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一座大型水电站水工水务工作综述
摘要:水电站水工水务管理是水电站生产运行管理的主要专业。是为确保水电站机电设备、水工建筑物的正常运行、安全生产、完成发电和水库调度任务所进行的管理工作。专业管理的优劣除能否保障建筑物的正常应用外，直接关系到电站的发电量和经济效益。本文介绍福建棉花滩公司水工水务专业管理情况。
关键词：水工 水库 监测 维护 调度 防汛
1 概况
福建棉花滩水电开发有限公司成立于1995年,是集电力资源开发和生产运行管理于一体的国有大型电力企业.辖有棉花滩、白沙、南盘石三座水电站。
棉花滩水电站位于福建省永定县，毗邻广东省.坝址以上流域面积7907Km2，水库总库容20。35亿m3,具有不完全年调节性能,电站装机4×150MW。1998年3月开工，2000年12月蓄水，2001年4月发电,2003年7月工程竣工。
白沙水电站位于九龙江支流万安溪中段，为万安溪干流梯级开发第二级，坝址以上集雨面积1307km2，水库总库容为1。9926亿m3,具有不完全年调节性能，电站装机2×35MW。2004年7月开工，2006年11月蓄水，2006年12月投产发电
南盘石水电站位于漳平市永福溪干流中游，是永福溪梯级开发的第三级,坝址以上控制流域面积211km2，水库总库容820万m3， 电站装机2×12MW.棉花滩公司所辖电站主要建筑物特性表见表1:
表1：棉花滩公司水工建筑物主要特性表
项目名称
棉花滩
白沙
南盘石

项目名称
棉花滩
白沙
南盘石
所在流域
汀江
九龙江
永福溪
正常水位（m）
173
266.00
545
开发型式
坝后式
坝后式
引水式
正常水位库容(亿m3)
16.98
18526
790
流域面积（km2）
11802
1470
343
大坝坝型
砼重力坝
砼重力坝
砌石拱坝
集水面积（km2)
7907
660
211
最大坝高（m)
111
78
58。3
降雨量（mm）
1657
1771
1831.5
坝顶长度
308.5
206。23
128。42
径流量(亿m3）
73.2
13．2
2.273
设计频率（%）
0.2
1
3。33
总库容（亿m3)
20.35
1.9926
820万
校核频率(％）
0。02
0。1
5
库容系数
0。15
0.1485
0。02
洪水调度机构
省防办
市防办
县防办
电站装机（MW）
4×150
2×35
2×12
主要建筑物
大坝、副坝、厂房、开关站
大坝、、厂房、开关站
大坝、厂房、引水洞、开关站
年发电量(亿kwh）
15。2
1。865
8160万
棉花滩公司所辖水工和水库流域涉及面广、地点分散、建筑物型式多。三站分布在龙岩市二市一区一县，其公司总部设在龙岩市区，棉花滩位于永定县仙师乡、白沙在新罗区白沙镇、南盘石大坝在漳平市永福镇、厂房在漳平市官田乡,各地之间相距车程在1～3小时；在建筑物分类上,3座电站中有2座大型水库（其中棉花滩为跨省流域)、1座小型水库;主要水工建筑物有4座大坝、3座厂房、3个升压站、1条长2784m引水隧洞等；大坝型式有碾压混凝土重力坝、土坝、砌石拱坝3种类型，厂房有露天厂房和地下厂房2种;从水库洪水调度权限上分属省、市、县三级防汛部门调度。
2 管理机构和工作制度
2.1 管理机构
棉花滩公司水工水务工作实行总经理负责制,生产副总经理具体负责，公司设有水工水务科,配置水工班和水务班2个专业班组负责水工水务日常工作.棉电公司水工水务专业组织机构见图1：
图1：棉电公司水工水务专业管理组织机构
2.2 管理制度、标准
规程、制度、标准是保障水工水务专业工作达到正常化规范化、标准化工作开展的主要依据,我司根据国家及上级法律、法规、技术规范、文件要求，制订、完善的各类技术规程、工作标准、管理文件和应急预案。主要有：
2。2.1 技术规程类
