尼尔基水利枢纽工程安全管理

张 培，魏宇宸，郑 博

（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

尼尔基水利枢纽是以防洪、城镇生活和工农业供水为主，结合发电，兼顾改善下游航运和水环境，并为松辽流域水资源的优化配置创造条件的大型控制性工程。枢纽位于嫩江干流中游段，距下游齐齐哈尔市河道距离为152 km。水库控制流域面积66382 km2，多年平均径流量104.7×108m3，总库容 86.10×108m3，总装机容量 250 MW，设计多年平均发电量6.144×108kW·h。尼尔基水利枢纽于2001年6月开始施工，2005年9月11日下闸蓄水，2006年7月16日首台机组发电，9月16日4台机组全部并网发电，2006年底主体工程完工。

2 防洪度汛管理

2.1 水库调度运用

在保证大坝安全前提下，为了充分发挥水库的效益，做好水库的调度运用工作，尼尔基水利枢纽先后建立了水情自动测报系统、水情信息查询会商系统、静止气象卫星云图接收显示系统、水情信息交换系统、工程防汛视频远程监控系统、洪水预报软件等，这些系统和软件的建成投入使用，提高了水库调度运用管理的自动化水平。通过几年的运行表明，系统的可靠性和使用性均较好，满足了水库调度需要。

尼尔基水库洪水调度原则为：

1）6月21日至8月25日

当库水位低于218.15 m时：

a）一般情况。当3站合成流量（上一时段德都、古城子和尼尔基入库3站流量之和）小于等于5800 m3/s时，出库流量等于入库流量，维持水库水位不变；大于5800 m3/s，且小于等于13100 m3/s时，出库流量等于5800－Q古－Q德（Q古、Q德分别为古城子站、德都站上一个时段的流量），洪峰出现3 d后，出库流量等于7400－Q古－Q德；大于13100 m3/s时，出库流量等于8760－Q古－Q德，洪峰出现3 d后，出库流量等于9200－Q古－Q德。

b）遇1998年特殊暴雨洪水类型。当3站合成流量小于等于4000 m3/s时，出库流量等于入库流量；大于4000 m3/s，且小于等于11200 m3/s时，出库流量等于4000－Q古－Q德，洪峰出现2 d后，出库流量等于8000－Q古－Q德；当大于11200 m3/s时，出库流量等于6340－Q古－Q德，洪峰出现2 d后，出库流量等于10000－Q古－Q德。

c）当库水位达到最大值之后，则按水库水位达到最大值时的泄流量泄洪，出库流量超过入库流量的幅度不大于1200 m3/s。

当库水位到达218.15 m后，如果入库流量小于等于18000 m3/s，则出库流量等于入库流量；如果入库流量大于18000 m3/s，水库按泄洪能力泄洪。

2）8月26日至9月 5日

由松花江防汛总指挥部办公室视天气趋势及流域雨、水情，合理调度。

3）6月1日至6月20日，9月6日至9月30日

如果入库流量小于等于水库当前水位对应的泄洪能力时，出库流量等于入库流量；如果入库流量大于水库当前水位对应的泄洪能力时，水库按泄洪能力泄洪。

尼尔基水库的防洪调度由松花江防汛总指挥部负责。

2.2 洪水预报

尼尔基水利枢纽水情自动测报系统由58个遥测站、1个中心站和1个分中心站组成。系统于2001年开工，2005年安装调试完成并投入试运行。系统分二期建设，采用卫星组网通信模式，第一期为满足枢纽施工期建设需要，第二期主要为满足工程运行管理需要。另外，为解决水情遥测设备在北方严寒地区野外越冬问题，目前尼尔基公司正在开展水利部科技推广项目《寒区水库水情自动测报系统的推广应用》遥测站的建设工作。尼尔基水库现行洪水预报方案：1）降雨径流预报方案，该方案考虑了流域产汇流的物理成因，更侧重于系统响应的黑箱子综合分析，方法简便实用，具有较高的精度，应用较为广泛；2）相应水位（流量）相关预报方案，由上游水位 (流量)预报下游水位（流量），以预报洪峰为主，但根据本流域洪水特性，可逐时段进行流量相关预报；3）涨差因子逐步回归预报方案，以上游测站水位（流量）涨差作为预报因子，应用逐步回归分析方法，对下游测站建立逐步回归模型。

参考SL224-98《水库洪水调度考评规定》，从预报和实际来水来看，2009年和2010年尼尔基水库洪水预报水平均达到优秀级别；2011年水库汛期旬来水量预报合格率92%，达到了甲级预报水平。

