南水北調(diào)東線一期穿黃河工程閘門調(diào)度運(yùn)行管理風(fēng)險(xiǎn)探討

李慶義，李 寶，徐 峰，許麗慧，李典基

（南水北調(diào)東線山東干線有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250109）

0 引言

南水北調(diào)工程是黨中央、國(guó)務(wù)院根據(jù)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要做出的重大決策，是緩解我國(guó)北方水資源嚴(yán)重短缺局面和生態(tài)環(huán)境惡化狀況，促進(jìn)水資源整體優(yōu)化配置的一項(xiàng)跨流域的重大戰(zhàn)略性水利基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展有著極其深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。其根本任務(wù)是通過(guò)補(bǔ)充客水資源，對(duì)當(dāng)?shù)厮Y源進(jìn)行優(yōu)化配置。根據(jù)2002年12月國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的《南水北調(diào)工程總體規(guī)劃》，南水北調(diào)東線一期工程山東段主要是緩解蘇北、山東半島和魯北地區(qū)城市缺水問(wèn)題，兼顧生態(tài)補(bǔ)水和環(huán)境用水，并為向河北、天津北延應(yīng)急供水創(chuàng)造條件, 規(guī)劃工程規(guī)模為抽引江水500 m3/s，入東平湖100 m3/s，過(guò)黃河50 m3/s，送山東半島50 m3/s。每年可為山東省調(diào)引13.53億m3的長(zhǎng)江水，將從戰(zhàn)略上調(diào)整山東省的水資源時(shí)空布局，使山東骨干水利工程與南水北調(diào)配套工程形成互聯(lián)互通的水網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)江水、黃河水、淮河水和當(dāng)?shù)厮穆?lián)合調(diào)度、優(yōu)化配置。南水北調(diào)是國(guó)之大事、國(guó)之重器，既是一條調(diào)水線，更是一條生命線。習(xí)近平總書記兩次視察南水北調(diào)工程強(qiáng)調(diào)南水北調(diào)工程事關(guān)戰(zhàn)略全局、事關(guān)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展、事關(guān)人民福祉的 “三個(gè)事關(guān)”；是優(yōu)化水資源配置、保障群眾飲水安全、復(fù)蘇河湖生態(tài)環(huán)境、暢通南北經(jīng)濟(jì)循環(huán)的“四條生命線”；要從守護(hù)生命線的政治高度，切實(shí)維護(hù)南水北調(diào)工程安全、供水安全、水質(zhì)安全的 “三個(gè)安全”。以黨的二十大精神為引領(lǐng)，加快補(bǔ)齊水資源供應(yīng)保障能力的短板，為服務(wù)構(gòu)建新發(fā)展格局、推動(dòng)山東高質(zhì)量發(fā)展，保障山東經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)有力的水資源支撐。

南水北調(diào)東線一期山東段工程自省界臺(tái)兒莊泵站開始向北歷經(jīng)七級(jí)泵站到達(dá)東平湖，出東平湖后分兩路輸水，一路向北穿過(guò)黃河向魯北地區(qū)供水，一路向東向膠東地區(qū)供水，形成南北、東西兩大輸水干線。其中南北干線長(zhǎng)487 km，東西干線長(zhǎng)704 km，輸水干線全長(zhǎng)1 191 km，在齊魯大地上形成南北暢通、東西互濟(jì)的“T”字形輸水大動(dòng)脈和現(xiàn)代水網(wǎng)大骨架。干線工程靜態(tài)投資達(dá)172億元，動(dòng)態(tài)投資約230億元。一期工程供水范圍涉及山東省的13個(gè)市、71個(gè)縣（市、區(qū)），配套工程投資約270億元。內(nèi)容可概括為：“七站”、“六河”、“三庫(kù)”、“兩湖”、“一洞”?！捌哒尽笔侵感陆ㄅ_(tái)兒莊、萬(wàn)年閘、韓莊、二級(jí)壩、長(zhǎng)溝、鄧樓、八里灣等七級(jí)泵站；“六河”是指疏浚擴(kuò)挖韓莊運(yùn)河、梁濟(jì)運(yùn)河、柳長(zhǎng)河、小運(yùn)河、七一.六五河、膠東輸水干線渠道等六條河道；“三庫(kù)”是指新建東湖、雙王城和大屯三座調(diào)蓄水庫(kù)；“兩湖”是指防滲影響處理和局部疏通南四湖、東平湖兩座大型湖泊；“一洞”就是指的穿黃隧洞工程（見(jiàn)圖1）。

