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知识信息
第一节 水库控制运用
知识类型:
析出资源
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内容出处:
《白溪水庫志》
图书
唯一号:
113020020240000054
颗粒名称:
第一节 水库控制运用
分类号:
TV697.1+3
页数:
15
摘要:
白溪水库根据防洪和兴利需求,制定并执行了两套洪水调度方案,并通过年度防汛工作时序安排、泄洪调度程序等确保水库安全。同时,水库也进行兴利调度,合理调配水量,充分发挥水库的效益。
关键词:
白溪水库
防洪调度
兴利调度
内容
2000年10月18日,白溪水库下闸蓄水,白溪水库正式诞生,这标志着白溪水库从建设管理阶段进入生产运行管理阶段,2003年9月竣工验收通过后,工程从建设阶段全面转入生产运行阶段。截至2007年底,白溪水库的工程管理工作已制度化、规范化,供水、防洪、发电、灌溉等效益皆得到充分发挥,创造了较好的社会效益和经济效益。
第一节 水库控制运用
白溪水库建成后为保障工程安全及下游人民的生命财产安全,管理局严格执行报经省防指和省水利厅批准的水库控制运用计划,科学调度,合理运用。2006年7月之前,水库以防洪、发电为主;2006年7月开始向宁波市供水后,按照“确保防洪安全”、“以水定电”的原则,每年都制定了年、季、月的运用计划,并根据执行情况及时修正,年终进行年度控制运用总结,使水库的全部功能和效益得以更好地发挥。
一、防汛和防洪调度
每年台汛期白溪流域多暴雨洪水,尤以7—10月为甚。台风暴雨在短时间内集中大量降水,白溪上游地区山高坡陡,地表蓄水能力差,集流迅速,以致洪水涨势迅猛,洪水过程一般为36h。洪峰流量超过1500m3/s的洪水大都发生在7—9月,洪峰和雨量间隔在1.4~6.7h之内。
防汛和防洪调度是水库最重要的调度。水库运行几年以来,为了工程安全并能更大地发挥水库效益,洪水调度方案几经调整和修改,不同年段形成了各自的洪水调度方案。而由技术手段获得的参数和具有规律性的原则将被长期沿用。历次防洪调度是一个逐渐认识、总结和改进的过程。(一)防汛组织机构
白溪水库防汛组织由防汛领导小组、防汛办公室和防汛抢险突击队组成,受市防指和市水利局直接领导。防汛组织每年制定《水库控制运用计划》和《防汛抢险应急预案》并报上级主管部门审批及省市县三级防汛部门备案。
防汛组织各组成部门和管理局各职能部门都制定了相应的防汛职责,既分工负责各司其职又互相配合协调,按防汛工作程序做好工作。
白溪水库防洪调度网络图见图9-1-1。
(二)年度防汛工作时序安排
每年3月底前,管理局以《××××年白溪水库控制运用计划》上报市水利局并转报省水利厅,同时送省、市、县防指备案。年度洪水调度计划内容主要包括:有关各项防洪指标的规定;洪水调度规则;绘制水库洪水调度图,并附以文字说明,按不同洪水特点,规定控制条件和提出相应的调度措施。省水利厅在每年4月15日前,以《关于白溪水库××××年度控制运用计划核定意见的函》批复。管理局每年都以省水利厅批复的文件为依据调度洪水。
3月10日,运行调度科和工程管理科各自进行防汛自查,完成泄洪闸门、防汛电源、通讯设施和水情遥测系统的维修、保护和启闭、启动试验工作。
3月15日前,由运行调度科编制《防汛应急预案》,经防汛领导小组审核后报市防指批准后报省、市、县防指备案。
3月20日前,组织汛前防汛大检查,编写汛前检查情况报告和年检总结,填报年检表,并列出整改计划,报上级主管部门和发送管理局职能科室(部门)。
每年4月15日前,召开管理局防汛领导小组会议,布置水库防汛工作,检
图9-1-1 白溪水库防洪调度网络图查落实各科室(部门)具体防汛准备工作;调整充实防汛领导小组、防汛办公室、防汛抢险突击队人员和负责人,报市水利局和市防指备案;落实水库防汛值班人员。4月15日至10月15日的汛期,水库实行24h防汛值班。
10月15日前,编制次年水库工程的检修、更新改造、物资器材购置和防汛需要的费用计划。
11月底前,由防汛办编写年度防汛工作总结和台汛总结,交防汛领导审核批准后,上报、发送有关单位。
汛后至次年汛期,根据上一年洪水和水库运行情况,组织防汛办进行实地调查,影响水库及其泄洪安全的问题,并及时报防汛领导小组和上级主管领导机关。
(三)泄洪调度程序图
根据天气预报预计水库有泄洪可能时,水库各级防汛领导和成员到岗,并向市和县防汛部门及时汇报水库雨情、水情、工情。
由水库运行调度部门负责收集水库水情及天气预报信息,根据降水做出洪水预报。
由水库运行调度部门负责制定泄洪方案,经防汛领导审查后,提前6h向市防指汇报或请市防指审批,同时抄送县防指。
根据批准的泄洪方案,由水库防汛领导小组拟发泄洪通知,经领导审定后发布。
水库调度人员负责向闸门操作人员检查落实闸门操作命令。闸门具体操作由电厂中控室当值值长组织完成。值长必须严格按要求执行闸门操作命令,监护人记录闸门操作时间、闸门号和开度,操作人员在操作结束后应及时将有关闸门启闭情况反馈水调人员。水调人员在接到闸门操作完成反馈信息时,向防汛领导小组汇报,由防汛领导小组向市和县防汛部门汇报。
泄洪调度程序图见图9-1-2。
(四)2001—2005年应用的第一套防洪调度方案
白溪水库的第一套洪水调度方案是华东院在设计水库时就确立的。此套洪水调度方案从2001年至2005年,成功地经受了2005年“海棠”、“麦莎”、“卡努”3次强台风洪水考验。
白溪水库2001—2003年汛限水位和洪水调度根据市水利局批复意见:2001年度汛仍按施工期度汛要求进行调度,临时度汛设计标准为100年一遇,汛限水位162.0m。根据百年一遇度汛分阶段对不同频率设计洪水进行了调洪演算。梅汛期按当前实际库水位起调;台汛期起调水位162.0m,出库流量不大于入库流量。
2002年,白溪水库大坝、溢洪道主体工程虽已建成,但仍未通过初验,根据水库初期运行蓄水位逐级抬高的原则,确定梅汛期汛限水位170.0m,台汛期汛限水位168.0m。
1.调洪原则。
水库汛限水位或起调水位为170.0m;
当坝址流量小于或等于下游安全泄量1340m3/s时,水库按来水泄放;为使溢洪道泄流能挑流消能,溢洪道最小下泄流量一般控制在360m3/s,在洪水初期或后期,当入库流量小于360m3/s时,则控制水库水位低于169.7m时关闭泄洪闸门。
当坝址流量超过下游安全泄量1340m3/s时,库水位低于防洪高水位173.5m(20年一遇洪水位)时,水库按下游安全泄量1340m3/s控制泄放;
当库水位超过一级控制水位173.5m且低于174.20m(50年一遇洪水位)时,水库按2100m3/s控制泄放;
当库水位超过二级控制水位174.20m且低于174.30m(100年一遇洪水位)时,水库按2900m3/s控制泄放;
当水库水位超过三级控制水位174.3m时,水库由控制泄流改变为按泄水建筑物的泄流能力自由泄流;
以上各级控制下泄流量不超过入库流量;
各水位控制泄流量应遵循逐渐增大,避免泄量突变的原则;
洪水过后,应根据天气预报情况,通过满发电等方式尽快将库水位降到汛限水位以下运行;
泄洪闸门采取3孔均匀局部开启方式运行。
遇下游出现紧急情况,在水情预报及大坝工程安全可靠条件下,应充分发挥水库的滞洪作用。遇超标准洪水,采取保证大坝安全措施时应尽量考虑减轻下游损失。为避免给下游造成人为灾害,在汛期防洪时,原则上水库下泄流量应不超过本次洪水的入库峰量。其洪水调度见表9-1-1。总之,洪水调度应严格按防洪预案要求进行,不得违规操作,确保白溪水库大坝安全,在此条件下,进一步加强预报调度,提高水库的兴利效益。
2.闸门开度与下泄流量关系。
三扇闸门均匀局部开启,最小下泄流量大于等于360m3/s(已经过2002年弧门动水试验复核),弧门开度—水位—流量关系见9-1-2表。①
白溪溢洪道各种限制水位下闸门开启度与下泄流量关系计算表
①限制水位和开度单位皆为m;根据《溢洪道设计规范SDJ341-89》附1-8式及溢洪道水工整体模型试验报告有关成果,选取如上表流量系数计算溢洪道各控制水位下闸门开启度与下泄流量关系;根据表格数据反算下列三种工况下的下泄流量为:库水位173.5m,e=2.84m,模型试验下泄流量为1340m3/s,计算值为1292m3/s;库水位174.20m,e=4.68m,模型试验下泄流量为2100m3/s,计算值为2072m3/s;库水位174.30m,e=6.78m,模型试验下泄流量为2900m3/s,计算值为2815m3/s。堰顶高程162.00m。3.洪水调节成果。
白溪水库利用水库防洪库容拦洪削峰,使水库下游农田及乡镇的防洪标准由5年一遇提高到20年一遇,即能将20年一遇以下的洪水泄量控制在1340m3/s,最大削峰43%;将50年一遇的洪水泄量控制在2100m3/s;将100年一遇的洪水泄量控制在2900m3/s;对水库校核标准的洪水也能削峰10%。洪水调度成果见9-1-3表。
(五)2006年起运用的第二套防洪调度方案
经过2001—2005年的调洪运用,尤其是2005年台风洪水调度实践,暴露了第一套防洪调度方案的原设计调度原则与实际调度有一定的矛盾:第一,洪水起调水位170.0m,但在洪水来临前水库一般都在170.0m以下运行,最高在167.0m左右,而溢洪道堰顶高程在162.0m,因此堰顶以上这部分库容不能发挥防洪作用。第二,在泄洪过程中,下游希望水库泄流量尽量小一些,如按170.Om起调,则一下子就达到了下游安全泄量,下游防洪压力较大,因此,泄流过程应尽量拉长放缓。第三,洪水后期泄流后,控制在170.0m以下,这样170.Om以上部分拦蓄库容没有得到有效利用。
