鄒 平

(大渡河流域水電開有限公司，四川 成都 610041)

大渡河庫壩安全管理中心，是集團(tuán)公司唯一一家水庫大壩專業(yè)化管理單位。他們通過優(yōu)化管理模式，吸收先進(jìn)理念，創(chuàng)新監(jiān)測技術(shù)，實現(xiàn)了大渡河流域水電站水庫大壩安全管理從監(jiān)測“小專業(yè)”到自動化信息化智能化的“大智慧”統(tǒng)攬，搭建起大數(shù)據(jù)安全管理的全新模式。

監(jiān)測 探索全新思路

傳統(tǒng)的庫壩水工建筑物監(jiān)測，通常采用人工觀測，需要大量的作業(yè)人員。隨著大渡河流域梯級電站的不斷投運，按常規(guī)配置，作業(yè)人員將呈倍數(shù)增加，與現(xiàn)代化管理模式相背馳。而且水電站地處偏遠(yuǎn)，監(jiān)測作業(yè)點分散，作業(yè)效率低、人身設(shè)備安全風(fēng)險大。

自2013年開始，大渡河庫壩安全管理中心集中技術(shù)力量，在大渡河流域裝機最大的瀑布溝水電站開展了外部變形監(jiān)測自動化研究，集中技術(shù)力量進(jìn)行攻堅。在對比多種測量儀器、建立數(shù)學(xué)模型、反復(fù)測量實驗后，他們采用全站儀極坐標(biāo)差分技術(shù)、GNSS衛(wèi)星定位測量法結(jié)合，開展水電站大壩及邊坡外部變形遠(yuǎn)程自動監(jiān)測，并在重要部位同時布置棱鏡、GNSS測點天線、同步控制軟件等多項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，攻克了多種測量儀器同步難、同測難、設(shè)備安全防護(hù)和野外防盜等自動化監(jiān)測瓶頸性難題。在此基礎(chǔ)上，大渡河庫壩安全管理中心再接再厲，又引入真空激光準(zhǔn)直系統(tǒng)、內(nèi)觀自動化采集、高精度地表三維位移等先進(jìn)監(jiān)測技術(shù)，研發(fā)成功了“一體化智能測站”，為水工建筑物自動化監(jiān)測提供了智能化的整體解決方案，創(chuàng)造了野外自動化智能監(jiān)測的先例，減少了人力資源投入和野外作業(yè)安全風(fēng)險，為工程安全監(jiān)測設(shè)計提供了一條新思路。

安全 裝上“最強大腦”

大渡河流域上既有建于上世紀(jì)60年代的老電站，也有區(qū)域綜合水利樞紐、上游龍頭樞紐，類型多、區(qū)域?qū)?、?shù)量大、情況復(fù)雜。11個水利項目(含在建項目)、超400公里的觀測直徑，對僅有不到70名職工的大渡河庫壩安全管理中心來說，工作異常艱巨。

從2014年起，大渡河庫壩安全管理中心開始了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的流域水庫大壩安全管理信息化系統(tǒng)研究。這套自主研發(fā)的監(jiān)測系統(tǒng)，對在運項目的監(jiān)測覆蓋率達(dá)到95%以上，堪稱流域庫壩安全管理的“最強大腦”。它包括了“技術(shù)管理”、“信息管理”、“分析評價”、“預(yù)警管理”等功能模塊，集成了大壩注冊(換證)、定期檢查、壩工維修加固、信息報送、水工技術(shù)監(jiān)督、應(yīng)急處置等庫壩安全綜合信息，實現(xiàn)了大壩安全監(jiān)測(水工水文、地災(zāi)、地震、環(huán)境量監(jiān)測等內(nèi)容)的遠(yuǎn)程自動采集、監(jiān)測信息的及時處理與實時分析評判、大壩安全風(fēng)險的實時掌控與決策處置，大大提高了大壩安全風(fēng)險管控水平。

除了大力發(fā)展監(jiān)測自動化，大渡河庫壩安全管理中心還開發(fā)了智能巡檢系統(tǒng)，通過智能移動終端包括標(biāo)簽讀寫和實時巡查2個APP，在手機上就能完成巡視檢查的復(fù)核和數(shù)據(jù)的同步上傳，保證了巡查任務(wù)準(zhǔn)時完成、數(shù)據(jù)上傳準(zhǔn)確無誤、缺陷處理和會商的及時精準(zhǔn)。