穿黃河工程是南水北調(diào)東線工程的咽喉部位，在東平湖玉斑堤新建出湖閘，開挖南干渠至黃河南大堤，南大堤外新建埋管進(jìn)口檢修閘，以埋管的方式穿過(guò)黃河灘地至黃河南岸的解山村，經(jīng)穿黃隧洞穿過(guò)黃河主槽及黃河北大堤，在山東省聊城市東阿縣位山村以埋涵的形式向西北穿過(guò)位山引黃渠渠底后轉(zhuǎn)出地面，成功將長(zhǎng)江水穿越黃河同魯北段輸水干渠相接，全長(zhǎng)8.91 km。同時(shí)，近幾年啟動(dòng)了北延應(yīng)急供水、大運(yùn)河生態(tài)補(bǔ)水，對(duì)天津、河北等地區(qū)城鎮(zhèn)生活、工業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定提供了可靠保障。穿黃河工程建設(shè)一期設(shè)計(jì)流量100 m3/s，工程等別為Ⅰ等，主要建筑物為l級(jí)，次要建筑物為3級(jí)，設(shè)計(jì)地震烈度為Ⅶ度。穿黃河工程主要由閘前疏挖段、出湖閘、南干渠、埋管進(jìn)口檢修閘、灘地埋管、穿黃隧洞、隧洞出口閘、穿引黃渠埋涵、穿引黃渠埋涵出口閘及連接明渠等建筑物組成，共設(shè)有出湖閘、進(jìn)口檢修閘、隧洞出口閘、埋涵出口閘等4個(gè)中型閘門。

1 閘門調(diào)度運(yùn)行管理控制原則

閘門調(diào)度運(yùn)行管理控制是南水北調(diào)東線一期工程山東段穿黃河工程調(diào)水運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)管理的重點(diǎn)，是工程運(yùn)行管理的重中之重。穿黃河工程的出湖閘、進(jìn)口檢修閘、隧洞出口閘、埋涵出口閘均依據(jù)《山東省水閘控制運(yùn)用計(jì)劃編制導(dǎo)則（試行）》，結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，編制了4個(gè)水閘的控制運(yùn)用計(jì)劃。閘門調(diào)度運(yùn)行嚴(yán)格按照南水北調(diào)山東省調(diào)度運(yùn)行控制中心的調(diào)度指令完成，并且服從流域機(jī)構(gòu)及地方防洪度汛調(diào)度。穿黃河工程上游銜接?xùn)|平湖、下游銜接南水北調(diào)魯北段工程及北延應(yīng)急調(diào)水工程，調(diào)度上要科學(xué)調(diào)度，密切配合運(yùn)用。

穿黃河工程一旦發(fā)生閘門調(diào)度運(yùn)行設(shè)備設(shè)施安全事故，將導(dǎo)致調(diào)水不能夠正常進(jìn)行，影響穿黃河工程安全、東平湖安全和工程沿線設(shè)備設(shè)施、人民群眾生命財(cái)產(chǎn)等安全，嚴(yán)重時(shí)將危及魯北段輸水干線工程及北延應(yīng)急調(diào)水工程的運(yùn)行安全和沿線人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此要統(tǒng)籌考慮閘門開度、流量、渠道水位等有關(guān)運(yùn)行參數(shù)，確保南水北調(diào)工程發(fā)揮安全效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益及生態(tài)環(huán)境效益。

2 閘門調(diào)度運(yùn)行管理存在的風(fēng)險(xiǎn)分析

南水北調(diào)東線一期山東段工程是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，工程門類多，涉及有11個(gè)單項(xiàng)，54個(gè)設(shè)計(jì)單元，工程涵蓋建筑、土木、機(jī)電工程三大類。自2013年通水運(yùn)行以來(lái)，成功應(yīng)對(duì)冰期輸水、應(yīng)急調(diào)水、強(qiáng)臺(tái)風(fēng)、嚴(yán)重秋汛等考驗(yàn)。而穿黃河工程位置又比較特殊，牽涉需要地下穿越黃河，建筑物、金結(jié)機(jī)電種類較多，特別是全程渠道、節(jié)制閘、埋管、穿黃河隧洞、埋涵相連，水體從東平湖出湖閘出來(lái)，經(jīng)過(guò)無(wú)壓—有壓—無(wú)壓狀態(tài)，水力學(xué)變化較復(fù)雜，對(duì)于閘門的調(diào)度啟閉操作需要遵循一定的規(guī)律和經(jīng)驗(yàn)，一旦調(diào)度運(yùn)行管理不當(dāng)或者操作有誤，可發(fā)生設(shè)備設(shè)施安全事故。

（1）業(yè)務(wù)技能培訓(xùn)不到位。對(duì)崗位操作人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)不到位，不能確保每位操作人員都能夠了解掌握穿黃河工程的特點(diǎn)、閘門操作規(guī)程、主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，遇突發(fā)情況應(yīng)急處置能力不強(qiáng)。

