尼爾基水利樞紐工程安全管理

張 培，魏宇宸，鄭 博

（嫩江尼爾基水利水電有限責任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

1 工程概況

尼爾基水利樞紐是以防洪、城鎮生活和工農業供水為主，結合發電，兼顧改善下游航運和水環境，并為松遼流域水資源的優化配置創造條件的大型控制性工程。樞紐位于嫩江干流中游段，距下游齊齊哈爾市河道距離為152 km。水庫控制流域面積66382 km2，多年平均徑流量104.7×108m3，總庫容 86.10×108m3，總裝機容量 250 MW，設計多年平均發電量6.144×108kW·h。尼爾基水利樞紐于2001年6月開始施工，2005年9月11日下閘蓄水，2006年7月16日首臺機組發電，9月16日4臺機組全部并網發電，2006年底主體工程完工。

2 防洪度汛管理

2.1 水庫調度運用

在保證大壩安全前提下，為了充分發揮水庫的效益，做好水庫的調度運用工作，尼爾基水利樞紐先后建立了水情自動測報系統、水情信息查詢會商系統、靜止氣象衛星云圖接收顯示系統、水情信息交換系統、工程防汛視頻遠程監控系統、洪水預報軟件等，這些系統和軟件的建成投入使用，提高了水庫調度運用管理的自動化水平。通過幾年的運行表明，系統的可靠性和使用性均較好，滿足了水庫調度需要。

尼爾基水庫洪水調度原則為：

1）6月21日至8月25日

當庫水位低于218.15 m時：

a）一般情況。當3站合成流量（上一時段德都、古城子和尼爾基入庫3站流量之和）小于等于5800 m3/s時，出庫流量等于入庫流量，維持水庫水位不變；大于5800 m3/s，且小于等于13100 m3/s時，出庫流量等于5800－Q古－Q德（Q古、Q德分別為古城子站、德都站上一個時段的流量），洪峰出現3 d后，出庫流量等于7400－Q古－Q德；大于13100 m3/s時，出庫流量等于8760－Q古－Q德，洪峰出現3 d后，出庫流量等于9200－Q古－Q德。

b）遇1998年特殊暴雨洪水類型。當3站合成流量小于等于4000 m3/s時，出庫流量等于入庫流量；大于4000 m3/s，且小于等于11200 m3/s時，出庫流量等于4000－Q古－Q德，洪峰出現2 d后，出庫流量等于8000－Q古－Q德；當大于11200 m3/s時，出庫流量等于6340－Q古－Q德，洪峰出現2 d后，出庫流量等于10000－Q古－Q德。

c）當庫水位達到最大值之后，則按水庫水位達到最大值時的泄流量泄洪，出庫流量超過入庫流量的幅度不大于1200 m3/s。

當庫水位到達218.15 m后，如果入庫流量小于等于18000 m3/s，則出庫流量等于入庫流量；如果入庫流量大于18000 m3/s，水庫按泄洪能力泄洪。

2）8月26日至9月 5日

由松花江防汛總指揮部辦公室視天氣趨勢及流域雨、水情，合理調度。

3）6月1日至6月20日，9月6日至9月30日

如果入庫流量小于等于水庫當前水位對應的泄洪能力時，出庫流量等于入庫流量；如果入庫流量大于水庫當前水位對應的泄洪能力時，水庫按泄洪能力泄洪。

尼爾基水庫的防洪調度由松花江防汛總指揮部負責。

2.2 洪水預報

尼爾基水利樞紐水情自動測報系統由58個遙測站、1個中心站和1個分中心站組成。系統于2001年開工，2005年安裝調試完成并投入試運行。系統分二期建設，采用衛星組網通信模式，第一期為滿足樞紐施工期建設需要，第二期主要為滿足工程運行管理需要。另外，為解決水情遙測設備在北方嚴寒地區野外越冬問題，目前尼爾基公司正在開展水利部科技推廣項目《寒區水庫水情自動測報系統的推廣應用》遙測站的建設工作。尼爾基水庫現行洪水預報方案：1）降雨徑流預報方案，該方案考慮了流域產匯流的物理成因，更側重于系統響應的黑箱子綜合分析，方法簡便實用，具有較高的精度，應用較為廣泛；2）相應水位（流量）相關預報方案，由上游水位 (流量)預報下游水位（流量），以預報洪峰為主，但根據本流域洪水特性，可逐時段進行流量相關預報；3）漲差因子逐步回歸預報方案，以上游測站水位（流量）漲差作為預報因子，應用逐步回歸分析方法，對下游測站建立逐步回歸模型。

參考SL224-98《水庫洪水調度考評規定》，從預報和實際來水來看，2009年和2010年尼爾基水庫洪水預報水平均達到優秀級別；2011年水庫汛期旬來水量預報合格率92%，達到了甲級預報水平。