鉴于2005年的洪水调度暴露的问题,特别是调度规则不便于指导水库对面临洪水的实际调度。管理局委托省水电勘测设计院研究新的白溪水库调度方案,2006年1月,省水利勘测设计院开始编制《白溪水库洪水调度方案专题研究报告》,2006年3月31日编制完成。市水利局主持召开了评审会,并提出了补充和完善建议。2006年4月,省水利勘测设计院完成了此专题报告的报批稿。经省防指核准,白溪水库2006年汛期开始执行新的第二套洪水调度方案。
1.预泄
(1)最长预泄时间为26小时(预报的暴雨开始时间向前倒推26小时),实际调度中可根据预报的暴雨情况进行调整,但预泄时间最长不能超过26小时;
(2)水库分级预泄,先尽可能从预泄前水位Z?降至Z?(163.5m),然后再以较小流量预泄至Z?(162m),各预泄方案见表9-1-4;
(3)预泄过程中最大预泄流量不超过600m3/s;
(4)水库应先尽可能从预泄前水位Z?降至Z?,若后期(Z?~Z?阶段)预报洪水起涨提前,则加大该阶段的预泄流量尽快降至Z?;若预报洪水推迟,则减小该阶段的预泄流量;若预报的台风减弱甚至将不造成洪水即停止预泄。
预泄时间、预泄流量和预泄前库水位之间的关系
2.调洪
(1)当水库水位低于173.42m时,根据预报降雨量级参照以下方案控制泄放:
(2)当水库水位超过173.42m,低于174.20m(50年一遇洪水位)时,水库按控泄流量2100m3/s控制泄放;
(3)当水库水位超过174.20m,低于174.30m(100年一遇洪水位)时,水库按控泄流量2900m3/s控制泄放;
(4)当水库水位超过控制水位174.30m时,水库由控制泄流改变为按泄水建筑物的泄流能力自由泄流;
(5)各个阶段的下泄流量均不得大于入库流量。
3.洪水后期水位控制
根据《白溪水库洪水调度方案专题研究报告》(浙江省水利水电勘测设计院)关于洪水后期水位控制方案研究,白溪水库在每场洪水后期拦蓄洪水尾巴,最高将库水位控制在173.Om,并通过机组满发电快速将水位降低。为避免洪水后期高水位可能带来的洪灾风险,当后期预报有洪水来临时,可开闸预泄,将库水位降至170m或更低,预降水位可根据预报的暴雨量级合理选定(具体参考前述预泄方案)。
白溪水库建库后发生的洪水情况见表9-1-6。
二、兴利调度
根据水库枢纽工程设计的开发目标、参数、指标和兴利部门的主次关系及要求,合理调配水量,充分发挥水库的兴利效益。(一)兴利调度的原则与经验
1.原则
兴利调度服从防洪调度。2006年7月以前以发电为主,2006年7月向宁波供水之后,以供水为主进行兴利调度;坚持保证重点,顾全整体利用的原则;根据库水位在调度图上的位置确定水库运行方式;坚持计划用水、一水多用,供水为主,发电、灌溉为次的原则;水库在蓄水正常情况下,年供水期末库水位应控制为不低于年消落水位;白溪水库具有不完全多年调节能力,争取采用设计调度图与水文预报相结合的方法进行调度;水库调度工作必须充分考虑到上下游自然地理、水文气象以及综合利用等因素,除有准确的水文气象预报或其他特殊情况,并经上级主管部门同意,否则不得任意改变运行方式。
2.经验
每年汛期初,根据水情、供水要求和电力系统的最新信息进行分析,拟定主汛期水库运行方式,尽可能少弃水或不弃水。
由于某些特殊需要而影响水库正常运行时,必须制定特殊的运行方案。制订方案时,充分考虑水工建筑物的安全和发电机组的稳定等因素,与供水和电力系统的调度取得协调,方案必须专门阐述为实现特殊运行方式时所必须采取的技术措施,确保安全;
日常调度中,开展水库工程最优运行方式的研究工作,发现有不符合水库经济运行的情况,应及时纠正,实现经济运行,做好计划调度,编制年、季、月度水库调度计划以及推荐机组检修时机,并提出相应的执行措施。
由于水文气象、工程运用条件和用水要求等发生重大变化,导致设计指标与实际不符时,建议上级主管部门组织设计单位根据运行实际情况进行复核和修改,一般情况下,设计指标应5年或10年复核一次。
(二)水库综合利用调度图
以水库月初水位在调度图的位置,初定该月的供水流量;
当入库流量较大,库水位上升至加大供水区,应以1.5倍保证供水区的保证流量加大供水;
当入库流量适中,库水位在保证供水区,水库则按保证供水区的保证流量供水;
当入库流量减少,库水位在低供水区,水库则按低供水区保证流量供水;
当入库流量显著减少,库水位下降至降低供水区时,水库减少供水,其中供水流量按减少六成供水,灌溉流量减少四成供水;当水库汛期水位超过正常蓄水位170m,且入库流量大于机组满载流量,应遵循防洪调度规则,启闸泄洪;
水库供水时,运行最低水位不得低于100m;水库供水并兼顾下游用水需要。
(三)水库发电调度图
以水库月初水位在调度图的位置和月供水计划,初定该月发电平均出力;
在保证出力区,电站以保证出力运行为主;
当入库流量较大,库水位上升至加大出力区,电站以2倍保证出力加大发电出力;
当入库流量较小,库水位降低至降低出力区,应适当降低出力,以0.7倍保证出力进行发电;
当水库汛期水位超过正常蓄水位170m,且入库流量大于机组满载流量时,应遵循防洪调度原则,开闸泄洪;
无特殊情况,水库发电最低运行水位不应低于140m。
图9-1-3 白溪水库综合利用调度图(四)编制兴利调度计划
管理局按照供水协议和供电合同,每年都必须编制次年供水发电生产计划,并于每年9月底前分别报宁波市自来水公司和电业局。月度供水发电计划于当月25日前报出(发电量计划于当月20日前报宁波市电业局用电处)。年发电计划一般采用70%~75%的保证率来编制,并根据水库水位、水情预报和供水需要,对发电计划进行修正,使之更符合水库实际运行情况。兴利调度的主要内容包括:当年(季、月)来水预测;协调各部门对水库用水的要求;拟定各时段的水库控制运行指标;根据上述条件,制订年(季、月)具体用水计划。
(五)日运行方式
白溪水库向宁波市供水水源是电站发电后的尾水调节池蓄水。电厂机组及调节池采用日供水发电运行方式。
日供水分为两种情况:一是日发电用水量大于日需水量(城市供水与下游河道供水之和);二是以水(城市供水和下游河道供水)定电。
1.日发电用水量大于日需水量(城市供水与下游河道供水之和)。在主汛期,若后期有台风或其他特殊天气情况,库水位在调度图的保证供水区中、上部及以上区间时,需安排两台机组24h发电或发峰电运行;库水位在保证供水区的下部区间时,需安排一台机组发峰电运行。因此,这里分为三类情况:
两台机组24h发电——发电用水量远大于日需水量。
两台机组发峰电——两台机组每日8∶30~22∶30时发峰电运行,发电用水量大于日需水量;
一台机组发峰电——当供水规模小于45万m3/日时,每日8∶30~11∶05时、13∶05~22∶30时安排单机发峰电;当供水规模达到45万~50万m3/日时,每日8∶30~22∶30时安排单机发峰电;当供水规模达到50万~55万m3/日时,每日8∶30~22∶30时安排单机发峰电,同时根据实际需要,在8∶30时前安排少量谷电,确保需水要求。
2.以水定电。
当水库水位较低时,根据城市供水、下游河道需水和实际来水情况综合确定发电方式。
当双机24h发电和双机发峰电的情况下,日发电用水量远远大于需水量,因此在这两种运行方式下供水量在30万~45万m3/日时,调节池日运行方式可以根据调节池实时水位灵活安排。
当按1m3/s的规模给下游供水时,通过Φ800mm钢管放水。
为防止在8∶30时前调节池水位低于75.0m,实时运行中要密切关注调节池水位,当发现按计划方式运行水位可能会在8∶30时前低于75.Om时,应及时灵活安排机组运行,以保持调节池水位。
上述运行方式中,在50万~55万m3/日的方案里安排有谷电,在实际调度过程中,应利用日夜需水量的差异性特点尽量减少或消除谷电。
(六)下游供水调度
下游供水指白溪水库向下游白溪河床供给灌溉、生活和生态用水。向宁波市供水以前,发电后的水全部排入下游河道。向宁波市供水以后,水库以供水为主的方式进行调度,在供水流量中考虑了下游用水部分,通过反调节池侧堰下游放水钢管,由蝶阀控制向下游的放水,平时蝶阀开度在30%,日流量3万~5万m3。近坝区的白溪村和里王村以及管理局办公营地生活用水通过供水锥阀前引出的供水管供应。
(七)水库运行状况与考核评价
自2001年投入运行至2007年,水库经历了一个较完整的“丰—枯—丰—平—丰—平”的水文周期和多次强台风暴雨洪水的考验,工程运行安全、经济。2001—2007年累积供水量达2.06亿m3,累积发电量达3.03亿kW·h。
对兴利调度要进行考核,汛期有弃水时,以水量利用率考核为主,其他时间以发电耗水率考核为主。每年末或次年初,对水库调度工作进行考核,做出评价。
第二节 大坝安全监测
大坝监测系统的安装工作于1998年10月16日正式开始,到2001年7月全部完成;是与大坝主体工程的填筑同步进行的。主体工程竣工后即全面有序地展开监测工作。水库施工建设期监测工作由华东院负责进行,运行期由水电厂的技术人员负责进行。2004年10月起,监测工作技术人员归属工程管理科。
监测工作采用人工观测。大坝和高边坡观测设施项目齐全,观测结果记录清楚,数据全部符合规范要求,每月及时对测量数据进行检查、分析并录入计算机,年底整编刊印。截至2007年底,各项监测工作均按时按量完成,监测结果表明,各监测项目的变形量在容许范围之内,变化趋势符合规律,大坝及水工建筑物安全、稳定运行。观测仪器每年都要进行检查、维护和重新鉴定;监测网每三年重新复测校核一次,以保证观测结果精确无误。
一、大坝监测系统布置
(一)大坝内部监测系统的布置
1.大坝内部沉降及水平位移观测系统布置。