2.3 汛期管理

尼尔基水库每年6—9月为汛期，6月1日至6月20日为前汛期，6月21日至9月5日为主汛期，9月6日至9月30日为后汛期。尼尔基水库控制流域面积66382 km2，多年平均流量332 m3/s。降水年内分配极不均匀，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。嫩江流域历史上洪涝灾害较频繁，尼尔基水利枢纽作为嫩江干流上唯一一座控制性枢纽工程，防汛任务十分艰巨。

为确保水库安全度汛，尼尔基公司成立了枢纽防汛组织机构，并统一听从松花江防汛抗旱总指挥部的指挥调度。下设防汛办公室，负责各项防洪度汛的日常事务，职能部门成立相应的防汛抢险组织，并明确了各岗位职责。编制完成了《尼尔基水利枢纽防洪抢险应急预案》，注重加强与有关各方的联系沟通和落实。不断建立完善汛期值班、巡视检查、汛情报告、防汛物资管理等相关制度。每年汛前召开防汛工作会议，贯彻上级防汛工作精神，总结上一年度防汛工作，布置下一阶段重点任务。加强水工建筑物的安全检查，发现问题及时整改；及时对汛期水雨情进行预报会商，细化水库调度；强化防汛物资的管理，及时进行补充完善。2009年汛期，枢纽上游地区发生大范围降雨，水库调节有效地缓解了枢纽区及下游地区的防洪压力；2010年汛期与第二松花江洪水错峰联调，有效削减嫩江同盟断面洪峰流量1061 m3/s，最大削峰率70%，较好地发挥了防洪减灾效益。

3 大坝安全监测管理

尼尔基水利枢纽安全监测工程于2002年开始施工，2006年完工。安全监测分为坝体外部变形监测和坝体内部安全监测。设置有坝体水平位移监测、竖向位移监测、渗流监测、应力应变监测、扬压力监测、接缝监测、温度监测、地下水位监测等项目。坝体外部变形监测布置4个水准观测原点、26个水准工作基点、103个坝体测点、9个联系水准点和38个渗流测点。内部安全监测共设置各类仪器748支，其中主坝6个监测断面、3个结合观测部位、厂房2个监测断面、溢洪道4个监测断面、副坝3个监测断面、灌溉管2个监测断面。

尼尔基水利枢纽按照《土石坝安全监测技术规范》、《混凝土坝安全监测技术规范》和《土石坝安全监测资料整编规程》及公司制定的相关制度，定期进行大坝安全巡视检查和工程监测。每年汛期根据水情雨情和水库水位变化情况，适时加大巡视检查力度和监测频次，及时了解大坝在持续高水位检验下的运行状态。定期开展监测资料整编分析，通过尼尔基水利枢纽自动化监测系统，对建筑物的安全稳定性进行评判，适时监测枢纽安全运行状况。2009年，枢纽远程监测管理中心站建成并进入试运行阶段，与枢纽现场监测管理站相连接，实现了大坝安全在线监测远程控制运行。通过近年来的观测与分析，坝体位移、应力、应变测值均处在正常范围内，渗流未见异常，主坝与厂房左翼墙、主坝与连接墩相对错动目前基本趋于稳定，大坝总体运行状况良好。2009—2011年，枢纽连续3年经受住了高水位运行的考验。

4 工程维修养护

尼尔基水利枢纽严格按照《土石坝养护修理规程》要求的标准，始终坚持“经常养护、随时维修、、养重于修”的原则，对主体工程和附属设施进行维修养护，及时消除各类缺陷和问题，确保枢纽工程安全稳定运行。尼尔基水利枢纽工程管理和工程维修养护体制健全，建立了《水工建筑物维修养护管理办法》、《水工建筑物维修养护项目质量管理规定》及合同管理等多项规定，加强过程质量检查和监督的力度，规范项目立项、审批和支付程序及水工建筑物维修养护工作流程，工程管理不断规范化、程序化、标准化。对重要的维修项目或关键工序，实行现场跟踪监控和指导，多措并举有效保证了维修养护各工程项目的顺利实施，提高了各项工程的完好率和安全运行保证率，确保尼尔基水利枢纽真正发挥出应有的兴利除害作用。

5 结语

尼尔基公司在工程安全管理工作中，始终坚持管理工作制度化、规范化、标准化，扎扎实实地开展防洪度汛、安全检查与监测、工程维修养护等工作，不断提高安全管理水平，保证了尼尔基水利枢纽工程安全、可靠地运行，取得了显著的经济和社会效益。