共有9项:水务管理规程、水工建筑物安全监测规程、水工建筑物维护规程、水工机械运行检修规程、水工作业安全规程、水工观测仪器操作维护规程、水工观测资料整编规程、水工现场安全巡视检查规程、水库调度规程。
2。2。2 工作制度类
共20项：防汛岗位责任制、汛前检查和消缺管理制度、汛期值班制度、汛期巡查和汇报制度、汛后总结报告制度、洪水调度会商制度、水库运用汇报制度、防汛管理办法、汛期灾情汇报制度、报汛制度、节能工作制度、卫星电话管理制度、水库库区检查及下游行洪能力调查制度、泄洪警报制度、泄洪设施操作联系制度、年度防汛总结制度、水情信息系统管理制度、水情自动测报系统维护管理制度、洪水预报精度保障制度、水库库区、流域巡视检查制度；
2。2.3 工作标准类
共10项：水工建筑物安全管理工作标准、水工建筑物缺陷管理标准、水工维护项目管理标准、水工现场安全巡视检查标准、防汛物资管理标准、水工观测仪器维护保养管理标准、水工建筑物评级标准、水工水务各岗位人员工作标准、水工专业技术监督导则、水务专业技术监督导则。
2。2。4 应急预案类:
共10项：水库防汛抢险应急预案、防御稀遇洪水应急处理预案、防台、防汛、防强对流天气应急预案、防御水淹厂房应急预案、非汛期防御大洪水预案、山体滑坡、泥石流应急预案、大坝垮坝事故应急预案、防地震灾害应急预案、汛期泄洪闸门无法启闭应急预案、大坝外力破坏应急预案.
3 管理主要硬件和软件
3.1 水情测报系统.
棉花滩、白沙两厂水库流域均建有水情测报系统。在龙岩办公大楼设中心站,棉花滩、白沙现地设分中心站，中心站与两地分中心站通过光纤联系.
棉花滩水情自动测报系统由1个中心站、3个中继站、21个遥测站组成。2000年10月投入运行，2004年12月通过实用化验收。
白沙电站水情自动测报系统由1个中心站、1水位站、3个雨量水位站、3个雨量站组成。设有数据转发站，将上游万安水电站的水情信息转发至中心站。
3.2 大坝监测系统
3座电站大坝均建立大坝系统,其中棉花滩、白沙大坝建有自动化监测系统.棉花滩电站自动化监测系统由南瑞公司设计和建设，白沙电站自动化监测系统由木联能公司设计和建设.
3.3 水库气象服务保障系统
2008年与龙岩气象局共同开发,2009年正式投入运行，系统投运后弥补了水电站运行和洪水调度过程中缺少准确、实时气象信息的不足.有效提高气象预测的针对性和预测报能力.
3.4 大坝安全管理信息导航系统
采用数据数字化处理、数据交互集成等手段，建立大坝安全管理信息导航平台，实现了图形交互功能、图示工作流和对图形的层级化处理。
3。5 业务图册编制
将工作中经常需要用到一些技术参数和数据/各类特征值和主要图表、文件加以整理,编辑成电子书后发各岗位人员使用。
3。6 工作年鉴
每年年初,编制水工水务专业年鉴，主要内容有：组织机构及工作人员变动情况，涉及专业工作的法规与技术规范、上级管理文件、专业技术规程、工作标准、管理制度、应急预案的修编情况、主要设备变更情况，水工建筑物和水库调度、经济调度的主要运行资料、各项指标,大坝定检等各项专题工作开展情况和主要结论,水工水务专业科技进步开展和成效等。
4 水工建筑物管理
4.1 运行资料采集和资料分析
运行资料包括：大坝变形系统、渗流、渗压系统、内部观测系统、环境量等。
日常观测中做到定人、定仪器、定时间、无漏测的要求，保证观测数据采集的连续性和可靠性。重点观测项目采取当场观测、当场计算、当场判断资料的精度和准确性以保证观测资料的质量，有疑问的测点进行当场复测。在发生地震、水位骤变、暴雨等情况下采取加密测次、加强资料分析以掌握建筑物的运行情况。
每天对数据进行一次初步分析，每月编制月度观测报表，每年年底对全年的观测资料进行整编，结合大坝的安全定期检查5~8年委托高等院校对观测资料进行定量分析。
4。2 大坝巡视检查