根据白溪水库工程实际情况,在堆石体内布置了2个观测断面,即作为典型观测断面的最大坝高断面(坝0+210.00m)及左岸河床坝段坝基存在坡积层的辅助断面(坝0+275.00m),分3个高程(90.0m、120.Om、138.5m)共布置了沉降计5套,水平位移计3套。沉降仪采用目前我国普遍采用的单腔水管式沉降仪,水平位移计采用引张线式水平位移计。量测设备设在下游坝坡观测房内。
为了解施工期坝基覆盖层的变形特性,设置了施工期坝基覆盖层临时沉降观测点,在典型断面(坝0+210.00m)高程73.60m的位置上,布设1套3点水管式沉降仪,以便在施工期及下游反调节池水位不高于74.00m期间进行监测。在施工期临时观测房上设1个表面位移测点,采用三等水准测得该点的表面垂直位移,从而测得坝基覆盖层观测点的绝对垂直位移。
2.面板的应力应变及温度观测系统的布置。
为了解在各种运行工况下面板的工作状态,选取了有代表性的条块做应力应变和温度观测。与堆石坝体的内部变形观测相对应,应力应变及温度观测断面主要布置在典型断面坝0+210m、两岸铺助观测断面坝0+168.00m及0+275.00m面板上。
在钢筋混凝土面板内部从上至下布置二向应变计组(顺坡向和水平方向正交布置)6组,在面板趾板连接附近,埋设三向应变计组6组,并在应变计组旁埋设与之相配合的无应力计12只;以便观测混凝土的自生体积变形;面板温度利用应变计的测温功能进行观测。3.周边缝、垂直缝变形观测。
为了解周边缝在水库蓄水后的三向位移,在河床部位的最大断面处设置一组双向测缝计,用以观测垂直于面板的不均匀沉陷和缝开合度;在两岸约1/3、2/3坝高处以及岸坡较陡和坡度突变等部位共布置了7组三向测缝计,用以观测面板和趾板之间在面板平面上的张开度和垂直于面板的不均匀沉陷以及沿周边缝的错动。
为了解张性缝和压性缝的确切范围以及其随库水位、温度可能产生的不均匀变化情况,在两岸张性缝以及张性缝和压性缝过渡区,布置26支单向测缝计。
4.坝基渗透压力及坝体渗流量监测系统的布置。
堆石体的渗透系数较大,只在坝0+168.00m观测断面坝基趾板后布置二只渗压计,另外还在坝基安山岩脉自上游至下游布置三只渗压计,以观测接缝止水、坝基帷幕防渗及岩脉处理效果。
白溪水库利用大坝下游反调节池挡水堤的封闭特性,在下游挡水堤左侧溢流侧堰下游泄水涵洞出口扩散段设置了三角形量水堰,用以测量面板堆石坝渗漏量。
5.坝体两岸地下水位观测系统的布置。
为监测两岸岩体渗流情况,在左右岸山体中布置5个地下水位观测孔,钻孔深入原地下水位线以下1m,采用自制电测水位计进行观测。
6.溢洪道高边坡监测系统的布置。
溢洪道高边坡深部位移采用钻孔测斜仪进行监测,在进口渠段共布置了5个测斜孔。
7.内部监测仪器的埋设。
白溪水库大坝观测仪器埋设工作于1998年10月16日开始,1998年11月完成了坝基覆盖层观测沉降仪的埋设,1999年4月12日完成了坝体96m高程沉降仪的埋设,1999年6月26日底完成了坝体120m高程沉降仪和水平位移计的埋设。截至2000年4月30日,全部完成坝体、坝基水平垂直位移计、I期混凝土面板观测仪器、坝基渗压计、3组三向测缝计的埋设;完成了水准工作基点1组、表面观测点3点、溢洪道边坡岩体稳定检测的测斜孔2孔。白溪水库大坝各观测仪器的埋设时间、埋设位置和完好率等见表9-2-1和表9.2.2。8.内部监测仪器的完好率。
截至2007年底,白溪水库大坝内部埋设的监测仪器的完好率见表9-2-3表。因为仪器设备完好率较高,观测设施工作状态较好,因此,能基本满足正常观测要求。
白溪水库大坝其他监测仪器埋设一览表
截至2007年底白溪水库大坝各埋设仪器的埋设数量和完好率表(二)大坝外部监测系统的布置
为了了解大坝及高边坡在各种水位下的工作性态及其稳定性,在坝区布置了首级平面监测网,坝区高程监测网,大坝外部水平位移、垂直位移,高边坡变形点的平面位移和垂直位移。具体布置见图9-2-1。
1.坝区首级平面监测网的布置。
平面监测网由7点组成(A1~A8),其中A7点作废。分别位于河流的左右岸。其中A1、A2为固定点,A5、A6为坝顶视准线端点,将其纳入首级平面监测网是为了提高坝顶的水平位移观测精度,其他点为过渡点,用来测定大坝视准线的工作基点的位移和高边坡变形点的平面位移。
2.坝区首级高程监测网的布置。
高程监测网由一个水准基点组和4个工作基点组成。考虑到白溪工程的实际情况,在大坝下游距大坝1km处,布置了三个水准基点S???、S???、S?组成一个水准基点组,作为白溪水库高程监测网的永久高程基准。在大坝左右岸设置四个工作基点L1、L2、L3.L4,作为大坝和高边坡变形点沉降位移的起算点。
3.坝体外部水平位移和垂直位移监测系统的布置。
在坝体上共布置5条视准线,坝顶上布置2条视准线(坝顶高程174.4m),坝下游坡布置3条视准线(分别位于96m、120m、140m高程)。坝顶上游侧视准线布置16个测点,坝顶下游侧视准线布置7个测点,坝下游坡三条视准线各布置4个测点,各测点等距离布置,施工期临时观测房顶布置有一个水平位移点。在每条视准线两端延长线的岸坡上各设一个工作基点。垂直位移测点设在每个水平位移测点的旁边。4.高边坡平面位移及垂直位移监测系统的布置。
为了有效地监测高边坡的变形,在高边坡上的重点位置设置了20个表面变形监测点,其中在260高程马道上布置3个监测点,在230马道上布置5个监测点,在200高程马道上布置2个监测点,在170高程的上坝路外侧布置4个监测点,145马道布置2个监测点,110马道上布置4个监测点。20个表面变形点都测平面位移,除260高程的3个点外,其余17个点都测垂直位移,垂直位移点埋在平面位移点旁边。
二、大坝监测成果及分析
(一)内部监测成果及分析
内部监测自第一批监测仪器埋设之日起就开始了,施工期的大坝监测自1998年10月19日始,至2000年12月18日止,前后共进行了8次监测,这8次监测的项目为:坝基覆盖层和大坝垂直沉降观测、坝体水平位移观测、坝基
图9-2-1 大坝外部变形监测网络图渗透压力观测、溢洪道边坡岩体稳定和变形监测、混凝土面板与趾板周边缝位移监测、坝基渗压计监测等项目。根据观测设计要求,在水平垂直位移计投入正常观测后每周观测1次,表面位移测点和测斜孔每月观测2次,混凝土面板内埋设的仪器,埋入24h内每2h观测1次,24h后48h内每6h观测1次,半个月内每天观测2次,而后每月10次,实际观测过程中严格按规范和操作规程进行,及时反馈观测结果。
运行期的监测自2000年12月19日始截至2007年底,其监测又分为3个时期,即初蓄期、蓄水后3年运行期、蓄水运行3年以后期。这三个时期的监测的次数详见表9-2-4。
1.坝体内部沉降
施工期,大坝沉降主要受坝体填筑的影响,沉降量随着坝体升高及时间的推移而逐渐增加,填筑初期沉降速率较快,各测点沉降速率不均匀,其中最大沉降速率(V4测点)发生在1999年4—6月。主要原因是在这段时间内大坝填筑速度较快,其中,4月份填筑速度达到40万m3/月。其次,V4测点正处在预填筑与填筑区的结合部,故引起较大沉降变形。
施工期同一高程各测点的沉降值坝轴线处最大,并向坝轴线两侧减小,且较为对称,表明坝体沉降主要受填筑高度影响。水库蓄水后,上游面板垫层下各测点的沉降量随作用水头的增加而增加,即低测点沉降量受水荷载的影响明显大于高测点;坝轴线处及其下游的测点在蓄水后发生的沉降较小,
监测项目在不同阶段的测次一览表与水位变化关系不明显,基本不受蓄水的影响。
面板分两期施工,其中128.5m高程以下为一期面板,128.5m高程以上为二期面板。实测观测资料表明,施工期坝体沉降约60%发生在一期面板完工前,约90%发生在二期面板施工前,面板混凝土分期施工有利于面板的变形,这对防止面板混凝土产生不均匀沉陷裂缝极为有利。
水库蓄水运行后至2007年11月,大坝坝体内部相对沉降速度逐渐变缓而趋于平稳,各点沉降变化规律基本一致,符合正常沉降规律。沉降量与上游水位相关性较好,水位升降的同时,大坝沉降量作相应增减。反映坝体填筑质量好,有较好的弹性性能。随着上覆荷载的稳定,沉降量变化不大,反应大坝运行状态较稳定。各测点几年来的垂直位移年变化量见表9-2-5。
1999—2008年坝体内部各测点垂直位移变形量一览表2.坝体内部水平位移
通过对坝体水平位移观测资料的统计分析,坝体水平位移测值比相同类型的面板堆石坝小,未发生位移突变及异常现象,坝体水平位移正常。坝体内部相对观测房水平位移最大值为11.23cm(H1测点)。河床处坝高较高处水平位移比两岸坝高较低处位移大,符合一般规律。
水库蓄水后,随着蓄水位的升高,坝体上游测点相对坝后观测房的水平位移由向上游方向减小,直至改变方向,并向下游移动,而坝轴线以下各测点水平位移基本保持不变,表明水荷载的主要承受区为上游堆石体,蓄水对坝体下游的水平位移影响较小。坝轴线前面各点内部水平位移与水位关系密切,水位升高则向下游位移,水位回落则向上游位移。
各测点几年来水平位移的年变化量见表9-2-6。
1999—2008年坝体内部各测点水平位移变形量一览表3.混凝土面板与趾板周边缝位移
三向测缝计SJ4、SJ5、SJ6、SJ3、SJ7、SJ1、SJ2、SJ8从2000年3月15日起开始陆续安装,3月17日开始坝前铺盖填筑,4月30日坝体填筑升至EL74.5m。上游铺盖填筑时对SJ4、SJ5测值(4月30日以前)影响较大,主要是施工影响所致。
2001年6月23—29日,受洪水的影响,水库水位从EL153.69m升至EL169.34m,平均每天2.2m,最大的一天(2001年6月26日)上升了5.05m,周边缝变形发生了突变,且变位较大,特别是位于两岸斜坡上的测点变形较大。
