是老撾成為“東南亞蓄電池（BatteryofSoutheastAsia）”的關(guān)鍵部分。電站將為周邊不同國家的居民提供優(yōu)質(zhì)廉價的電力，給老撾政府帶來收益。

電站毗鄰著名的Khonphapheng瀑布，位于瀑布群中部的一支河流上，利用瀑布區(qū)短流程匯集的大落差建設(shè)水電站，共安裝4臺燈泡貫流式機(jī)組，裝機(jī)總?cè)萘繛?56×103kW，單機(jī)容量在世界同類型機(jī)組中名列前茅。

由于電站建設(shè)在邊境干流上，相鄰國家對項(xiàng)目都比較關(guān)注，尤其是電站建設(shè)對湄公河的水流量的改變和對湄公河魚類遷徙的影響。項(xiàng)目由馬來西亞美佳第一有限公司投資，中國電建股份國際公司為項(xiàng)目EPC總承包商，水電十局與水電十五局聯(lián)營體承擔(dān)項(xiàng)目施工，工程咨詢方為澳大利亞雪山公司。項(xiàng)目的建設(shè)和運(yùn)營都涉及到眾多國家，無論從哪方面看，這都是一個十足的國際工程。因此，電站的水文監(jiān)測受到各方的重視。

早在電站開工之前的2008年，即已在工程區(qū)上下游及鄰近區(qū)內(nèi)開展了觀測工作。2015年，在包括Khonphapheng瀑布上游的5個斷面，設(shè)立了編號分別為AR1～AR5的5組自記水位計(jì)，不間斷地對斷面水位流量變化進(jìn)行監(jiān)測。這些數(shù)據(jù)，能夠全面反映電站建設(shè)和運(yùn)行前后水文情勢的變化，能夠?qū)?xiàng)目的真實(shí)影響做出客觀的評估，并據(jù)此對電站運(yùn)行進(jìn)行科學(xué)的優(yōu)化調(diào)整。

東薩洪5個遙測水位站建成以來，已經(jīng)收集了各監(jiān)測斷面大量的水位數(shù)據(jù)。綜觀測站兩年多來的運(yùn)行情況，絕大部分時間，水位站均能正常運(yùn)行，數(shù)據(jù)豐富準(zhǔn)確。期間，5座測站均出現(xiàn)過停運(yùn)缺測現(xiàn)象。總共9次停測中，1次為光伏電池板被植被遮擋，供電不足，其余8次都是由于設(shè)備被盜引起的，被盜部件主要是蓄電池和太陽能電池板，原因在于這兩個部件極易改為其他用途。

防盜問題成為系統(tǒng)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行最大的威脅。

二、建設(shè)方案的演進(jìn)

遙測水位站采用斜井方案。在河道順直、水流順暢，岸坡較陡峭、河道較深的河岸上，沿岸坡向河中鋪設(shè)保護(hù)管道。管道最低端采用屈服強(qiáng)度較高的鋼管，在水流的沖刷下，鋼管能保持置于管中的壓力傳感器的位置穩(wěn)定。保護(hù)管用混凝土鎮(zhèn)墩固定在河岸上。安裝中，必須使得管子的最低端與河床床面保持30cm以上的高差，以避免管道被流沙堵塞。其余保護(hù)管道，采用PE管，利用其良好的韌性和強(qiáng)度，抗腐耐用的特點(diǎn)，能適應(yīng)復(fù)雜地形，同時又便于安裝和運(yùn)輸。管道底部安裝壓力傳感器測量水深，傳感器電纜順著保護(hù)管上行，直達(dá)岸上設(shè)置于地勢較高處的防盜鋼筋籠內(nèi)。

為保護(hù)遙測站的設(shè)備安全，岸上部分設(shè)置在鋼筋籠內(nèi)，采用一體化機(jī)箱，安裝通訊和供電系統(tǒng)。通訊使用GSM公共移動通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，供電系統(tǒng)使用太陽能電池板+蓄電池。RTU、蓄電池、充電控制器等重要器件都安置在一體化機(jī)箱內(nèi)。

由于遙測站具有測驗(yàn)和即時通訊功能，有一定能耗。為保持長期工作，目前還必須配置充電系統(tǒng)補(bǔ)充電能，采用太陽能光伏電池板給蓄電池充電。太陽能板需要采光，通訊天線需要避開金屬箱體的屏蔽作用，這兩個比較脆弱的器件必須外置。因此，遙測站并不能做成全封閉的，這是系統(tǒng)防盜的難點(diǎn)。

