嫩江尼尔基水利枢纽运行管理综述

陈宏邦，刘 勇

（嫩江尼尔基水利水电有限责任公司，黑龙江 齐齐哈尔161005）

1 工程概况

嫩江尼尔基枢纽位于黑龙江省与内蒙古自治区交界的嫩江干流上，具有防洪、工农业供水、发电、航运、环境保护、鱼苇养殖等综合效益，是嫩江流域水资源开发利用、防治水旱灾害的控制性工程，也是实现北水南调的重要水源工程。水库总库容86.11亿m3，其中防洪库容23.68 m3，兴利库容59.68 m3，总装机250 MW，多年平均发电量6.378亿kW·h。工程建成后，可使齐齐哈尔市防洪标准由50年一遇提高到100年 一遇，枢纽至齐齐哈尔河段的防洪标准由20年一遇提高到50年一遇。设计水平年时，尼尔基水库为下游城市工业生活供水10.29亿m3，可以满足齐齐哈尔、大庆、哈尔滨等重要城市用水；为农业灌溉提供用水16.46 m3，可使下游灌溉面积发展到30.26 hm2；为航运供水8.2亿m3，为环境供水4.75亿m3，为湿地供水3.28亿m3，改善下游航运条件及生态环境；同时增加了黑龙江省电网调峰容量，缓解电网调峰容量紧缺和水电、火电比例严重失调问题。

2 工程管理

2.1 工程监测

2.1.1 外观变形监测

大坝及近坝区位移变形每年均进行全面测量，掌握工程的整体变形情况，系统分析评价工程安全运行状态。高程测量严格执行《工程测量规范》、《精密工程测量规范》、《国家一、二等水准测量规范》的标准。

根据尼尔基枢纽工程实际情况，近坝区位移测为高程控制网，为了监测坝区和坝体的垂直位移，在大坝下游工程特征位置共布设4个水准原点，26个工作基点，组成了垂直位移监测精密水准网。近坝区岩体位移监测网观测，按照SL60-94《土坝安全监测技术规范》的要求，测量等级为国家一等，测量频次为1年1次；为了充分利用水准监测网中的水准工作基点，结合在厂房、溢洪道设置的倒垂双标点，组成闭合或附和水准路线；分别在主副坝坝顶、主坝下游205马道、主坝下游191.5马道布置垂直位移监测标点共计103个，其中，主坝坝顶21个点，左副坝坝顶13个点，右副坝坝顶27个点，主坝下游高程205，191.5 m马道共计42个点，测量等级为国家二等，测量频次为1月1次；为了监测水平固定测斜仪的绝对位移，在孔口处布设9个联系水准点；外观变形测量仪器主要采用徕卡NA3003水准仪，测量方法主要采用闭合法，来回2次，采用GNPS变形监测综合数据处理系统对测量数据进行后处理；在厂房坝段及溢洪道坝段布设真空激光管道、双标、倒垂，共计29个激光点、双标及倒垂各3个点，测量频次为1周1次，采取管道激光准直法。

2.1.2 大坝内观监测

根据SL60-94《土坝安全监测技术规范》、SDJ336-89《混凝土大坝安全监测技术规范》的要求，并借鉴国内外已建土石坝的监测设计经验，建立了系统的大坝安全监测系统，监测设备主要有沉降仪、水平位移计、应变计、钢筋计、温度计、渗压计、测压管、光纤测温等。该工程属于新建工程，监测自动化项目尚未竣工验收，为保证观测数据连续、准确、完整，目前监测数据采取人工手动测量和自动化数据采集进行比对，并通过大坝安全监测分析系统及时分析数据。

管理中，设有专责监测技术员，按照监测制度并根据水库蓄水实际情况及时调整监测频次，并收集、整理、计算和初步分析；每年进行1次系统的资料整编与分析，并结合工程外观监测数据，提出变形监测综合分析报告；所有监测数据均纳入数据管理，并实行多台计算机备份储存，保持资料的延续性和完整性，以备日后查对比较，进行工程运行状况分析。

2.1.3 冰压力监测

嫩江尼尔基水利枢纽工程处于寒冷的嫩江流域，全年有一半时间处于冬季，气候严寒，极端最低气温-40.4℃，流域初雪一半在9月下旬—5月中旬，坝址区季节性冻土开始冻结时间一般在10—11月，开始溶解时间一般在6—7月，历年最大冻土深度251 cm，多年平均冻土深度251 cm，多年平均冻土深度210 cm。尼尔基水利枢纽是我国纬度最高的碾压式沥青混凝土心墙土石坝工程，监测冰层对坝体、坝基所产生的静冰压力及冰层因受风，流水的作用而漂流，撞击坝体所产生的动冰压力，对掌握大坝运行状态及相关技术课题研究有着重大的意义。为此，在主坝上游约200 m处相近区域的库区内，人工刨冰，量测冰厚，频次为1周1次。