自水库蓄水后截至2007年底,随着库水位的上升,混凝土面板与趾板周边缝各测点的变形缓慢增加。随着库水位的回落与稳定,周边缝的变形也趋于稳定。这表明上游面板在水荷载的作用下,发生了一定程度的变形,但都是在允许的范围内,混凝土面板运行正常。混凝土面板与趾板周边缝位移年变化量见表9-2-7。
1999—2008年混凝土面板与趾板周边缝位移年变化量一览表4.混凝土面板监测
混凝土面板监测包括面板垂直缝变形观测和混凝土应力应变观测两个方面的内容。
面板垂直缝最大张开量位于0+54.50(右岸)JB1测点,其次位于0+354.50(左岸)JB26测点,尽管如此,垂直缝的张开量均较小。蓄水前,面板垂直缝一般无明显变形,仅在设于一期面板上的几个测点由于受坝前壅水和石碴保护层的作用,处于受压状态。水库蓄水后,两坝肩测点JB1、JB26随水位上升而张开增大,随着水位的回落,JB1、JB26张开的量值相应减小。绝大多数测点在蓄水后均受压,处于闭合状态。这表明在水库蓄水后,面板垂直缝除两坝肩小范围内受拉外,大部分均处于受压状态。
面板混凝土的应变分顺坡向应变和水平方向应变两种情况。截至2007年底,从混凝土面板6个断面各高程顺坡向应变实测结果看,顺坡向应变除面板底部周边缝附近的SSB2测点应变为拉应变外,其余测点为压应变,说明面板顺坡面除局部边缘部位受拉外,绝大部分处于受压状态。水平方向的应变除SSB5、SSB1处于拉应变外,其余测点处于受压状态,应变基本稳定,受水位影响不大。说明面板边缘局部为受拉状态外,绝大部分面板水平向处于受压状态。这些变化对面板运行较为有利。
混凝土面板监测年变化量见表9-2-8。
混凝土面板监测年变化量表6.大坝渗流监测
大坝渗流监测包括坝体及坝基渗漏量和坝基渗透压力监测,其中,大坝渗流观测包括坝体坝基渗流量监测、绕坝渗流(坝肩地下水位)监测及坝基渗流压力监测。
在对绕坝渗流孔的观测中,孔内水位变化较小,与上游水位无明显相关性。可以断定,未发生明显绕坝渗流现象。绕坝渗流观测仪中的YP1测点已失效。各孔水位主要受降雨影响而不能稳定,且降雨量越大,水位越高,说明两坝肩防渗处理达到设计要求,未发生明显绕坝渗流现象。
从渗流量观测值及对应库水位观测成果表明,坝体及坝基的总渗漏量不大,为2~6L/s左右,而且渗漏量均是在水库高水位运行时观测的,并包括了两岸山体的渗水和发电引水洞的漏水,剔除这两个因素后,坝体及坝基的实际渗漏量应小于该测值,由此直接反映混凝土面板、趾板、灌浆帷幕所综合组成的大坝防渗体系防渗效果非常好。
坝基渗透压力特征值可从埋设在坝基的渗压计观测到,埋设高程较低的测点渗压值较大,最大为28.07m;埋设高程高于下游反调节池水位的测点渗压值一般在零左右,说明垫层料蓄水性不强、具备半透水性质;坝基各测点(包括安山岩脉)的渗压值与下游水位关系十分密切,埋设位置低于下游反调节池水位的渗压计测值随着下游水位的上升而增大,其渗压水位与下游水位相当;上游水位对渗压计测值影响甚小,面板下游坝基内渗透水压力与上游水位无直接关系,表明坝基与坝体防渗效果较好。
截止2007年12月,坝基渗流压力观测埋设的9只渗压计中,SP3失效。水库蓄水至高水位后,随着水位升高,测点水头并未增加,而是受下游反调节池水位的影响而变化显著,岸坡处高于反调节池水位的测点(SP1、SP2、SP4)所测渗压水头很小,说明岸坡处防渗处理较好,岸坡未出现明显渗漏。周边缝附近的测点水位低于下游反调节池水位,并随调节池水位作相应变化。埋于基础安山岩脉设置的渗透压力测点(SP8、SP9)水位低于下游反调节池水位,说明基岩防渗处理较好。
大坝渗流监测年变化量见表9-2-9。
2001—2006年大坝渗流监测年变化量一览表7.高边坡监测
溢洪道进水渠段(157~281m)高程,开挖形成124m的高边坡,采用钻孔测斜仪进行安全监测。截至2007年底的检测数据说明,楔形体已经稳定,边坡岩体应力仍在释放。
8.导流洞堵头永久缝监测
导流洞堵头布置了两个观测断面,即在堵头头部和中部各埋设了5只裂缝计(JD1~JD10),主要监测堵头混凝土与基岩接触面的变位情况。根据裂缝计测值,JD1~JD5位于导流洞堵头头部,温度与库底水温相同,随着混凝土的收缩,拱顶上部混凝土与基岩接触缝张开度不大;JD6~JD10位于堵头中部,开度变化不大。这些都说明导流洞堵头施工质量良好。
(二)外部监测成果及分析
1.大坝监测
坝体表面垂直位移监测 表面垂直位移特征值统计见表9-2-10。
LD13、LD12测点建于下游坝脚,其基础为在天然状态下沉降以稳定的沙砾石覆盖层,两测点的沉降量仅为0.81、1.77cm。LD11点下部堆石填筑厚度达20m余,至2007年11月底,该测点的表面垂直位移最大值为12.29cm,为下部填筑层厚度(不含覆盖层厚度)的0.314%。LD1~LD4,LD5~LD8,LD9~LD12,LD14~LD29、LD30~LD365各高程的测点的沉降总体上是随着测点下部堆石体厚度的增加而增大,且同一高程上的测点的沉降量是位于河谷位置的测点稍大,靠近两岸的点的沉降量稍小,大小比较对称,规律性较好。由于LD1~LD10,LD14~LD29、LD30~LD36测点开始观测时间较短,其数值虽未能完全反映坝体填筑期的沉降,但反映了坝体蓄水后的沉降情况,其最大表面位移出现在LD3上,量值为15.38cm。总体上坝体表面各变形点的沉降量均较小,说明坝体的沉降较小,密实性好。LD11测点自观测之日起至坝体填筑完为止,沉降随着坝体的填筑而逐渐增加,前期沉降较快,至坝体填筑完成,沉降渐趋稳定。大坝在施工填筑期沉降量相对较大,测点沉降受蓄水影响较小。由于坝体填筑完成,随着时间的推移,2006年11月,低高程的LD5、LD12测点沉降已基本稳定,其他测点的沉降尚在发展过程中,但总体沉降较小。
变形点的沉降规律是:沿坝轴线方向、河床断面(桩号0+210.5剖面)沉降最大,两侧测点沉降相对较小,测点间沉降梯度小,因此堆石体不会产生横向裂缝。
坝体表面垂直位移特征值统计表①
①表中垂直位移下沉为正,上升为负。坝体表面垂直位移年变化量见表9-2-11。坝体外部水平位移监测 2007年11月相对于2001年8月大坝水平位移特征值详见表9-2-12。
坝顶以及坝后的视准线的水平位移表明,水平位移与水位有关,基本规律是:水位越高,水平位移越大,且同一条视准上的变形点的水平位移是位于大坝主断面处的点比位于坝两端的点大,且分布比较均匀。在水位为164m和137m时,各变形点在不同的水位下运动趋势几乎一样,规律几乎相同。不同的水位只对变形量的大小有影响,而对变形点的运动趋势和规律没有影响,说明大坝填筑的密实性好。各变形点的变形量很小,且各点间相差很小,因而各点间梯度小,不会在垂直于坝的方向上产生裂缝。
大坝截至2007年11月的运行状况良好。水位虽对变形点的变形值有影响,但各变形点中最大的变形值都非常小,说明大坝填筑质量好。2.高边坡监测 包括垂直位移和平面位移两种。
高边坡垂直位移 高边坡各变形点的沉降量都非常小,且位于同一马道上的变形点的变形量大致相同,表明岩体的变化趋势一致;各变形点的变形量都非常小,虽然各个点都有升有降,但各点的变化趋势大致相同,规律相近,没有渐变点和突变点,表明高边坡是稳定的。
高边坡垂直位移年变化量见表9-2-14。高边坡平面位移 在所有的变形点当中,变化最为明显的点是位于230高程处的TP4~TP6以及上坝路上的TP19号点,其中尤以TP4的变化最为明显,每个月的变化量都比其他点大,说明此处岩体逐渐趋于稳定。造成这种现象的原因有两个,第一个是TP4所在的岩体位于两个断层的交叉处,形成一个楔形体,断层的活动带动楔形体的活动。第二个原因就是测量误差会造成一定的影响;变形点TP19的变化量大的原因是,主要是在浇筑上坝路外的挡墙时,将TP19浇在挡墙之内,使得TP19所代表的变形区域较大,测量误差也有一定影响;变形量最小点是处在110马道上的TP25~TP28,可以认为没有什么变化。这表明此处岩石非常稳定;高边坡平面位移表明,各变形点的变形量值小,且在每个月的变化趋势相近,规律相似,表明高边坡是稳定的。
高边坡垂直位移年变化量见表9-2-15。总之,从垂直和平面位移来看整个高边坡都比较稳定。
第三节 工程维修养护
为了确保工程安全和长期正常运行,管理局十分重视工程的日常养护维修工作。对日常养护维修制定了一系列的规章制度,并由工程管理科负责大坝、溢洪道等水工建筑物及设施的检查、维护修理;运行调度科负责电厂和闸门启闭机等机电设备的运行、检查、维修工作。
工程养护维修,贯之平日。管理局严格按有关规程进行工程检查,并落实专人负责,确定检查项目和检查周期。大坝、进水口闸门及其启闭机、溢洪道弧门启闭机、等重要设施和设备按规定进行定期检查,特殊情况下,增加检查次数。检查结果记录清楚、规范,并进行分析,将检查发现的问题和需要维护的项目,安排到月度生产计划中,且必须处理到位。对工作量或难度较大者,列入大修或小型基础或技改项目。在养护维修过程中,管理局严把质量关,确保应修必修,修必修好。
一、建库以来的维护项目
(一)2004年电站厂房及坝面防渗处理
针对电站厂房渗水及坝面出现的裂缝的现象,2004年2月23日,管理局与浙江国电大坝安全工程有限公司正式签订合同,委托浙江国电大坝安全工程有限公司对电站厂房渗水及坝面出现裂缝进行维修处理。合同工期20天。
厂房与坝面缺陷及原因分析 压力钢管与周边混凝土的接缝有一定渗水现象,主要集中在接缝底部。分析可能是因为周边混凝土在浇筑时振捣不密实,局部存在蜂窝;混凝土干缩引起它与压力钢管有局部脱开。
发电机层北侧楼梯墙面渗水,蜗壳层、水轮机层墙面微渗水。分析可能是因为墙内存在渗水裂缝,或是混凝土的整体抗渗性能达不到设计要求。由于墙面找平层大面积脱空,渗水扩散范围较大,会给判断渗水原因和治理渗水带来一定的负面影响。