2.3 汛期管理

尼爾基水庫每年6—9月為汛期，6月1日至6月20日為前汛期，6月21日至9月5日為主汛期，9月6日至9月30日為后汛期。尼爾基水庫控制流域面積66382 km2，多年平均流量332 m3/s。降水年內分配極不均勻，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。嫩江流域歷史上洪澇災害較頻繁，尼爾基水利樞紐作為嫩江干流上唯一一座控制性樞紐工程，防汛任務十分艱巨。

為確保水庫安全度汛，尼爾基公司成立了樞紐防汛組織機構，并統一聽從松花江防汛抗旱總指揮部的指揮調度。下設防汛辦公室，負責各項防洪度汛的日常事務，職能部門成立相應的防汛搶險組織，并明確了各崗位職責。編制完成了《尼爾基水利樞紐防洪搶險應急預案》，注重加強與有關各方的聯系溝通和落實。不斷建立完善汛期值班、巡視檢查、汛情報告、防汛物資管理等相關制度。每年汛前召開防汛工作會議，貫徹上級防汛工作精神，總結上一年度防汛工作，布置下一階段重點任務。加強水工建筑物的安全檢查，發現問題及時整改；及時對汛期水雨情進行預報會商，細化水庫調度；強化防汛物資的管理，及時進行補充完善。2009年汛期，樞紐上游地區發生大范圍降雨，水庫調節有效地緩解了樞紐區及下游地區的防洪壓力；2010年汛期與第二松花江洪水錯峰聯調，有效削減嫩江同盟斷面洪峰流量1061 m3/s，最大削峰率70%，較好地發揮了防洪減災效益。

3 大壩安全監測管理

尼爾基水利樞紐安全監測工程于2002年開始施工，2006年完工。安全監測分為壩體外部變形監測和壩體內部安全監測。設置有壩體水平位移監測、豎向位移監測、滲流監測、應力應變監測、揚壓力監測、接縫監測、溫度監測、地下水位監測等項目。壩體外部變形監測布置4個水準觀測原點、26個水準工作基點、103個壩體測點、9個聯系水準點和38個滲流測點。內部安全監測共設置各類儀器748支，其中主壩6個監測斷面、3個結合觀測部位、廠房2個監測斷面、溢洪道4個監測斷面、副壩3個監測斷面、灌溉管2個監測斷面。

尼爾基水利樞紐按照《土石壩安全監測技術規范》、《混凝土壩安全監測技術規范》和《土石壩安全監測資料整編規程》及公司制定的相關制度，定期進行大壩安全巡視檢查和工程監測。每年汛期根據水情雨情和水庫水位變化情況，適時加大巡視檢查力度和監測頻次，及時了解大壩在持續高水位檢驗下的運行狀態。定期開展監測資料整編分析，通過尼爾基水利樞紐自動化監測系統，對建筑物的安全穩定性進行評判，適時監測樞紐安全運行狀況。2009年，樞紐遠程監測管理中心站建成并進入試運行階段，與樞紐現場監測管理站相連接，實現了大壩安全在線監測遠程控制運行。通過近年來的觀測與分析，壩體位移、應力、應變測值均處在正常范圍內，滲流未見異常，主壩與廠房左翼墻、主壩與連接墩相對錯動目前基本趨于穩定，大壩總體運行狀況良好。2009—2011年，樞紐連續3年經受住了高水位運行的考驗。

4 工程維修養護

尼爾基水利樞紐嚴格按照《土石壩養護修理規程》要求的標準，始終堅持“經常養護、隨時維修、、養重于修”的原則，對主體工程和附屬設施進行維修養護，及時消除各類缺陷和問題，確保樞紐工程安全穩定運行。尼爾基水利樞紐工程管理和工程維修養護體制健全，建立了《水工建筑物維修養護管理辦法》、《水工建筑物維修養護項目質量管理規定》及合同管理等多項規定，加強過程質量檢查和監督的力度，規范項目立項、審批和支付程序及水工建筑物維修養護工作流程，工程管理不斷規范化、程序化、標準化。對重要的維修項目或關鍵工序，實行現場跟蹤監控和指導，多措并舉有效保證了維修養護各工程項目的順利實施，提高了各項工程的完好率和安全運行保證率，確保尼爾基水利樞紐真正發揮出應有的興利除害作用。

5 結語

尼爾基公司在工程安全管理工作中，始終堅持管理工作制度化、規范化、標準化，扎扎實實地開展防洪度汛、安全檢查與監測、工程維修養護等工作，不斷提高安全管理水平，保證了尼爾基水利樞紐工程安全、可靠地運行，取得了顯著的經濟和社會效益。