創(chuàng)新 打造“立體科技”

2017年3月22日，在瀑布溝水電站大壩尾水閘門出口，一艘無人船靜靜下水。此前，瀑布溝水電站發(fā)現(xiàn)機組尾水位較設(shè)計值偏高的情況，如果停機消缺，將嚴(yán)重影響發(fā)電效益。針對這一情況，搭載單波束測深儀與GPS系統(tǒng)的先進(jìn)智能無人船出現(xiàn)在了現(xiàn)場，對機組尾水水面、水下地形進(jìn)行了全面測量，得出尾水泥沙淤積造成水位異常的精準(zhǔn)結(jié)論。

無人船僅是大渡河庫壩安全管理中心運用先進(jìn)監(jiān)測技術(shù)的一個縮影。除了水上無人船外，該中心還引進(jìn)了水下無人潛航器、水下機器人、多波束聲納探測、三維激光掃描等檢測新技術(shù)，結(jié)合實際情況，解決深水、渾水以及動水等復(fù)雜環(huán)境下的水下檢測難題。高畫質(zhì)的水下視頻和清晰的三維測量成果，還讓以往很難檢測的水下缺陷無處遁形，大大降低了作業(yè)成本，增加了發(fā)電效益。

除了科學(xué)高效的水下檢測手段，大渡河庫壩安全管理中心還運用無人機，對水庫大壩進(jìn)行巡檢，機載高清攝像頭如同“火眼金睛”，擔(dān)負(fù)起人工無法涉足區(qū)域測量的重任。目前，大渡河庫壩安全管理中心正在探索無人機搭配三維激光掃描等技術(shù)，對水庫大壩進(jìn)行全景化監(jiān)測，力爭早日實現(xiàn)“水陸空”立體監(jiān)測模式。

預(yù)警 未卜先知

大量信息化技術(shù)的應(yīng)用，提升了大渡河庫壩安全管理中心安全管理水平；分布全流域的近2萬個監(jiān)測點和每天超4萬個的監(jiān)測數(shù)據(jù)，又讓大渡河庫壩安全管理中心的大數(shù)據(jù)管理日益成熟，安全效益日益突顯。

2016年4月30日早8點，監(jiān)測系統(tǒng)檢測到大崗山水電站附近鄭家坪滑坡體位移超過42毫米/天。毫米級位移是肉眼無法觀察的距離，但是依靠精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集，大渡河庫壩安全管理中心及時發(fā)布預(yù)警，通過國家能源集團(tuán)大渡河公司與地方取得聯(lián)系，對滑坡體下方省道公路段實施交通管制。4小時后，該處發(fā)生總量2000立方米的山體塌方。由于預(yù)警及時、處置得到，避免了自然災(zāi)害帶來的人民群眾生命財產(chǎn)損失。

在“智慧大渡河”體系建設(shè)中，大渡河庫壩安全管理中心根據(jù)實際情況，提出了依托大數(shù)據(jù)、云計算平臺和流域庫壩安全信息化系統(tǒng)，建立大渡河流域電站大壩安全風(fēng)險預(yù)警管理體系，對超標(biāo)洪水、超限降雨、地震監(jiān)控、梯級電站聯(lián)動聯(lián)防等9大風(fēng)險點提供預(yù)警，形成庫壩安全管控不斷演進(jìn)的閉環(huán)智慧管控模式。目前該系統(tǒng)已在龔嘴、銅街子2個電站成功投入試運行。

在不斷升級的智慧管理中，大渡河庫壩安全管理中心取得了9項實用新型專利和2項軟件知識產(chǎn)權(quán)，獲得全國設(shè)備創(chuàng)新成果和全國電力職工技術(shù)成果一等獎各1項、全國智慧電廠創(chuàng)新成果2項、集團(tuán)公司科技進(jìn)步二等獎1項、三等獎2項。這些成果，應(yīng)用性高、可移植、易于推廣，并具有較高商業(yè)價值，有望于未來逐步走出流域、走向全國，讓“智慧庫壩”的先進(jìn)理念和建設(shè)成果，保障更多水電站安全，為人民生命財產(chǎn)安全服務(wù)。