雅砻江流域梯级水电站群大坝运行安全管理现状

聂强

（雅砻江流域水电开发有限公司，四川成都，610051）

雅砻江流域梯级水电站群大坝运行安全管理现状

聂强

（雅砻江流域水电开发有限公司，四川成都，610051）

雅砻江公司高度重视大坝安全管理工作，切实履行企业职责。按照“流域化、集团化、科学化”发展与管理理念，统筹流域梯级大坝群安全管理，建立了流域集中管理与现场管理相结合的大坝安全管理机制。统筹规划、分步实施大坝安全信息化建设，实现了流域化的大坝安全信息管理，以及大坝安全信息化工作从电站建设到运行的无缝衔接。适应国家大坝安全监管新形势，提出了“精品大坝、一流管理”的总体目标，依从法规、落实责任、精细管理，积极配合国家大坝安全注册、定期检查等工作，不断提升大坝安全管理水平，确保流域梯级水电站群大坝运行安全。

雅砻江大坝安全管理；信息化；安全注册；定期检查；安全监测

雅砻江流域水电开发有限公司（简称“雅砻江公司”）主要业务是水力发电，按照国家发改委授权，全面负责雅砻江梯级水电站的建设和管理。雅砻江公司高度重视大坝安全管理工作，切实履行企业职责。按照“流域化、集团化、科学化”发展与管理理念，统筹流域梯级大坝群安全管理，建立了流域集中管理与现场管理相结合的大坝安全管理机制。统筹规划、分步实施大坝安全信息化建设，实现了流域化的大坝安全信息管理，以及大坝安全信息化工作从电站建设到运行的无缝衔接。适应国家大坝安全监管新形势，提出了“精品大坝、一流管理”的总体目标，依从法规、落实责任、精细管理，积极配合国家大坝安全注册、定期检查等工作，不断提升大坝安全管理水平，确保流域梯级水电站群大坝运行安全。

1 雅砻江梯级电站概况

雅砻江发源于青海省巴颜喀拉山南麓，全长1 571 km，是金沙江最大的支流。雅砻江干流规划开发22级电站，坝高超过100 m的电站有9座，规划可开发装机容量3 000万kW，在全国规划的十三大水电基地中，装机规模排名第三。按照“四阶段”水电开发战略，雅砻江公司于2000年成功建成中国20世纪投产发电的最大水电站——二滩水电站，具有305 m高世界第一高坝的锦屏一级水电站、具有4条17 km长世界最大规模引水隧洞群的锦屏二级水电站，以及下游官地水电站于2012～2013年陆续投产发电，桐子林水电站于2015年10月投产，2016年3月流域下游水能资源开发圆满收官，公司总装机规模达1 470万kW。流域中游，具有295 m高心墙堆石坝的两河口水电站、国内装机大于100万kW级首次采用设计施工总承包模式的杨房沟水电站分别于2014年、2015年核准开工建设。正在进行前期筹建工作的项目有中游的卡拉、牙根一级和孟底沟等3个水电站，以及上游的新龙等3个梯级电站。雅砻江流域形成了首尾呼应、全江联动、压茬开发的态势。

2 流域化大坝安全管理模式

流域化（区域化）管理是企业对所辖电站群进行大坝安全集中、统一管理的一种形式，可以优化资源、提升效率、降低成本。随着雅砻江公司流域水能资源开发“四阶段”战略的不断深入推进，流域梯级电站大坝群已初步形成。雅砻江是全国大江大河中唯一由单一主体开发的河流，为实施流域化大坝安全管理提供了先决条件。雅砻江流域化大坝安全管理模式可概括为流域集中管理和现场管理相结合的模式，生产管理部是公司负责电力生产的职能部门，大坝中心是公司流域大坝安全管理的归口单位，电厂是所辖电站大坝安全管理的运行单位。

雅砻江公司大坝中心于2011年成立，定位为公司本部化管理的二级单位，主要职责是归口流域梯级电站大坝的安全管理，为公司有关决策提供技术支持。具体职责主要包括：通过制定和监督执行公司有关规章制度，进一步规范公司流域各电站大坝安全管理各项工作；通过建设流域大坝安全信息管理系统并进行监测分析，及时掌握大坝运行状态和安全状况，有效控制重大安全风险；通过定期检查、安全注册等管理手段，发现并消除重大工程隐患；通过对重要水工设施维护项目的技术管理，提升大坝安全健康水平。