運(yùn)行中設(shè)備多次被盜說明，在當(dāng)?shù)貤l件下，防盜籠的安全保護(hù)作用較弱。鋼筋籠的掛鎖和鋼筋易被鋸斷，鋼筋之間的焊接點(diǎn)易被敲斷、鋼筋易被扭曲而破壞。鋼筋籠底部被混凝土澆死，不能移動，必須在現(xiàn)場焊接，修復(fù)困難。

通過走訪調(diào)查，老撾本地建設(shè)的一些水文站，采用鐵箱來安裝遙測水文站的設(shè)備。有些測站已經(jīng)運(yùn)行多年，說明這種安保措施，在當(dāng)?shù)乇容^有效。

由于遙測設(shè)備體積不大，鐵箱體型小巧，內(nèi)空不小于25×50×80cm即可，鐵箱整體采用較厚的鋼板焊接而成，即有足夠的抗破壞強(qiáng)度。箱體上下兩端以打孔的方式設(shè)置通氣孔，防止箱內(nèi)溫度過高或凝露影響電子設(shè)備工作。通氣孔里面設(shè)置防蟲防螞蟻的細(xì)目篩網(wǎng)。頂部加裝鋼制遮雨板，即可遮陽擋雨，也便于安裝太陽能板和通訊天線。

為便于儀器安裝和檢修維護(hù)，箱體設(shè)外開防撬門，采用暗鎖，鎖眼安裝保護(hù)器。

暗鎖鎖體和鎖扣均在門內(nèi)，破壞難度更高。安裝鎖眼保護(hù)器，門鎖上最脆弱的部分采用鋼板封閉，只有輸入正確的密碼，才能將鋼板移開，露出鎖眼，再用鑰匙打開，這樣就增加了一道防破壞防盜竊功能，提高箱門的安全性。

太陽能電池板用角鐵架倒扣在鐵箱頂部的遮雨板上，采用防盜螺栓連接角鐵架，螺栓的螺母均設(shè)置在鐵箱內(nèi)。

天線基座安裝在箱內(nèi)，僅有鋼絲部分伸出箱外。天線的基座與細(xì)長的感應(yīng)鋼絲為螺絲連接，安裝時，從外部將感應(yīng)鋼絲從鐵箱外部打孔插入，連接到箱內(nèi)的基座上，在箱內(nèi)固定好天線基座。天線穿孔之處填充防水膠，即可防水防蟲。鋼絲上加裝橡膠防水帽，可進(jìn)一步強(qiáng)化防水效果。

采用φ100鋼管，制作立桿，使用法蘭盤和防盜螺栓，將箱體固定在立桿頂端，把設(shè)備架空架高。傳感器電纜從鋼管內(nèi)直接到達(dá)支架頂部，立桿底部用混凝土制作帶簡易絞扣的安裝基座，立桿安裝后，再增加一層混凝土，將安裝基座全部封閉，澆筑牢固。

這樣，設(shè)備位置較高，不使用專門的攀爬器械，很難接觸到電池和太陽能板等部件。徒手攀爬上去，缺乏作業(yè)面，拆卸難度也比較高。檢修維護(hù)作業(yè)時，可使用專門的攀爬器械，或者鑿開混凝土，利用立桿底部預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)，將立桿放倒，完成作業(yè)后重新豎起，再澆混凝土加固。

這個方案除現(xiàn)場加固的混凝土外，都采用鋼構(gòu)預(yù)制件，運(yùn)抵現(xiàn)場后拼裝的作業(yè)方式，現(xiàn)場工作比較少，施工難度也不大，適應(yīng)性和可操作性較好。

三、結(jié)論和建議

純粹從技術(shù)裝備角度看，水位遙測站的建設(shè)和運(yùn)行，數(shù)據(jù)采集和傳輸通訊均能輕松實(shí)現(xiàn)，但由于測站需要在無人值守的情況下長期運(yùn)行，就必須考慮所在地區(qū)的社會環(huán)境因素，這種通常被認(rèn)為是次要的因素，也可能上升成為主要矛盾和障礙。

對這種需要長期持續(xù)運(yùn)行的項(xiàng)目，在設(shè)計(jì)策劃階段，應(yīng)增加對社會環(huán)境因素對設(shè)備設(shè)施安全的考量。事先做好充分的調(diào)查研究，考慮周全，避開潛在的風(fēng)險，更早更好地預(yù)防和解決問題，才能達(dá)到系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)，真正發(fā)揮作用。