東薩宏遙測水位站的安防方案演進

馮竹玲 葛俊榮

摘要：本文敘述了東薩宏遙測水位站運行中遇到的設備設施安全問題，詳細介紹了應對方案及實施中的重點難點。為類似項目的設計建設提供了有益而實用的借鑒。

關鍵詞：遙測水位站；安防；方案；實施

一、背景及概況

東薩宏（DonSahong）水電站地處老柬邊境，是湄公河干流上建設的第一個水電站工程，也是老撾成為“東南亞蓄電池（BatteryofSoutheastAsia）”的關鍵部分。電站將為周邊不同國家的居民提供優質廉價的電力，給老撾政府帶來收益。

電站毗鄰著名的Khonphapheng瀑布，位于瀑布群中部的一支河流上，利用瀑布區短流程匯集的大落差建設水電站，共安裝4臺燈泡貫流式機組，裝機總容量為256×103kW，單機容量在世界同類型機組中名列前茅。

由于電站建設在邊境干流上，相鄰國家對項目都比較關注，尤其是電站建設對湄公河的水流量的改變和對湄公河魚類遷徙的影響。項目由馬來西亞美佳第一有限公司投資，中國電建股份國際公司為項目EPC總承包商，水電十局與水電十五局聯營體承擔項目施工，工程咨詢方為澳大利亞雪山公司。項目的建設和運營都涉及到眾多國家，無論從哪方面看，這都是一個十足的國際工程。因此，電站的水文監測受到各方的重視。

早在電站開工之前的2008年，即已在工程區上下游及鄰近區內開展了觀測工作。2015年，在包括Khonphapheng瀑布上游的5個斷面，設立了編號分別為AR1～AR5的5組自記水位計，不間斷地對斷面水位流量變化進行監測。這些數據，能夠全面反映電站建設和運行前后水文情勢的變化，能夠對項目的真實影響做出客觀的評估，并據此對電站運行進行科學的優化調整。

東薩洪5個遙測水位站建成以來，已經收集了各監測斷面大量的水位數據。綜觀測站兩年多來的運行情況，絕大部分時間，水位站均能正常運行，數據豐富準確。期間，5座測站均出現過停運缺測現象。總共9次停測中，1次為光伏電池板被植被遮擋，供電不足，其余8次都是由于設備被盜引起的，被盜部件主要是蓄電池和太陽能電池板，原因在于這兩個部件極易改為其他用途。

防盜問題成為系統設備穩定運行最大的威脅。

二、建設方案的演進

遙測水位站采用斜井方案。在河道順直、水流順暢，岸坡較陡峭、河道較深的河岸上，沿岸坡向河中鋪設保護管道。管道最低端采用屈服強度較高的鋼管，在水流的沖刷下，鋼管能保持置于管中的壓力傳感器的位置穩定。保護管用混凝土鎮墩固定在河岸上。安裝中，必須使得管子的最低端與河床床面保持30cm以上的高差，以避免管道被流沙堵塞。其余保護管道，采用PE管，利用其良好的韌性和強度，抗腐耐用的特點，能適應復雜地形，同時又便于安裝和運輸。管道底部安裝壓力傳感器測量水深，傳感器電纜順著保護管上行，直達岸上設置于地勢較高處的防盜鋼筋籠內。

為保護遙測站的設備安全，岸上部分設置在鋼筋籠內，采用一體化機箱，安裝通訊和供電系統。通訊使用GSM公共移動通信系統網絡，供電系統使用太陽能電池板+蓄電池。RTU、蓄電池、充電控制器等重要器件都安置在一體化機箱內。

由于遙測站具有測驗和即時通訊功能，有一定能耗。為保持長期工作，目前還必須配置充電系統補充電能，采用太陽能光伏電池板給蓄電池充電。太陽能板需要采光，通訊天線需要避開金屬箱體的屏蔽作用，這兩個比較脆弱的器件必須外置。因此，遙測站并不能做成全封閉的，這是系統防盜的難點。

運行中設備多次被盜說明，在當地條件下，防盜籠的安全保護作用較弱。鋼筋籠的掛鎖和鋼筋易被鋸斷，鋼筋之間的焊接點易被敲斷、鋼筋易被扭曲而破壞。鋼筋籠底部被混凝土澆死，不能移動，必須在現場焊接，修復困難。

通過走訪調查，老撾本地建設的一些水文站，采用鐵箱來安裝遙測水文站的設備。有些測站已經運行多年，說明這種安保措施，在當地比較有效。

由于遙測設備體積不大，鐵箱體型小巧，內空不小于25×50×80cm即可，鐵箱整體采用較厚的鋼板焊接而成，即有足夠的抗破壞強度。箱體上下兩端以打孔的方式設置通氣孔，防止箱內溫度過高或凝露影響電子設備工作。通氣孔里面設置防蟲防螞蟻的細目篩網。頂部加裝鋼制遮雨板，即可遮陽擋雨，也便于安裝太陽能板和通訊天線。

為便于儀器安裝和檢修維護，箱體設外開防撬門，采用暗鎖，鎖眼安裝保護器。

暗鎖鎖體和鎖扣均在門內，破壞難度更高。安裝鎖眼保護器，門鎖上最脆弱的部分采用鋼板封閉，只有輸入正確的密碼，才能將鋼板移開，露出鎖眼，再用鑰匙打開，這樣就增加了一道防破壞防盜竊功能，提高箱門的安全性。

太陽能電池板用角鐵架倒扣在鐵箱頂部的遮雨板上，采用防盜螺栓連接角鐵架，螺栓的螺母均設置在鐵箱內。

天線基座安裝在箱內，僅有鋼絲部分伸出箱外。天線的基座與細長的感應鋼絲為螺絲連接，安裝時，從外部將感應鋼絲從鐵箱外部打孔插入，連接到箱內的基座上，在箱內固定好天線基座。天線穿孔之處填充防水膠，即可防水防蟲。鋼絲上加裝橡膠防水帽，可進一步強化防水效果。

采用φ100鋼管，制作立桿，使用法蘭盤和防盜螺栓，將箱體固定在立桿頂端，把設備架空架高。傳感器電纜從鋼管內直接到達支架頂部，立桿底部用混凝土制作帶簡易絞扣的安裝基座，立桿安裝后，再增加一層混凝土，將安裝基座全部封閉，澆筑牢固。

這樣，設備位置較高，不使用專門的攀爬器械，很難接觸到電池和太陽能板等部件。徒手攀爬上去，缺乏作業面，拆卸難度也比較高。檢修維護作業時，可使用專門的攀爬器械，或者鑿開混凝土，利用立桿底部預設的轉軸系統，將立桿放倒，完成作業后重新豎起，再澆混凝土加固。

這個方案除現場加固的混凝土外，都采用鋼構預制件，運抵現場后拼裝的作業方式，現場工作比較少，施工難度也不大，適應性和可操作性較好。

三、結論和建議

純粹從技術裝備角度看，水位遙測站的建設和運行，數據采集和傳輸通訊均能輕松實現，但由于測站需要在無人值守的情況下長期運行，就必須考慮所在地區的社會環境因素，這種通常被認為是次要的因素，也可能上升成為主要矛盾和障礙。

對這種需要長期持續運行的項目，在設計策劃階段，應增加對社會環境因素對設備設施安全的考量。事先做好充分的調查研究，考慮周全，避開潛在的風險，更早更好地預防和解決問題，才能達到系統建設目標，真正發揮作用。