发电机层走廊处一条伸缩缝在雨季时局部有渗水,且沿该缝的找平层已经被拉裂,局部宽度较大。因此,在雨季时水是绕过伸缩缝内止水带,从找平层被拉开处流出。
厂房北侧砖墙与放水管启闭机平台接缝渗水。分析主要是因为原防水卷材在粘贴时基面未清理干净,只要有少量水沿卷材与平台接触部位侵入卷材,就会在内部大范围扩散,导致卷材脱空,进而雨水就较易渗入接缝。
面板堆石坝6#、7#、21#坝面横向裂缝及两侧趾板接缝原防水卷材老化脱落。主要是库水位变化及外界自然因素影响造成卷材周边密封处有局部脱开,特别是趾板接缝处的部分卷材,周边脱开后有大量细石、泥沙充填,加速了卷材的脱空、老化。
施工工艺与施工情况针对不同部位缺陷采用了不同的施工处理方法:
第一,厂房压力钢管周边缝渗漏水处理。沿压力钢管与混凝土边缘接触部位用凿子凿40cm宽、5cm深“V”型槽;用电锤钻Φ16mm、孔深20cm,孔间距35~50cm。实际中有钻孔设备和压力钢管附属设施等因素的影响,采用了打部分斜孔,尽量使孔端能贴住压力钢管;力顿水泥埋灌浆管、封缝;灌注LW水溶性聚氨酯,灌浆压力0.3~0.5Mpa,维持3min不进浆为灌浆结束标准。实际施工中较多的灌浆孔进浆量很少;待LW浆液固化后,沿接触缝凿槽,制作空腔引水。这是继灌浆后采取的又一重要工艺,考虑到机组发电时压力钢管的振动可能会影响空腔的完整性,故在槽中埋设半个波纹管用于制成空腔边壁;表面903聚合物防水砂浆抹平。
第二,厂房墙面微渗水处理。凿除墙面找平层露出混凝土基面;用电锤钻Φ16mm、孔深20cm,横向孔间距、纵向孔间距都视现场情况而定;力顿水泥埋灌浆管,混凝土基面涂抹一道HK-G低粘度环氧,再涂一道HK-962增厚环氧涂料;灌注HG-G低粘度环氧;待浆液固化后凿除灌浆嘴,凿槽引水至排水沟。施工中引水槽位置根据现场实际情况而定;表面用903聚合物砂浆抹平。
第三,厂房北侧砖墙与放水管启闭机平台接缝防渗处理。在接缝渗漏处各处已老化剥离的防水卷材,卷材粘贴面用电动钢丝轮清理干净;放水管启闭机平台凿“∠”型槽,涂刷SR基液,嵌填SR塑性止水材料,铺贴SR防水卷材;在现场发现原防水卷材基本上都是与平台面剥离(剥离面附有较多的水),而在砖墙侧基本完好,所以可以认为处理的关键是做好卷材在平台侧的粘结密实。实际施工中采用了涂刷SR基液→铺贴SR防水盖片→在盖片与平台交界处用铝压条压实→盖片周边用HK-961增厚环氧封闭的施工工艺来达到上述要求。
第四,大坝坝面横向裂缝防护处理。除去坝面原防水卷材,并将基面用电动钢丝轮清理干净;涂刷SR基液,表面铺贴SR防水盖片;盖片侧面用不锈钢压条和膨胀螺丝固定,盖片边缘用HK-961增厚环氧封闭。
第五,大坝趾板接缝防护处理。除去趾板原防水卷材,并将基面用电动钢丝轮清理干净;涂刷SR基液,在接缝处制作SR塑性止水材料鼓包,表面铺贴SR防水盖片;盖片侧面用不锈钢压条和膨胀螺丝固定,盖片边缘用HK-961增厚环氧封闭。
在施工中发现原防水卷材与趾板的粘贴边其实是比较好的,多数卷材是因为被边坡上落下的块石砸破而导致库水直接侵入,从而加快了卷材的老化剥落。另外,库水位的变化使库水的有些悬浮物堆积在卷材边缘,这同样会影响卷材周边的密封性。
第六,厂房发电机层北墙楼梯侧裂缝渗水处理。打开墙面找平层,找出渗水裂缝;由于找平层约有3~4cm厚,再加上施工期不是雨季,墙面并未有渗水现象,故只能凭混凝土面留下的水渍及以往积累的经验来判定渗水裂缝;凿子沿裂缝凿4cm宽、5cm深“V”型槽;电锤钻Φ16mm、深20cm孔,孔距约为30~40cm,用力顿水泥埋灌浆管;LW水溶性聚氨酯灌浆,灌浆压力0.30~0.5Mpa,维持3min不进浆为灌浆结束标准;待浆液固化后,凿除封缝砂浆,用拔管阀制作空腔,引水至排水沟;表面用903聚合物水泥砂浆抹平。
第七,厂房发电机层走廊侧伸缩缝渗水处理。凿槽:沿伸缩缝凿梯形槽,挖出槽内杂物及松动混凝土;钻灌浆孔:间隔50~80cm骑缝钻灌浆孔,孔深10~20cm;缝面采用快速堵漏材料封堵;灌浆:灌浆选用LW水溶性聚氨酯,灌浆采用自下而上逐孔灌浆的原则;凿除灌浆管:待浆液固化后,凿除灌浆管,并将梯形槽表面清理干净;预埋空腔:在梯形槽底部预埋一半圆形的波纹管,用堵漏水泥封闭;表面用903聚合物水泥砂浆抹平。
(二)2007年大坝混凝土面板裂缝防渗处理
经日常检查发现,大坝混凝土面板局部出现横向裂缝,裂缝上原SBS盖老化脱落,趾板裂缝原SBS盖片也有老化损坏现象,从防渗出发,进行相应修复处理。经检查需处理的裂缝情况见表9-3-1表。
2007年1月8日,管理局与杭州国电水利电力工程有限公司正式签订合同,委托杭州国电水利电力工程有限责任公司对大坝面板裂缝防渗进行处理,处理工程于2007年1月16日开工至2007年1月29日完工。
处理方案根据现场实际情况及类似工程处理经验,采用表面封闭裂缝的防渗处理方案,即在原裂缝位置采用SR塑性止水材料及铺贴SR防渗盖片修复原裂缝防渗结构,为增强抗波浪冲击能力盖片增设不锈钢压条固定。具体处理见图9-3-1。
大坝面板需处理裂缝情况表施工工艺混凝土面板裂缝处理施工工艺流程为:裂缝检查→裂缝表面清理→涂刷底胶并找平→铺贴SR盖片→压条固定及封边。具体施工工艺如下:
裂缝检查。检查需处理的裂缝,确定接缝位置。
裂缝表面清理。除去坝面原防水卷材,并将裂缝两侧基面清理干净。
涂刷SR底胶并找平。基面涂刷SR底胶,在底胶表干后用SR塑性止水材料找平基面。
铺贴SR盖片。展开SR防水盖片与基面粘贴边密实,SR盖片宽33cm。
压条固定及封边。盖片侧翼用不锈钢压条和膨胀螺丝固定,盖片边缘用SR塑性止水材料封闭再用HK-961封边剂封边。
施工情况施工首先检查统计需处理的裂缝,大坝面板需处理裂缝情况见9-2-1表。按工艺要求对各确定的裂缝进行表面清理,清除表面覆盖的浮渣、松散层及残留覆盖物等,并清扫干净,使裂缝完整暴露。
完全干燥清理的基面,在基面上涂刷SR底胶,底胶表干后用SR塑性止水材料找平基面。
逐渐展开SR防水盖片,撕去盖片上的保护纸,沿裂缝将盖片与基面粘贴边密实,SR盖片宽33cm。
SR盖片两侧翼用不锈钢压条和膨胀螺丝分别固定,盖片边缘先用SR塑性止水材料嵌填封闭,再用HK-961封边剂封边。
打扫清理现场,完成施工。
处理效果及工程量本次施工采用表面封闭裂缝的防渗处理方案,对原大坝面板裂缝位置以SR所性止水材料及铺贴SR防渗盖片修复原裂缝防渗结构。为增强盖片抗波浪冲击能力,盖片上加设压条固定。工程处理达到预期效果,满足工程要求。
本次防渗处理针对大坝混凝土面板裂缝进行,共处理混凝土裂缝21条(处),总缝长134.2m。其具体处理位置见图9-3-2。
第四节 电厂生产运行维修管理
白溪水库电厂于1999年底开始机电安装,2001年5月29日—30日顺利通过72小时试运行,次日正式并网发电。2006年7月开始向宁波供水,白溪水库功能全面实现。电厂投产后始终坚持“安全第一,预防为主”的方针,科学调度,安全运行,取得了良好的经济效益,至2007年12月31日,连续2405天无考核事故。电厂运行初期,重点放在人员培训和运行安全上。早在投产前,运行检修人员就提前参加电厂机电设备的安装,熟悉设备,另外还安排所有运检人员到乌溪江水力发电厂学习培训,通过理论讲课,结合电厂的具体设计和现场实际进行培训。电厂投产后在乌溪江两位运行值长的帮带下,顺利进入运行倒班。在老专家的指导下还编写了所有设备的《运行规程(试行)》,建立了《运行值班管理制度》、《检修管理制度》、等一系列的规章制度。投产初期的另一重点是安全,由于严格执行《电业安全规程》和《运行值班管理制度》,特别是“两票三制”,做到层层把关,一丝不苟,杜绝各类误操作事故的发生,保证了人身和设备安全。经过全体员工的共同努力,组建了一支由自己培养为主,聘请少量专家帮教为辅的有白溪特色的运行管理队伍。
一、人员结构
2004年管理局成立,设立运行调度科(与电厂并存),负责电厂所有机电设备及闸门的运行检修和水库调度,确保水库防汛、供水、发电、灌溉设备运行正常。
全科截止2008年有职工22人,其中科长1名,副科长1名,运行、检修、水调主任工程师各1名,下设3个运行值、一个检修班和一个水调办公室。运行实行三值一班倒,即每值值24小时后休息两天,每值设值长1名,值班员2名。检修班4人,除负责电厂所有机电设备和闸门的检修维护外,还具备临时给运行顶班能力。水调办公室3人,仓库管理员1人。
二、机电设备维修
根据检修规程,结合电厂机组实际情况,按照“计划检修、应修必修、修必修好”的原则,定期维修保养和临时消缺运用电厂自身的技术力量,由检修班
图9-3-2 大坝混凝土面板裂缝防渗处理位置示意图负责;定期设备大小修,每年小修1次,6年大修一次,外包给有检修资质的队伍。
电气设备的试验按水利部颁发的《绝缘预防性试验规程》、《继电保护校验规程》、《仪表校验规程》等要求的时间和项目标准进行。
水轮发电机组大修
2002年3月、4月按规定对机组投产运行一年后进行了扩大性大修,工期为每台机组25天,对主机设备进行全面的检查和修理,检修队伍为乌溪江水电检修公司。吊出发电机转子和水轮机转轮,对主机作全部或部分解体,检查各部件的损坏情况,打开尾水管进人孔进入转轮室检查。检查表明转轮表面光洁、明亮,转轮叶片、空腔和正背两面无气蚀和冲刷磨损痕迹;叶片与上冠、下环等焊缝完整无开裂现象;导水机构的导叶立面间隙和端面间隙都较小,大部分用0.05mm塞尺无法塞入;发电机定子绝缘无变色老化,槽楔无松动;转子风扇、各螺丝、止扣保险片无松动和开裂情况;推力轴承的镜板光洁,轴瓦无磨损现象。
