智慧庫壩
——流域安全管理新模式

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，是集團公司唯一一家水庫大壩專業化管理單位。他們通過優化管理模式，吸收先進理念，創新監測技術，實現了大渡河流域水電站水庫大壩安全管理從監測“小專業”到自動化信息化智能化的“大智慧”統攬，搭建起大數據安全管理的全新模式。

監測 探索全新思路

傳統的庫壩水工建筑物監測，通常采用人工觀測，需要大量的作業人員。隨著大渡河流域梯級電站的不斷投運，按常規配置，作業人員將呈倍數增加，與現代化管理模式相背馳。而且水電站地處偏遠，監測作業點分散，作業效率低、人身設備安全風險大。

自2013年開始，大渡河庫壩安全管理中心集中技術力量，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測自動化研究，集中技術力量進行攻堅。在對比多種測量儀器、建立數學模型、反復測量實驗后，他們采用全站儀極坐標差分技術、GNSS衛星定位測量法結合，開展水電站大壩及邊坡外部變形遠程自動監測，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權的技術，攻克了多種測量儀器同步難、同測難、設備安全防護和野外防盜等自動化監測瓶頸性難題。在此基礎上，大渡河庫壩安全管理中心再接再厲，又引入真空激光準直系統、內觀自動化采集、高精度地表三維位移等先進監測技術，研發成功了“一體化智能測站”，為水工建筑物自動化監測提供了智能化的整體解決方案，創造了野外自動化智能監測的先例，減少了人力資源投入和野外作業安全風險，為工程安全監測設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60年代的老電站，也有區域綜合水利樞紐、上游龍頭樞紐，類型多、區域寬、數量大、情況復雜。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權的流域水庫大壩安全管理信息化系統研究。這套自主研發的監測系統，對在運項目的監測覆蓋率達到95%以上，堪稱流域庫壩安全管理的“最強大腦”。它包括了“技術管理”、“信息管理”、“分析評價”、“預警管理”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、水工技術監督、應急處置等庫壩安全綜合信息，實現了大壩安全監測(水工水文、地災、地震、環境量監測等內容)的遠程自動采集、監測信息的及時處理與實時分析評判、大壩安全風險的實時掌控與決策處置，大大提高了大壩安全風險管控水平。

除了大力發展監測自動化，大渡河庫壩安全管理中心還開發了智能巡檢系統，通過智能移動終端包括標簽讀寫和實時巡查2個APP，在手機上就能完成巡視檢查的復核和數據的同步上傳，保證了巡查任務準時完成、數據上傳準確無誤、缺陷處理和會商的及時精準。

創新 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，瀑布溝水電站發現機組尾水位較設計值偏高的情況，如果停機消缺，將嚴重影響發電效益。針對這一情況，搭載單波束測深儀與GPS系統的先進智能無人船出現在了現場，對機組尾水水面、水下地形進行了全面測量，得出尾水泥沙淤積造成水位異常的精準結論。

無人船僅是大渡河庫壩安全管理中心運用先進監測技術的一個縮影。除了水上無人船外，該中心還引進了水下無人潛航器、水下機器人、多波束聲納探測、三維激光掃描等檢測新技術，結合實際情況，解決深水、渾水以及動水等復雜環境下的水下檢測難題。高畫質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，大大降低了作業成本，增加了發電效益。

除了科學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，對水庫大壩進行巡檢，機載高清攝像頭如同“火眼金睛”，擔負起人工無法涉足區域測量的重任。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，對水庫大壩進行全景化監測，力爭早日實現“水陸空”立體監測模式。

預警 未卜先知

大量信息化技術的應用，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2萬個監測點和每天超4萬個的監測數據，又讓大渡河庫壩安全管理中心的大數據管理日益成熟，安全效益日益突顯。

2016年4月30日早8點，監測系統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，但是依靠精準的數據采集，大渡河庫壩安全管理中心及時發布預警，通過國家能源集團大渡河公司與地方取得聯系，對滑坡體下方省道公路段實施交通管制。4小時后，該處發生總量2000立方米的山體塌方。由于預警及時、處置得到，避免了自然災害帶來的人民群眾生命財產損失。

在“智慧大渡河”體系建設中，大渡河庫壩安全管理中心根據實際情況，提出了依托大數據、云計算平臺和流域庫壩安全信息化系統，建立大渡河流域電站大壩安全風險預警管理體系，對超標洪水、超限降雨、地震監控、梯級電站聯動聯防等9大風險點提供預警，形成庫壩安全管控不斷演進的閉環智慧管控模式。目前該系統已在龔嘴、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項軟件知識產權，獲得全國設備創新成果和全國電力職工技術成果一等獎各1項、全國智慧電廠創新成果2項、集團公司科技進步二等獎1項、三等獎2項。這些成果，應用性高、可移植、易于推廣，并具有較高商業價值，有望于未來逐步走出流域、走向全國，讓“智慧庫壩”的先進理念和建設成果，保障更多水電站安全，為人民生命財產安全服務。