（2）金結(jié)機(jī)電、信息自動(dòng)化設(shè)備設(shè)施維修養(yǎng)護(hù)不到位。根據(jù)省調(diào)中心的調(diào)度指令正常調(diào)整或者應(yīng)急調(diào)整流量情況下，金結(jié)機(jī)電、信息自動(dòng)化設(shè)備設(shè)施出現(xiàn)故障，不能夠正常完成操作任務(wù)；備用電源應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)維修養(yǎng)護(hù)不到位，在市電出現(xiàn)異常停電的情況下，應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)不能夠正常啟動(dòng)供電進(jìn)行閘門啟閉操作。

（3）穿黃河工程出湖閘、隧洞出口閘、埋涵出口閘3個(gè)閘門調(diào)度不同步，偏差較大就會(huì)出現(xiàn)水錘、水擊現(xiàn)象，對(duì)水工建筑物、金屬結(jié)構(gòu)等造成一定破壞，甚至對(duì)整個(gè)穿黃河工程構(gòu)成危害。

（4）出湖閘流量過(guò)大過(guò)快會(huì)造成隧洞出口閘的閘孔及透氣孔出現(xiàn)“涌水”現(xiàn)象。

3 風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施思考及探討

穿黃河工程自2013年通水以來(lái)，經(jīng)過(guò)專家指導(dǎo)、歷任工程技術(shù)管理人員多年現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)積累，總結(jié)出一套符合工程調(diào)度運(yùn)行管理實(shí)際需要、保障工程安全可靠、平穩(wěn)運(yùn)行的寶貴經(jīng)驗(yàn)。

（1）提高思想政治認(rèn)識(shí)和崗位責(zé)任意識(shí)，建立健全全員安全生產(chǎn)責(zé)任制。組織現(xiàn)場(chǎng)管理及一線運(yùn)行人員深入學(xué)習(xí)習(xí)近平總書記關(guān)于安全生產(chǎn)和治水的重要論述，逐級(jí)壓緊壓實(shí)壓牢各級(jí)崗位責(zé)任、工程運(yùn)行管理單位主體責(zé)任和工程維修養(yǎng)護(hù)單位代維責(zé)任，始終保持清醒頭腦，深刻吸取事故教訓(xùn)，牢固樹立“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的安全工作方針，堅(jiān)持以人為本，守住安全發(fā)展的紅線，守牢安全生產(chǎn)的底線。要把南水北調(diào)安全融入構(gòu)建國(guó)家大安全格局，加強(qiáng)工程運(yùn)營(yíng)管理，完善安全生產(chǎn)管理體制機(jī)制，對(duì)工程安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行辨識(shí)和管控，提升工程安全風(fēng)險(xiǎn)管控能力，強(qiáng)化工程調(diào)度運(yùn)行，把防范化解安全風(fēng)險(xiǎn)擺在重要突出位置，建立健全以工程運(yùn)行管理單位為核心的全員安全生產(chǎn)責(zé)任制，完善工程風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控及隱患排查治理制度，及時(shí)了解掌握工程現(xiàn)場(chǎng)有關(guān)設(shè)備設(shè)施運(yùn)行情況，科學(xué)有效防范生產(chǎn)安全事故，確保供水水質(zhì)持續(xù)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，切實(shí)擔(dān)當(dāng)起穿黃河工程安全平穩(wěn)調(diào)水的重任。

（2）不斷完善穿黃河工程閘門調(diào)度運(yùn)行管理控制原則和啟閉方式，規(guī)范閘門調(diào)度運(yùn)行管理。工程運(yùn)行管理單位要根據(jù)穿黃河工程的獨(dú)有特性、狀況和水利行政管理單位的要求及時(shí)修訂完善穿黃河工程閘門調(diào)度控制運(yùn)用原則；把穿黃河工程?hào)|平湖出湖閘與穿引黃渠道埋涵出口閘共同作為調(diào)水流量控制的閘門，根據(jù)上游、下游最高設(shè)計(jì)水位及工程運(yùn)行實(shí)際要求情況，多閘聯(lián)動(dòng)控制調(diào)節(jié)輸水流量；隧洞出口閘和埋涵出口閘聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)，以防止埋涵出口閘出現(xiàn)共震，造成金屬結(jié)構(gòu)甚至建筑物工程破壞；穿黃河工程?hào)|平湖出湖閘出口的南干渠保持在較高安全運(yùn)行水位，防止在低水位運(yùn)行時(shí)造成揚(yáng)壓力破壞；灘地埋管、穿黃隧洞和穿引黃渠道埋涵始終保持在有壓狀態(tài)運(yùn)行，調(diào)水運(yùn)行前進(jìn)行沖水排氣操作，防止出現(xiàn)設(shè)備設(shè)施的安全事故。