2003年—2007年,每年组织一次为期一周的机组小修,2008年3月按规定进行定期大修,检查各部件与上述大修前后情况基本一致,仍保持良好状态。
电气设备预防性试验
自电厂投入运行以来,坚持每年一次的电气预防性试验,均由乌溪江水电检修公司检修。试验分为电气一次和电气二次两部分,电气一次部分的主要项目有:发电机和主变压器及高压电缆、断路器的绝缘试验,直流泄漏、介损及交流耐压、直流电阻的测量,接地电阻的测试等;电气二次部分的主要项目有:仪器仪表校核试验,单个继电器试验及继电保护装置试验,辅助设备的试验及试运转等。
其他设备维修
2#主变在2008年进行了一次吊芯处理主变铁芯间接接地,请厂家处理后试验正常,至今运行良好。
三、设备更新改造
电厂自投产以来,积极推行“新工艺、新结构、新材料、新设备”。经过运行实践,逐渐发现了原来设计和施工安装以及设备上的缺陷,针对这些缺陷,电厂技术人员先后进行设备技术改造近百项,确保了全厂设备的安全可靠运行,创造了显著的经济效益,多项改造在管理局创新评比中获奖;设备技术改造包括电气一次设备、二次设备,自动化、监控和信息系统,机械设备涉及水轮发电机组及附属设备、闸门、管道等。其较大项目列举如下:
1.弱电防雷改造
电厂在设计时只考虑了外部防雷,而对于内部防雷(弱电设备防雷)很少涉及。2001年至2003年三年间电厂的监控、保护、工业电视、水情遥测、通信等屡遭雷击,每次都给电厂造成了巨大的损失,仅监控通信板损坏更换就花了1万多元。结合电厂的实际,对电厂弱电设备防雷系统进行改造,实行三级保护。其中弱电防雷是最后一级,在2004年自主设计制图,制作了专用电路板,并在监控、工业电视、水情遥测、电话、变送器等弱电设备上投入使用。这些设备自2004年改造以来,经过三个雷雨季节的考验,未再发生雷击损害事故。该项目在管理局2005年创新评比中荣获一等奖。
2.增加供水全套监控
原供水设备:供水流量计、供水闸门、泄水闸门等控制落后,只能现地手动控制,既增加了运行人员的操作量,而且与白溪水库的整体自动化程度不符。为此有必要将这些设备实行远方自动控制,且能监视设备的主要状态和参数,这就需建立一套计算机监控系统。2006年结合电厂实际,运用现有的技术力量,供水全套设备的自动化、远方监控的设计、安装、编程、调试全部自主完成。2006年5月全套设备投产,供水系统计算机监控顺利完成,全套设备实现了远方监视与自动控制。
3.锥阀系统改造
原锥阀控制不单独设置PLC,由继保室公用PLC监控,锥阀主要由上位机监控,开度由上位机来选定,只能按0—5cm—10cm—17cm四段调整,且无法监视其开度值。2005年10月增加哈尔滨瑞格大电机技术有限公司研制的DK-2-ME/6主令开关,该开关具有4-20mA模拟量输出功能,同时为现地监控方便,现地增加一只0-20mA开度表,平滑指示实际开度。正常操作都由上位机通过公用PLC平滑操作,可以通过软件设置达到允许范围内的任意开度值。按监控要求,重新编制公用PLC有关锥阀部分的梯形图和上位机软件。2006年5月因锥阀系统现地控制操作复杂,有时需同时按下三个按钮,不便运行操作;仅交流电源一套控制电源,不可靠,改造为现地控制与远方控制相互独立且都实现了一键式自动控制,安全可靠,操作便捷。
4.励磁系统更换
原有励磁系统采用湖北浦沂陆水自动化设备厂生产的设备,随2001年5月机组一起投产。该设备投产初期就有无法跟踪网压、缺少故障录波功能、可控硅调节有毛刺调节不稳、参数修改困难、售后服务差等问题,经过六年时间运行故障进入多发期,仅2007年就因励磁故障或事故发生机组跳闸停机12次。为保障电厂的安全经济运行,对励磁进行更换,选用国内主流厂家广州电器科学研究院(广科所)生产的EXC9000型励磁调节器。
第五节 雨水情测报系统与洪水预报调度系统
白溪水库建成蓄水后,为能更好地掌握水库流域的实时雨情、水情和工程运行信息,为水库调度和防汛提供决策依据,以提高水库调度运用水平和水资源利用水平,充分发挥水库效益,1999年8月,指挥部便开始着手水情自动测报系统的建设工作。截至2006年7月,白溪水库已建成了二套水情测报系统,其中,防汛卫星通讯系统可以向国家防汛抗旱总指挥部和省防指直接发送信息。
一、雨水情自动测报系统与报汛工作
(一)超短波雨水情遥测系统
1999年12月29日,指挥部与水利部南京水利水文自动化研究所正式签订技术合作合同,委托南京水利水文自动化研究所进行水情自动测报系统的总体设计,另外,也负责设备的安装、调试、投运和维护工作。
该水情遥测系统是利用雨量、水位的遥测装置将水位、雨量数值转换为电脉冲信号,并以超短波形式实时发送,通过中继站信号增强,最后由中心控制站电台接收,并存储于主控微机之中,即系统是在计算机监控下,利用无线通讯方式进行水文数据自动采集、传输和处理,可以在主机屏幕上显示流域实时雨情、水情信息,并可打印输出,同时,遥测水文信息定时存储到数据库中,以便供水文信息查询和分析之用。
该水文遥测系统每15min定时向水情数据库添加存储雨量和水位信息一次,能实时、快速地收集流域内降雨、水位等水文信息,因而可提高流域洪水预报的有效预见期,同时为水库的防洪调度赢得了宝贵时间。遥测系统水位遥测误差一般在2~3cm以内,雨量误差3~4mm,基本满足了洪水预报数据的精度要求,可以作为洪水预报数据源。
1.系统的总体设计
为了使所建立的水情遥测站网能较好的反映流域水情、雨情,并且所采集的信息能够满足水库洪水预报和调度的需要,1999年9月,指挥部和南京美图电子有限公司签订了《白溪水库遥测系统设计委托协议》,指挥部委托南京大学城市与资源学系进行了流域的站网规划论证(1999年9月底完成),按照站网规划,由水利部南京水利水文自动文化研究所进行电路测试(1999年10月上旬完成)。
在以上两项工作的基础上,指挥部两次召开专题会议,讨论了白溪水库水情自动测报系统的组网方案,经过测试—论证—再测试,1999年10月下旬,确定了组网方案。1999年10月底,南京水利水文自动化研究所、南京大学城市与资源学系提交了白溪水库水情自动测报系统总体设计报告和电路设计报告。
《总体设计报告》根据要求和设计中的主要设备指标,阐述了测试方法及计算方法,从电路组网、频率的分配与选择、设备的选型、天线架设高度及天线形式、外噪声及干扰、衰落余量、误码率、边界场强等方面进行了电路设计。电路设计以前期的测试工作为基础,并对未来建设中可能遇到的问题给予多方案考虑和解决的办法。
1999年11月4日,指挥部在白溪水库建设工地召开了白溪水库水情自动测报系统设计技术审查会,会议肯定了前期工作的成果,并将系统规模定为1个中心站(在白溪水库水电厂内)、2个中继站(王爱、华顶山)和9个雨量站(白溪水库大坝上、白溪水文站、下坑、华顶山、中央董、中央山、逐步、望海岗、王家染,其中,白溪大坝、白溪水文为水位兼雨量站),一套卫星通讯系统(各测站分布见9-5-1图)。
坝前水位是水库必须的、重要的观测项目,除了坝前遥测水位计外,在大坝的右岸趾板立了一组人工水尺,进行库水位观测,并对遥测水位进行复核。
2.系统的土建
各测站因地处野外,工作环境恶劣,为确保系统的稳定运行,纯雨量站和中继站的站房建造严格按设计要求施工,测站站房建设要求牢固、防盗、防雷、防地震、防雨水侵入、防虫鼠害。
2000年3月上旬,指挥部完成了6个测站位置的征地工作。3月16日,指挥部与宁波市宏昌建筑有限公司签订水情自动测报系统雨量站土建合同。土建工程原定3月底完成,但因3月下旬经常下雨和各测站分散等不利因素,完成时间有所推迟。
天线杆一律采用预埋螺钉方式以确保牢固;接地电阻一律采用环行均衡电位地网,因地理位置和土壤条件不同,有些站点接地电阻不容易达到设计要求,采用延长扁铁、撒铁屑,加打角钢等措施降低接地电阻。指挥部派人跟踪管理施工过程,对各测站的接地电阻进行现场检测,尤其对中继站予以严格检测。
华顶中继站兼雨量站,从地理位置和以后的运行管理方便考虑,选择了东海舰队航空兵驻华顶雷达部队所在地,此处位置高,保证了华顶——中央董信道的畅通质量,而且利用了一军用废弃房,节省了投资,并且中继站的接地就接在军用雷达站的地网上。系统的其他站点,如白溪水文站和望海岗雨量站,利用了水利局的原有站房。
发包的6个测站土建部分完工后,指挥部对各测站土建情况进行验收,站房、天线杆建设情况良好,各雨量站的接地电阻均达到设计要求,中继站的接地电阻达到规范要求,华顶站军用地网接地电阻经过测量,小于4Ω。
坝上水位井(兼雨量站)因施工难度大和出于施工方便等综合因素考虑,由华东院负责设计,十二局负责施工。水位井位于大坝左岸上游,距坝轴线约1km,有水位井、观测房、人行桥三部分组成,水位井底部高程137.5m,顶部180.9m,高差43.4m,井身外径180cm,壁厚40cm。人行桥长37m,宽1.8m,由两跨组成。设计工程量为:混凝土276m3,钢筋17.5t。水位井的土建工作于1999月5月展开,由于水位井水位测量范围为140.00~177.40m,因此,要求在下闸蓄水前必须完成坝上站的土建施工。2000年5月,土建工作基本建成使用。
3.系统的设备
白溪水库水情遥测系统的设备由指挥部委托南京水利水文自动化研究所代为采购。1999年12月29日,指挥部与南京水利水文自动化研究所签订了《宁波市白溪水库工程水情自动测报系统设备采购合同》。合同详细说明了设备名称、型号、产地和主要技术指标。考虑到技术的不断发展,产品的不断更新和升级,指挥部在合同中明确要求南京水利水文自动化研究所尽量选择高性能的产品或最新产品。
设备采购后,指挥部派员到南京水利水文自动化研究所按合同清单和设计要求对设备进行了清点检查,并参与了水利部水文仪器质量检测中心对设备的检测和出所验收,在系统未测试验收之前,南京水利水文自动化研究所先将系统在室内架设联机试运行了半个月,运行情况良好。