公司各电厂为驻水电站现场的运行管理机构，主要负责所辖电站水工维护、巡视检查和观测设施的运行维护等现场日常工作，并通过技术改造、科学研究、技术监督等技术管理，为大坝安全提供技术保障；通过建立应急管理体系，积极开展隐患排查和风险防范，为大坝安全提供应急保障。

流域化的大坝安全管理起到了优化资源配置、提高工作效率、促进管理规范性和标准化等作用，主要为公司解决以下问题：统筹谋划各电站年度大坝安全管理工作，有效管控大坝安全风险；统一管理制度和标准，通过各电站横向对比提高大坝管理业务水平；大坝安全信息集中管理，规范化作业并及时传递、及时分析和发现问题；紧盯国际国内先进技术，推广应用前沿的、成熟的新技术；积极参与国家及行业大坝安全管理相关技术标准的制定；优化人力资源配置，专业化团队服务于多个电站；研究同类项目流域化委托和采购方式，形成规模效应；符合远程集中监控要求，利用信息化手段优化电厂水工部人员的配置，体现以人为本。

3 大坝安全信息化建设

按照《水电站大坝运行安全信息化建设规划》（电监安全〔2006〕47号）要求，雅砻江公司大坝安全信息化工作主要包括水电站大坝安全信息子系统、流域大坝安全信息分系统两方面。同时，为适应公司流域化管理要求，水库地震监测工作也实现了流域化集中管理。

公司于2009年完成了二滩水电站监测自动化系统改造，2015年完成二滩地下厂房监测自动化系统改造，自动化率超过90%。后续投产的官地、锦屏二级、锦屏一级、桐子林等电站均按监测自动化的要求设计和建设，投产即实现监测自动化，严格执行了各电站大坝安全信息子系统的建设要求。

公司于2011年启动了雅砻江流域大坝安全信息管理系统（简称“流域大坝系统”）的建设工作，2013年系统投入试运行，目前已接入二滩、桐子林、官地、两河口、锦屏一级、锦屏二级、杨房沟7座电站监测数据，管理安全监测测点共约3.85万个，监测数据4 000多万条，同时接入了水情信息、泄洪震动、大坝强震等数据。流域大坝系统定位为雅砻江公司流域大坝安全管理和技术管理的统一平台，主要功能是对各投运水电站安全监测以及巡检维护、定检注册等大坝安全信息进行全面管理，并为施工期大坝永久安全监测项目的管理提供信息化手段，最终实现全流域22级梯级电站大坝安全信息的接入和管理。

通过流域大坝系统的建设和应用，主要解决的问题包括：利用采集服务等软件技术，将各电站不同监测自动化系统集成在流域大坝系统中，实现了流域远程数据采集和仪器检查等基础工作；强化管理和统计功能，通过对各电站监测自动化系统运行情况、人工监测开展情况、巡视检查等工作的统计分析，设定工作考核指标，促进电厂间的横向比较与管理提升；规范水电站建设期永久监测项目的管理，实现安全监测工作从建设期到运行期的无缝衔接和平滑过渡；利用点检仪开展水工巡视检查，实现巡检精细化管理；利用手机和平板电脑的移动信息化软件，满足移动办公需求。

按照监管要求，运行大坝安全信息需实时报送能源局大坝安全监察中心，流域大坝系统与国家能源局大坝安全系统进行了对接，流域各投运电站信息实现了统一报送。

4 大坝安全注册与定期检查

公司严格贯彻执行大坝安全注册与定期检查的相关要求，近年来，完成了二滩大坝初始注册和两次换证注册，完成了二滩大坝两次定期检查，完成了官地、锦屏一级、锦屏二级、桐子林大坝备案登记，完成了官地大坝、锦屏一级大坝、锦屏二级大坝初始注册工作，今年正在积极准备二滩大坝换证注册、桐子林大坝初始注册工作，在注册与定检工作方面积累了丰富的经验。

4.1 大坝安全注册取得的经验

（1）领导重视，政令畅通。公司领导及各单位领导重视注册工作，为工作的顺利开展奠定了坚实基础。

（2）提前筹划，精心准备。新建电站首台机组投产发电前两个月制定备案登记工作计划及工作大纲，投运电站换证注册提前6个月制订计划，设定阶段目标，确保工作进度满足发电和法规要求。