（3）進(jìn)一步加強(qiáng)穿黃河工程信息化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)工程調(diào)度的自動(dòng)化和智能化。通過(guò)南水北調(diào)東線一期工程山東段調(diào)度運(yùn)行管理系統(tǒng)，運(yùn)行期間全面控制輸水控制性建筑物狀態(tài)及環(huán)境狀況，掌握閘門運(yùn)行的實(shí)時(shí)采集信息、單閘控制、多閘控制、趨勢(shì)曲線、主要參數(shù)、參數(shù)設(shè)置等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)地閘室的現(xiàn)地及遠(yuǎn)程調(diào)度控制等轉(zhuǎn)換操作；閘門調(diào)度遠(yuǎn)程操控時(shí)，根據(jù)收集到的信息，對(duì)閘門狀態(tài)采取相應(yīng)措施，通過(guò)遠(yuǎn)程操控、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)、視頻監(jiān)控實(shí)時(shí)查看三者相結(jié)合的方式，使遠(yuǎn)控操作更加準(zhǔn)確性、可視化，達(dá)到少人值班、無(wú)人值守、統(tǒng)一調(diào)度的目的，不斷優(yōu)化自動(dòng)化調(diào)度運(yùn)行管理系統(tǒng)，閘門智能判斷預(yù)警能力，持續(xù)提升智能化水平，精確精準(zhǔn)安全調(diào)水，真正實(shí)現(xiàn)穿黃河工程閘門調(diào)度控制系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化，加快構(gòu)建南水北調(diào)東線山東段工程智能化調(diào)度指揮、運(yùn)行監(jiān)管系統(tǒng)和數(shù)字孿生的智慧水利體系。

（4）針對(duì)穿黃河工程閘門調(diào)度運(yùn)行管理過(guò)程中可能出現(xiàn)的各類風(fēng)險(xiǎn)，依據(jù)《生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位生產(chǎn)安全事故應(yīng)急預(yù)案編制導(dǎo)則》開展安全事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、應(yīng)急資源調(diào)查、汲取運(yùn)行管理過(guò)程中出現(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，制定完善應(yīng)急預(yù)案體系和建立健全應(yīng)急處置機(jī)制，使應(yīng)急預(yù)案與現(xiàn)場(chǎng)工程類型實(shí)際有機(jī)吻合，并積極開展應(yīng)急演練。進(jìn)一步優(yōu)化穿黃河工程閘門聯(lián)合調(diào)度啟閉原則和工作流程，做好“四預(yù)”（預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案）的各項(xiàng)防范措施。注重強(qiáng)化對(duì)一線運(yùn)行人員的業(yè)務(wù)知識(shí)培訓(xùn)，使其熟練掌握閘門操作技能和隱患排查處理，避免由于閘門誤操作而造成安全事故。

（5）調(diào)水期間強(qiáng)化人員值班值守，確保發(fā)生突發(fā)險(xiǎn)情應(yīng)急處置到位。調(diào)水期間穿黃河工程運(yùn)行管理單位根據(jù)上級(jí)要求嚴(yán)格落實(shí)24 h值班制度，加強(qiáng)對(duì)閘門、渠道巡視巡查，認(rèn)真填寫《調(diào)度運(yùn)行日志》，充分運(yùn)用調(diào)度運(yùn)行管理系統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)查看渠道、閘門運(yùn)行狀況；要求維修養(yǎng)護(hù)單位加密巡查次數(shù)，增加巡查人員，密切跟蹤渠道運(yùn)行水位、閘門運(yùn)行狀況。一旦發(fā)生險(xiǎn)情，要及時(shí)匯報(bào)、科學(xué)研判，嚴(yán)格按照《山東南水北調(diào)東線調(diào)度運(yùn)行規(guī)程》精準(zhǔn)科學(xué)調(diào)度，立即組織開展應(yīng)急處置并逐級(jí)上報(bào)省調(diào)度控制中心。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)穿黃河工程閘門調(diào)度運(yùn)行管理存在的風(fēng)險(xiǎn)隱患進(jìn)行有效管控，解決了穿黃河工程在大流量、小流量、應(yīng)急排澇等各類運(yùn)行狀態(tài)下的各種隱患風(fēng)險(xiǎn)，保障了工程安全平穩(wěn)運(yùn)行。下一步將充分利用更多水利工程、金結(jié)機(jī)電、信息自動(dòng)化等專業(yè)知識(shí)和高新技術(shù)，結(jié)合公司信息自動(dòng)化調(diào)度控制系統(tǒng)及數(shù)字孿生智慧水利體系建設(shè)，將閘門開度、水情工況、水位、流速、流量等水文特征系統(tǒng)化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，形成更加系統(tǒng)完善的閘門調(diào)度運(yùn)行管理成果，做活“水網(wǎng)+”文章，把水安全、水生態(tài)、水經(jīng)濟(jì)、水民生有機(jī)結(jié)合起來(lái)，具有豐富的研究意義和推廣應(yīng)用價(jià)值。