出所验收采取抽检的方式,由设在所内的水利部水文仪器质量检测中心对采购的设备进行了测试,按1∶1∶3随即抽样组网,进行环境温度及各项功能检测,以及对中心站硬软件功能检查,测试结果均达到行业标准SL/T180-1996、SL/181-1996及系统总体方案的要求,设备与2000月4月13日完成出所验收。
白溪水库水情自动测报系统的测试,一改以往对某个部位单独测试,而是通过组网、联机进行系统模拟测试,测试方法更好,测试结果表明该系统情况良好,各项检测指标符合要求。
设备于2000年4月16日运至现场,因设备数量较多,而且开箱验收困难,经双方协商。最后采取了在安装过程中,逐站清点验收的办法,4月26日设备清点验收完毕,验收结果合格。
4.系统的安装、调试及初期运行
设备一到现场,立刻就开始了紧张有序的安装、调试工作。南京水利水文自动化研究所派出4名长期从事遥测系统安装调试和检修的人员,其中有2名高级工程师,1名从事软件开发的工程师,1名助工。指挥部派员参与了安装调试的整个过程,并为安装方提供了现场工作条件,确保了安装调试工作的顺利进行。安装之初制定了详细的安装计划,安装一个调试一个,尽量缩短耗费在路途上的时间,在同一条线上的测站尽量一天安装,安装前的一个晚上准备好次日要安装的设备和工具,并考虑各测站不同情况,准备好应急措施。总之,做好一切准备工作,仅10天就顺利完成了安装调试工作。
调试是通过人工模拟降雨发数据,与中心站收到的数据进行对比,以确定系统的畅通性和信道质量以及设备是否完好,通过用量杯模拟降雨法测试雨量计的精度。安装一个站检查验收一个站,发现问题及时解决。设备有问题就马上更换备件,保证了安装调试的一次成功。
安装结束后进入试运行,有专职人员在中心站监测各测站的运行情况,并检查系统软件的各功能,发现问题做好记录,并马上反馈给系统开发单位,系统的研制单位负责马上解决,并且在系统的试运行期间,一发现问题,就有专职的维修人员马上和系统承建单位人员一起下测站检查情况,并排除问题,确保系统的正常运行。
自2000年4月下旬起,对水库流域的降雨情况和下游的径流情况进行了一个多月的监视。从1个多月的试运行情况看,系统的各条信道畅通,传输误码率小,可靠性高,系统稳定。
系统的承建单位向建设单位提供了系统运行、维修、管理方面的必备资料,并向建设单位提供了必要的备品备件和常用的检修工具和仪表。2000年初,虽然水库管理机构尚在筹建之中,但该系统的运行维护人员已基本配备,各项规章制度已经建立起来。
5.系统的体制、性能及可靠性
系统体制 系统采取自报式工作方式,频段按照国家无线电管理委员会(1989)无办字75号文《关于批复防汛频率的函》和浙江无线电管理委员会办公室的审批,使用频率为233.675/226.675MHZ。通信调制方式为FM—F.S.K,空号:1180Hz,传号:980Hz。数据传输速率为300波特。数据传递格式为异步串行。编码格式为信源编码采用BCD码,信道编码采用BCH码。雨情、水情信息可实时直发至省、市防办。
系统性能该系统具有数据收集功能、数据处理功能、数据转发功能以及数、话兼容等功能、语音拨号功能。
雨量计的精度经安装调试检验和初期运行检验,达到设计标准的1mm。
扣除人为因素的造成的不合理数据和错误数据,信道误码率小于0.01%,系统误码率小于0.001%。
一般测站的月畅通率达到95%以上,重要的测站至中心站畅通率为100%;整个系统的月平均畅通率优于规范规定的90%以上标准。
各测站蓄电池供电能力良好,经过多次测量,各站(包括测站和中继站)在停止太阳能板充电时的电压为13.6~13.8V,中心站经稳压器输出电压满足~220V±5%的要求,而且经多次停电考核,中心站的蓄电池组可保证系统微机连续工作72h。
系统工作条件测站、中继站温度-10℃~+45℃,相对湿度<95%(25℃),中心站机房温度10℃~30℃,相对湿度<85%(25℃)。
白溪水库对系统的改进从开始系统建设时,管理局就注意系统的可靠性,并采取了一系列的措施改进此测报系统的功能:
选用自报式工作方式;经过严格测试,对逐步、中央董两条信道不好的采用通过华顶一级中继中转至王爱二级中继,白溪水文站、白溪水库站及反调节池水位计信号(2005年建成)则直达中心站,其余直接经王爱二级中继中转;中心站采用对称双机互为备份;防雷的接地电阻达到设计要求;除中心站外,一律不采用市电;数据传输有差错控制,可以纠错、检错;管理维护,由于系统的可靠性同系统的管理维护关系密切,系统管理的好坏直接影响到系统的性能和寿命,所以对该系统的运行管理人员进行了培训,制定了严格的管理维护制度以确保系统的可靠运行。
6.系统的人员配备
该系统刚建立时,承建方仍对系统的试运行和考核验收负有责任和义务,因此自2000年汛初至2001年汛期,南京水利水文自动化研究所派人参与并指导该系统的运行管理。
指挥部一开始就对该系统的人员配备和培训非常重视。根据系统需配备具有一定硬件、软件水平的固定的运行管理人员,运行人员要尽早介入系统的建设并接受培训的要求,1998年底便招收了相关专业的本科生,让其参与水情遥测系统的整个建设过程——从电路测试的基础工作到系统设计,再到系统安装调试、试运行,在建设过程接受培训。通过自始至终的参与该系统的建设,指挥部为该系统配备的运行管理人员已经掌握了系统的运行管理和维修的基本知识和技术。
建设期,该系统的运行管理归属电厂筹建处,水电厂运行发电后,该系统工作历经生产技术部、运行检修部管理,2004年10月白溪水库管理局成立后,系统由运行调度科管理,所有工作人员必须经过培训后才能单独上岗工作。
原则上,该系统的稳定运行管理人员将稳定为3人,如和水库调度、水务管理工作结合起来,将再另增配人员。2000年6月,该系统配备了具有大学本科学历的3名运行管理人员,一名为水资源规划与利用专业,另外2名分别为水工专业和测量专业。本着精简原则,3人中,其中一人定岗于该系统,另2人定岗于大坝观测系统及工程运行维护。通过交叉培训,使3人达到一专多能,这样在水情遥测系统需要用人时,或该岗位人员有事时,能够确保系统维持正常运行。2002年以后,该系统的管理人员数量基本维持在2~3人。
(二)YR-3000GPRS/GSM水情自动测报遥测系统
超短波水情测报系统自2000年4月始投运后,经过1年的试运行,系统的各条信道通畅,传输误码率小,可靠性较高,系统稳定,系统自身未出现重大问题,但却遭遇了两次意外事故:一是华顶站曾遭特大雷击,2000年6月30日14时33分后被雷电击坏,导致的结果是中心站不能接收到经华顶中转的中央董数据,7月4日检修,发现华顶中继站的日精电台及转发仪的电路板被严重打坏。换上备份后,该站一直工作正常。一是王爱中继站在2001年2月9日—2月16日期间受到近一个星期的干扰,导致中心站无法正常接收数据,2月17日自动恢复正常。可见,该系统的王爱中继站尚属薄弱环节,一旦中继站故障,则中心站无法接收到水库流域内绝大多数测站的数据,系统无异于瘫痪。
为确保水雨情测报的可靠和信息的畅通,2006年5月20日,白溪公司与浙江省水文新技术开发经营公司正式签订合同,委托浙江省水文新技术开发经营公司研究开发基于移动公网GPRS无线传输技术的水库雨水情自动测报系统YR-3000(雨润-3000)。2006年7月1日,该系统正式投入运行。
YR-3000系统中心站与超短波水情遥测系统中心站重叠设置于白溪水库水电厂内,8个测站的土建设施也与第一套水情遥测系统共用(其中王家染站未安装YR-3000系统终端,此处YR系统雨量借用宁海县水文站设立在附近的同名站点的数据)。
YR-3000遥测系统软件是一套融合了2006年最先进数据采集、通信、网络等技术的综合性系统中心控制平台,具有技术先进、功能丰富、通用性强、稳定性高等特点。软件以SQLServer数据库为基础,以MicrosoftNETFramework为开发环境,采用了多线程、数据缓存、GDI+、存储过程等技术。
在技术上率先使用了多线程、存储过程、数据缓存、自动升级等技术,使软件在运行过程中能有很好的人机交互功能,在根本上避免了软件占用资源过大而导致的死机等问题。
在功能上集成了数据通信、解码分析、数据存储、数据表达、数据应用等。在通信上可适应GPRS,SMS,PSTN,超短波通信、卫星通信等多种通信接口;数据解码分析可以完成SWDP协议的转换,SWCP协议转换,YR-3000数据协议转换,ZJ2000数据转换等;数据存储完成了数据的本地化存储以及服务器数据存储(标准水情数据库,洪水预报数据库);数据表达方面主要包括了数据图形化和表格化;数据应用包括数据在地图上显示,并且进行实时预警,数据导出功能是指和南方片《水文资料整汇编》的接口,库容曲线,流量的计算等。
YR-3000遥测系统中心控制软件既可适用于最新的YR-3000多功能遥测终端,也可用于按管理老产品ZJ2000终端。
在系统逐步完善的过程中,软件也在不断更新,根据用户反馈的意见,软件也会不断完善,功能在不断增加。可以自动从更新服务器上下载软件新版本,并进行安装。
该系统将监测到的雨水情信息先发送至浙江省水文局中心站,白溪水库中心站作为浙江省水文局中心站的一个远程客户终端,通过互联网,从省中心站服务器远程下载数据,并现场处理,供水库工程管理运用。YR-3000系统水库中心站软件实现了雨水情数据的实时下载和处理、向水库洪水预报调度系统数据库发送数据及软件的日常管理和维护等功能。截至2008月2月,该系统运行情况良好,雨情测报精度为0.5mm。
白溪水库2001 2008年实测降雨量、库水位情况见表9-5-1。
白溪水库建库以来实测降雨量、库水位表(三)雨情和水情拍报