2.1.4 大坝渗流监测

大坝为沥青混凝土心墙坝，副坝为粘土心墙坝。主坝与左副坝的连接采用混凝土连接墩，用来连接沥青混凝土心墙和粘土心墙；主坝沥青混凝土心墙与厂方坝段连接采用翼墙式。粘土心墙沙砾石坝的沙砾石坝壳抗渗性较差，主要以防渗性较好的粘土作为防渗体，如果发生渗流过程线短时间内变化较大，超过监控值或有渗漏水出溢等情况时，意味着渗流场发生改变，可能导致局部渗漏破坏，导致坝体、坝基产生危险性渗透变形，甚至引起溃坝。监测主要根据埋设在坝体及近坝区的渗压计、测压管、温度计及布设在导流明渠段的光纤测温系统，经过采集坝体渗流压力、坝基渗流压力、测压管水位及温度，并结合水库上下游水位及大气温度，依据“渗流热”理论，综合分析坝体渗流对大坝安全的影响。

2.2 巡视检查

由于影响水工建筑物的自然因素复杂，且在长期运行中，受到各种荷载和自然因素的作用，工作状况随时都在变化，甚至运用状态也发生了变化。在日常巡视检查过程中能及时发现问题，采取有效措施把事故消灭在萌芽状态，保证建筑物的安全，更好地发挥工程效益。

依据SL60-94《土坝安全监测技术规范》的要求，详细制定了日常巡视检查、年度巡视检查和特别巡视检查，及领导带班制度。

根据水库蓄水实际情况，及时调整巡视检查频次，并且重点部位重点关注。水库低水位运行时，日常巡视检查频次为1周2次，高水位运行时，日常巡视检查频次为1天2次；年度检查，在每年的汛前汛后、用水期前后、冰冻期和融冰期均由部门领导组织相关工作人员进行全面的巡视检查；特别巡视检查，当遇到严重影响大坝安全运行时，部门领导均亲自或安排相关工作人员进行特别检查，组织专人对特殊部位连续监视，并且认真做好相关工作记录。

在巡视检查过程中，将发现的问题及时汇总上报部门领导，并且加大对该部位的监测频次及巡视检查力度，结合监测数据综合分析，提供技术论证，对水库的运行状况进行判断，及时处理问题，确保建筑物安全。

2.3 工程维修养护

水工建筑物在运用中，受到各种外力和外界因素的作用，随着时间的推移，将向不利的方向转化，逐渐降低其工作性能，缩短工程寿命，甚至造成严重事故。因此，对水工建筑物进行妥善养护，对其病害及时进行有效的维修，使不安全因素向有利的方向转化，确保工程安全，使水工建筑物长期充分地发挥其应有效益。

根据维修原则，对可能导致事故隐患、迅速扩大的工程缺陷、便于施工的部位和工程量较小的工程缺陷进行及时修复处理。对检查中在短期内会危及工程安全运行、事故隐患也没有继续扩大的趋势、工程量相对较大、尚不具备马上施工条件的，一般将此项工作放在岁修中进行。同时日常维修工作严格坚持《水利工程施工质量标准》和《水利工程维修养护定额标准》，将工程缺陷处理纳入质量监督范畴，枢纽处负责施工现场管理和质量监督，计划发展处负责工程量审核，在单位内部形成一套工程质量保证体系。

2.4 监测设备、设施的管理

依据SL60-94《土坝安全监测技术规范》的要求，制定严格的仪器、仪表使用、管理规范；建立仪表、仪器档案；平常使用时严格依照厂家提供的使用说明和注意事项；定期对仪器、仪表进行保养、率定、维护；经常使用的仪器、仪表均配置备件；监测站内冬季配备取暖设施，保证设备正常运转的工作条件和环境；保护水准表面基点和标点，必要时进行校测。

3 工作人员素质的培养

管理好水工建筑物，人才是关键。在日常的工作中，养成仔细、认真、严谨的工作态度，尽量减少采集数据的误差，提高数据的准确性；相关工作人员参加水利部举办的大坝安全监测培训班，学习大坝监测知识，丰富资料分析方法，提高资料分析准确性；和监测项目施工单位建立委培关系，使工作人员能更好地全面掌握工程各重要部位的技术参数和工程结构，增强人员的业务水平，提高资料分析能力。