（3）有效沟通，密切配合。注册和备案工作离不开公司内部相关部门的配合协作，按照计划提前召开协调会，及时分解任务，加强沟通，共同协作，充分做好材料和检查准备。

（4）积极跟踪，加强协调。适时与国家监管部门做好沟通协调工作，跟踪工作安排进度，确保目标顺利实现。

4.2 大坝安全定期检查取得的经验

与大坝注册工作相比，大坝定检工作历时长、内容多，需要公司内部更加密切的协作，同时也需要较强的计划性。除与注册工作类似的经验外，其他经验包括：

（1）重视工程运行总结报告和现场检查报告的编写，为大坝定检做好充分准备。

（2）重视导流洞堵头等部位的检查，与大坝安全有关的副坝、导流洞堵头也承担着挡水任务，其安全性同样重要。

（3）把握好定检工作的进度，定检工作原则上要求一年完成，一方面需要做好与国家监管部门的沟通工作，同时需要把控好各专题研究工作的立项、采购和项目管理。

（4）认真落实定检审查意见，必须处理的问题，即重大工程缺陷与隐患应无条件限期处理，针对一般性工程缺陷，也应抓紧时间处理，不迟于下次定检前完成。

5 流域大坝运行情况

监测成果表明，二滩、官地、锦屏一级、锦屏二级大坝（闸坝），变形、渗流、渗压等监测数据受库水位、降雨、温度等因素影响呈现规律性变化，总体符合大坝运行一般规律，运行正常。

5.1 二滩大坝

二滩大坝于1998年开始蓄水，已经历18次加卸水荷载循环。大坝最大径向累计绝对位移134.91 mm（2014年12月30日，21号坝段，高程1 205.5 m），目前拱冠变形仍存在一定时效位移（见图1）；水平切向累计位移沿坝段呈对称分布，当前值在-15.00～15.09 mm间。大坝总渗流量呈逐年减小变化趋势，2015年度渗流量在3.8～2.0 L/s间，水垫塘渗流总量在32.4～1.2 L/s间；坝基渗压监测正常，渗压折减系数最大值均小于设计假定值（见图2）。

图1 拱冠水平径向绝对位移与库水位历时曲线Fig.1 Curves of horizontal radial absolute displacement at arch crown and reservoir water level

图2 大坝渗流总量与库水位历时曲线Fig.2 Curves of total seepage and reservoir water level

5.2 官地大坝

官地大坝于2012年开始蓄水，为日调节水库，坝前水位变幅较小。坝体顺河向最大位移为20.78 mm（PL1，13号坝段，见图3）。2015年完成了大坝渗水灌浆处理，目前坝体渗流总量在1.5～2.4 L/s间，坝基渗流总量在7.9～12.9 L/s间，坝基渗压正常（见图4）。

5.3 锦屏一级大坝

锦屏一级是雅砻江干流中下游水电开发的“控制性”水库梯级，具有年调节能力。锦屏一级大坝于2012年开始蓄水，大坝最大水平径向累计绝对位移为45.19 mm（2016年1月4日，11号坝段，高程1 778 m，见图5）；水平切向累计绝对位移沿坝段基本呈对称分布，当前位移值在-5.71～8.33 mm间。如图6所示，2016年以来，大坝及基础总渗流量在35.68～58.07 L/s间，远小于设计抽排能力（450 m3/h× 4台）。坝基渗压监测正常，最大渗透压力折减系数均小于设计控制值。

左岸1 885 m高程以上开挖边坡，深部拉裂缝和断层通过区域岩体变形仍未收敛，存在少量变形。谷幅变形主要以两岸坡体向河床临空面变形为主，平洞测段变形量主要位于结构面及影响区范围内，变形量逐渐减小，变化趋势尚未收敛。

5.4 锦屏二级闸坝

锦屏二级电站主要依靠锦屏一级水电站水库

图3 河床坝段上下累计位移与库水位历时曲线Fig.3 Curves of cumulative displacement upstream and downstream dam section on riverbed and reservoir water level

图4 大坝及坝基渗流总量与库水位历时曲线Fig.4 Curves of total seepage of dam and of dam foundation and reservoir water level

图5 11号坝段各高程水平径向绝对位移与库水位历时曲线Fig.5 Curves of horizontal radial absolute displacement on different elevations of No.11 dam section and reservoir water level

图6 大坝及基础渗流总量与库水位历时曲线Fig.6 Curves of total seepage of dam and of dam foundation and reservoir water level