雨情和水情数据以白溪水库站数据为准。
每年4月15日—10月16日的汛期,每日8∶00时向省、市、县三级防汛部门拍报前一日雨情及当日8∶00时水库水情,同时列报闸门启闭及入出库流量情况;逢1日、11日、21日的8∶00还需增报旬、月雨量。
整3h雨量≥5mm时,需向省防汛办公室加报时段雨情。加报标准为5mm,8段制。
8∶00~20∶00时或20∶00~次日8∶00时,雨量≥30mm时,需向市、县两级防汛办公室加报时段雨情和当时水情。加报标准为30mm,二段制。
白溪水库泄洪需向省、市、县三级防汛部门8段次加报水库雨、水情;当水库溢洪道闸门有启闭操作时,应立即加报水库实时水情。
非汛期的每月1日、11日、21日的8∶00时,向省、市、县三级防汛部门拍报前一日及旬、月雨情及当日8∶00水库水情,同时列报闸门启闭及入、出库流量情况。
日雨量≥15mm时,向省、市、县防汛部门拍报前一日雨情及当日8∶00水库水情,同时列报闸门启闭及入库、出库流量情况。
全年无论汛期与否,凡日雨量≥25mm或整点1h雨量≥30mm时,向省、市、县三级防汛部门拍报雨情和水库水情。
如人工报汛机故障,应立即用电话或其他方式报汛。
二、洪水预报调度系统
(一)白溪水库洪水预报系统
1998年在建立白溪水库流域水情遥测系统同时,白溪公司委托南京大学地理与海洋学院开发水库洪水预报信息系统。系统1999年开始研制,2000年初步建成。
白溪水库洪水预报系统是在白溪水库已经建成的水情遥测系统基础上,利用水情遥测信息,在微机上研制开发该水库洪水预报和调度模拟软件系统。该系统具有模型参数初值计算、入库流量推求计算、水情分析、入库洪水过程预报、水库水位预报和校正预报、水库调度决策模拟以及历史洪水查询等多项功能。同时可提高洪水预报的有效预见期和准确度,实现水库洪水预报的自动化。并且初步实现水库洪水调度辅助决策模拟。
白溪水库洪水预报系统的开发研制主要参照目前国内外水库洪水预报系统研究成果,并根据白溪水库的具体情况进行设计。水库洪水预报方案和模型的分析参照水利部“水文情报预报规范”(SL250-2000)来进行,主要根据白溪水库流域下垫面地形地貌、植被土壤等影响径流形成的下垫面自然地理特征资料,流域内已有的气象、水文资料,对水库主要典型洪水对比分析,寻求出水库流域降雨径流规律。系统选用目前在我国东部地区应用最为广泛的新安江(三水源)摸型,进行流域降雨径流模拟分析,根据水库流域实测资料,利用模型进行产汇流计算分析以及模型参数优选计算,在此基础上,建立水库洪水预报系统。
(二)白溪水库洪水预报调度信息支持系统
2005年底,白溪水库开始与河海大学商谈研发与YR-3000相配套的水情测报支持系统(GPRS)软件。2005年12月2日,白溪公司与河海大学正式签订研发《白溪水库洪水预报调度信息支持系统技术开发合同书》,合同有效期限为2005年12月8日至2007年12月31日,整个系统的开发经费25万元人民币。2006年6月,软件系统开发完成,并到现场进行安装调试和操作使用。期间,应白溪公司要求,河海大学还派技术人员到水库现场进行维护和培训一次。为使技术人员能熟练使用该系统,2007年4月,管理局派技术人员去南京大学进行专门培训,2007年底,技术人员已熟练地掌握了基本操作技能。
软件主要功能模块有:
数据库与信息管理——实现了水库工情、雨水情等的数据管理和查询、业务报表生成及数据维护等功能;
洪水预报子系统——根据系统设计要求,实现了人工干预洪水预报、洪水自动预报、历史洪水模拟、信息查询、模型管理等功能;
洪水调度模块——实时洪水调度子系统,包含基本信息、方案生成、会商辅助、方案管理、防洪形势分析等五大功能;还包括历史方案查询,上报图表绘制等辅助功能。
该软件自2006年7月1日安装运行至2008年2月,运行基本正常,期间于2007年8月19日、9月19日、10月7日发生了3场较大洪水,系统做了应用检验,结果表明,洪量和洪峰流量的相对误差都小于20%,满足洪水预报精度规范要求。
白溪水库洪水预报调度信息支持系统自投入运行以来,运行基本正常,但也有部分问题需检验和改进。如:2007年9月“韦帕”台风洪水发生期间,发现浙江省水文局YR-3000系统向洪水预报系统数据库传送的雨水情数据在接收方数据库内存放位置不符合洪水预报系统要求,致使实时预报成果误差较大,原因为洪水预报调度系统开发方未能在系统软件开发阶段就此问题提出明确要求。2008年2月,YR-3000系统已将该问题解决,但由于未能实时现场应用校验,故洪水预报调度系统还需进一步应用检查。
该洪水预报系统功能全面,但针对性不足,未能按白溪水库要求,将历史洪水资料分类管理,造成历史洪水模拟时典型洪水过程选择随意性较大。
第六节 信息管理系统
白溪水库在建设过程中就考虑到现代化发展问题,管理局成立后,进一步制定了现代化发展规划和分步实施计划,积极采用新技术、新材料、新工艺,至2007年11月,已建成了现代化的信息管理系统。此系统主要包括:计算机监控系统、工业电视监视系统、通信系统、火灾报警及消防控制系统、水情测报系统和国家卫星通讯系统和水质在线监测系统等。
一、系统建立过程
2001年4月,计算机监控系统、工业电视监视系统、通信系统、火灾报警及消防控制系统和第一套水情测报系统即南京水利水文自动化研究所研发的超短波水情遥测系统与白溪水库枢纽工程同步建成。
计算机监控系统的主要设备有:计算机监控设备1套、通信处理机1套、网络服务器1套、UPS1套、机组LCU柜2面、变压器和线路办公用设备LCU1面柜、计算机厂长工作站1套、计算机电缆若干。
工业电视监视系统的主要设备有:监视器1套、摄像器20只,安装在中控室内。此系统包括宁波供水闸门、侧堰泄水闸门、下游蝶阀、水电站计算机、水电站厂房及2台机组开机停机、溢洪道1#~3#弧形闸门、坝区用电接线、电气主结线等都能在此监控系统之列。
火灾报警系统由继保室内火灾报警控制屏及分设在厂内各火灾探测器和手动报警按钮组成。包括一套点式和一套缆式报警系统。
2000年4月,南京水利水文自动化研究所研发的超短波水情测报(遥测)系统和南京大学研发的与测报系统配套的洪水预报调度系统同时正式投入运用,管理局的第一套水情测报系统建成。
2006年6月底,浙江省水文局YR-3000水情测报系统(GPRS通讯)建成,与之配套的河海大学洪水调度信息支持系统早在2005年11月开始研发,至2006年6月底与YR-3000同时安装,至2006年7月1日同时投入试运行。至此,第二套水情测报系统正式建成。两套系统同时互补运用,效果颇佳。
2003年6月,国家防汛抗旱总指挥部投资建成了白溪水库水情卫星通讯系统,将第一套系统测报的信息进行处理后,直接发送到国家防汛抗旱总指挥部和浙江省防指,使白溪水库的防汛抗旱工作能在第一时间得到上级指令,至此,白溪水库的防汛抗旱工作步入了信息高速公路,十分有利于白溪水库的防汛抗旱工作的开展。待第二套水情测报系统建成后,白溪水库的水情信息仍可通过此卫星通讯系统直接发送到国家防汛抗旱总指挥部和省防指。
2003年10月,指挥部建成了水质在线监测系统,此系统能自动监测白溪水库的水质。
2005年3月,管理局组建了局域网,在每个办公室都配备了计算机,通过系统整合,只要登录网络,就可以进行即时信息查询和自动化办公。通过卫星工业电视,可与省、市防指及水利主管部门联通,直接点击浙江省水利信息网。
2005年6月10日,白溪公司与宁波四维科技有限公司签订白溪水库信息管理系统建设协议。同年7月4日,宁波市四维公司人员进驻管理局进行信息系统需求调查,信息系统正按计划动工建设。2005年8月12日,管理局与宁波市四维科技有限公司就水库管理信息系统建设需求分析报告在宁海县天河温泉宾馆召开座谈会。2006年6月14日下午至16日,管理局信息管理系统开始进行培训,四维公司征求各科室的意见后进行修改。2006年6月14日,管理局信息管理系统培训会议在多功能厅召开,白溪水库信息管理系统建设基本完成,进入培训试运用阶段。
2007年9月7日,白溪水库工业电视监控系统的升级工程通过招标,确定由宁波迈新科技有限公司承建,所有设备由宁波迈新科技有限公司采购。2006年9月14日正式开工,2007年11月6日通过初步验收,2007年11月21日,管理局组织对工业电视监控系统进行验收,工程合格。工程新增13个监控点,室内外模拟高速球形摄像机13个,更换原有9个监控点设备,其中2个监控点更换为室内定焦摄像机,其余7个为内外模拟高速球形摄像机;监控中心进行了改造,原有厂区监控有模拟录像机改为数字录像监控;新增UPS后备电源系统,在监控中心站增加1台3kVA的UPS电源主机给机房设备和厂区13个摄像机供电,在左坝和右坝分机房各设1台1kVA的UPS电源主机给分机房的传输采用光缆传输,调节池左岸趾中心机房的传输采用光缆传输;把数字监控主机接入整个局域网,实现网络远程监控功能,可以实现在局域网内任何一台有权限的子机访问监控系统;远传功能,功过电信光缆将部分图像远传给市水利局防办。工程竣工结算为38.5万元。
2007年11月21日,全体职工迁入安装有监控系统的新办公楼,新办公楼施工期间,已将管理局局域网(MIS)即白溪水库信息管理系统和通讯等智能系统已全部安装到位,管理局实现办公自动化打下了重要基础。
二、系统结构图
管理局信息管理系统结构见图9-6-1。
图9-6-1 信息管理系统结构图
知识出处
《白溪水庫志》
《白溪水库志》由白溪水库志编纂委员会编纂,详细记录了白溪水库的历史沿革、建设过程、运营管理、社会文化影响等方面,展现了水库对当地经济社会发展的重要作用。
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