下泄水量发电，闸坝坝前水位变幅较小。如图7所示，闸坝坝顶顺河向最大位移为3.15 mm（EX3-1，3号坝段）；闸坝基础最大累计沉降量为12.91 mm（ES5-3，5号坝段坝基）。基础渗压计最大渗透压力为638.40 kPa（2012年7月17日，6号坝段铺盖基础），渗压状况符合一般规律，见图8。

6 大坝安全管理新技术应用与展望

6.1 无人机监测应用

近年来，无人机技术发展迅速，在测绘、地质灾害防治、土地监察等领域得到广泛应用。锦屏水电站近坝区地质条件复杂，高边坡安全风险大，常规监测手段不能直观反映边坡变化情况，人员巡视检查无法到达高边坡顶部。为及时掌握高边坡变化情况，2015年，公司开展了锦屏水电站近坝区高危边坡无人机监测工作，完成9处边坡的汛前汛后两次监测，形成了三维模型文件，可便捷地进行地表情况查看和长度测算，完成地质对比和描述，对了解高边坡安全状况起到了较好的作用。

图7 闸坝顺河向位移历时曲线Fig.7 Curve of displacement along river of gate dam

图8 6号坝段铺盖基础渗透压力与上游水位、降雨量关系曲线Fig.8 Relationship between seepage pressure of dam foundation in No.6 monolith and upstream water level,rainfall

6.2 水下机器人检测

水下机器人又称无人遥控潜水器，是一种工作于水下、解决人工无法实现的在极限环境下作业难题的潜水器，在军事、安全搜集、安全检修、科研、考古等领域应用广泛。近年来，轻量级的水下机器人逐步应用到水工建筑物的常规检测项目上，如坝前结构检查、水垫塘运行检测等，但尚未涉及多弯段管道检查。二滩水电站引水系统自1998年投运以来，受结构布置和检修通道限制，从未对引水隧洞、高压管道下平段以上流道进行过安全检查。为掌握其运行状况，公司积极探索、勇于实践，于2015年底至2016年3月，利用有缆遥控潜水器（ROV）对二滩3条引水系统进行了水下摄像检测工作，基本实现了检查范围内洞壁的全覆盖检查，总体掌握了引水系统运行状况。期间，ROV下潜水深近200 m，绕行3个近乎垂直弯段。此次水下检查工作取得了高水头多弯段水下机器人检查方法的突破和创新，积累的检查经验和技术可为类似项目的检测，尤其是出现大地震等突发应急情况下的安全检查工作，起到了指导和示范作用。

6.3 安全监测三维可视化

雅砻江公司牵头承担的国家“十二五”科技支撑计划“雅砻江流域数字化平台建设及示范应用”课题，已于2016年通过验收，锦屏一级水电站、两河口水电工程分别作为投运电站和在建电站，试点安全监测信息管理三维可视化。三维可视化中包含位移、渗流、主要应力应变等监测点，并可实现对监测、巡检信息的查询与展示，可直观了解水工建筑物存在的缺陷、隐患和运行中应特别注意的部位等。

6.4 进一步提高监测自动化比率

为提高监测工作效率，降低生产成本，需要不断试验和研究安全监测新技术并推广应用，进一步提高监测自动化比率。公司近期计划开展的监测自动化工作主要包括：近坝或库区滑坡体监测自动化试验研究、外部变形观测GNSS自动化试验研究、光纤监测技术试验研究等。

6.5 特高拱坝在线监控试点研究

2015年4月，国家发改委颁布了《水电站大坝运行安全监督管理规定》，要求电力企业加强大坝安全监测与信息化建设工作，及时整理分析监测成果，首次提出“对坝高一百米以上的大坝、库容一亿立方米以上的大坝建立大坝安全在线监控系统”。为贯彻落实上述要求，国家能源局大坝安全监察中心启动了特高拱坝在线监控系统专题研究项目，并选定世界第一高坝锦屏一级大坝试点在线监控，后续将根据研究成果情况扩大试点范围，制定大坝安全在线监控系统建设规划和技术标准。该项试点研究对提升雅砻江大坝在线监测管理，并在行业内率先实现在线安全评价和快速诊断分析具有积极意义。

7 结语

在国家能源局大坝安全监察中心的指导和支持下，通过多年的流域化大坝安全管理工作实践，雅砻江公司水电站大坝安全管理取得了一定实效。任重道远，公司将在行业主管部门的指导下，贯彻执行大坝安全管理相关规章制度，按照“流域化、集团化、科学化”发展与管理理念，进一步规范和细化水电站大坝安全管理工作，夯实基础，提高管理水平，在全力推进雅砻江流域水能资源开发、“贡献清洁能源，服务国家发展”的同时，切实履行企业大坝安全管理职责，为构建和谐社会、实现伟大中国梦做出积极贡献。■

作者邮箱：nieqiang@ylhdc.com.cn

国防办、能源局：严禁水库、水电站擅自超汛限水位运行

据中国水力发电工程学会入汛以来，南方地区多次出现强降雨过程，部分河流发生超警洪水。为进一步贯彻落实国家防总第一次全体会议精神，切实做好水库、水电站安全度汛工作，近日，国家防办与国家能源局联合向各省、自治区、直辖市和新疆生产建设兵团防汛抗旱指挥部，各流域防汛抗旱总指挥部，国家能源局派出能源监管机构、大坝中心，各有关电力企业下发通知，安排部署水库、水电站安全度汛工作，要求确保大型和重点中型水库防洪安全，保证一般中小型水库安全度汛，充分发挥水库防洪减灾效益，切实保障人民群众生命安全和城乡居民生活用水安全。

通知提出6条要求，一要全面落实责任制度，完善责任体系。要按照管理权限及时公布辖区内水库、水电站防汛行政责任人名单，逐库逐站逐个环节落实责任，细化行政、技术和管护责任人职责，加强新任职责任人的上岗培训，提高调度运用、应急抢险等指挥决策水平，对因责任不落实、工作不到位等造成严重后果的，要依法追究责任。

二要深入排查安全隐患，落实消险措施。要督促辖区内所有水库、水电站对大坝、泄洪建筑物、监测、预警、调度等设施运行情况进行彻底排查，及时整改检查中发现的各类问题，全面消除度汛安全隐患，相关水库、水电站要按期完成水毁工程修复任务，全面恢复防洪减灾能力。

三要严格规范运行管理，加强安全保障。要规范完善水库、水电站管理体制机制，配备专职管护人员，制定完善各项操作规程和安全管理制度。跨汛期施工的在建和病险水库、水电站要强化施工现场管理，落实应急措施，确保施工人员安全。

四要强化监测预报预警，及时报送信息。要严格执行领导带班和工作人员值班的24小时值班制度，一旦发生险情及时上报并迅速处置。要加强联系协作，完善预警通信系统和发布机制，通过各种有效手段提前发布重要预警信息。

五要完善应急方案预案，有效处置应对。要完善水库、水电站实时监测系统，尽快实现水库信息互联互通，强化信息共享和联合演练，提高应急保障能力。险情发生后，及时转移受威胁群众，切实避免意外伤亡事件的发生。相关责任人要第一时间赶赴现场组织制定抢险方案，上级防汛抗旱指挥部要视情况及时派出工作组、专家组赴现场协助指导。

六要加强工程科学调度，发挥综合效益。要加强日常会商，加强洪水监测预报和来水分析研判，实施精细化调度。要综合考虑上下游、左右岸，兼顾防洪保安和蓄水兴利，科学合理制定调度方案。各级防汛抗旱指挥部要加强监督，确保水库、水电站运行安全，严禁擅自超汛限水位运行。

Yalong River Hydropower Development Company pays high attention to dam safety management,and fully performs its functions and responsibilities.According to the development and management concept of regionalization,collectivization and scientization,safety management of cascade dam group in the basin is coordinated,the management mechanism combined centralized management with field management is established.Through the overall planning and step by step implementation of dam safety informatization construction,basin-based dam safety information management,as well as seamless connection between construction and operation,are realized.To adapt the new situation of national dam safety supervision,the overall goal of high-quality dam and first-class management is set.By compliance with regulations,fulfilling responsibility,strengthening management and implementing dam safety registration and regular inspection,dam safety management has been continuously improved,which ensures the safety of dam operation of cascade hydropower stations.

dam safety management in Yalong River basin;informatization;safety registration;periodic inspection;safety monitoring

TV698

B

1671-1092（2017）02-0007-07

2016-11-22

聂强（1967-），男，湖北云梦人，教授级高级工程师，长期从事水电站建设和大坝安全管理工作。

Title:Operation safety management status of cascade hydropower dams in Yalong River basin//by NIE Qiang//Yalong River Hydropower Development Co.,Ltd.