4.2。1 日常巡视检查。日常检查采取定点、定线、定时间巡查方式。根据两座电站水工建筑物的特点、存在的缺陷和人员配备情况,制订了17条巡查线路，每条线路规定巡查周期、重要检查部位、内容、需要注意事项.从而使检查项目不漏项，使巡查内容、缺陷变化情况更具有可比性；结合机组检修对电站流道进行检查。
4.2.2 专项检查:专项检查有年度详查、汛前检查、汛期检查。
年度详查安排在每年12月份进行，对水工建筑物进行全方位检查，由分管领导组织，副总工、生技部、水工水务科、技术人员参加.同时对一年来的运行、检查、维护记录等资料进行审阅，检查结束后结合监测资料年度整编分析情况，提出水工建筑物年度详查报告报省公司。
汛前检查在2月底前完成。防汛办组织,分管领导、副总工、防汛办成员、各部室主要人员等参加。
汛期检查：在预报有流域将强降雨、台风正面登陆的前几天或强降雨、泄洪期间,由防汛领导小组组织汛前检查,防汛办成员、各部室主要人员、生技部专工等参加。检查以一表式方式进行，发现问题立即整改。
4.3 水工建筑物维护
4。3。1 日常维护修理。日常维护修理是确保工程安全和完整性，延长使用寿命的一项重要工作。年初编制建筑物大修、技改、维护计划，按计划开展各项维护工作，对巡检中发现的缺陷及时分析和维修，做到发现一项缺陷，整改一项缺陷。
4。3。2 专项维修.资金量较大又暂不影响安全运行和防汛安全的维修工程，由技术人员进行必要性和可行性论证,编制详细技术方案和工程措施，由公司汇总后报省公司立项。
5 水库库区管理
有效保护水电站水库安全和水体质量，使水库能满足设计的供水、防洪功能是水电站的管理内容之一。为保护好我司三座水库的完整性，违护大型国有企业的发电利益和防洪安全，公司不断完善日常库区管理内容和围垦处置方案。
5。1 加强对库区的巡查,消隐患于萌芽。
公司制订有水库库区巡查制度，规定了对库区巡查的频次和要求。配置巡库船，一般情况半个月检查一次，在容易发生围垦的水位和时间段(如春节前后）加密巡查，最密时一周巡查2次，保证库内违法围垦能得到及时发现和制止,公司领导每年至少对库区组织巡查一次.
5.2 加强库边居民《水法》宣传，做到送法到户。
每年年初将印有水库管理法规、条例的挂历发放发放到户，使周边居民由不懂法转为了解法律。
5。3 说法到人
每年春节前与永定县防汛部门共同组织召开有乡、村和库边居民参加的库区管理座谈会，宣讲水库的特性、权属、在库内围垦的违法责任和相关处理案例，使库边的部分居民由藐视法律变为畏惧法律；.
5。4 加强与地方政府的沟通,争取政府部门的支持.
公司与省、市、县、乡四级政府部门、防汛部门、水利部门保持密切的关系，在水库调度和库区管理上每年都召开联合协调会议，通报、协商库区存在的问题和解决方案;五是出现库区围垦时快速反应、多方位行动。在出现围垦时立即通过电话、传真函件等形式向政府部门汇报，请求立即处理.
自2008年以来，在棉花滩水库发现库内修建围垦养殖四处,均在第一时间立即向龙岩市、永定县政府和水政部门报告,政府部门反应快速，立即派人到现场共同检查，市水利局、县政府均成立了联合执法队,下达了限期拆除令,并做为督察专项项目由市水利局督察组、县政府督察办督办工作进展。截止2011年6月底,已制止1处、拆除3处库内筑堤围垦。如此彻底、快速拆除库内违规建筑物，在国内水库管理中属少有的成功案例。
6 经济发电调度
经济调度和节水增发电量是水电厂安全和经济运行的任务之一,关系到水电厂水能利用提高率和企业经济效益。
6.1 领导重视、措施多样
公司始终重视水电站经济调度和节水增发电工作,设有节能和水务专工和节水增发电专项奖，每年年初的职工大会上对节能先进单位和个人进行表彰、奖励;每季度总经理组织召开经济分析会,通报节能指标完成情况和水库调度情况，分析存在的问题，布置下阶段运行方式；总经理、分管领导经常到水务班、两厂中控室了解流域气象情况、水库运行情况、设备运行情况；在洪水期和水库不同水位段过渡期，除责任部门积极向中调联系争取负荷外，总经理、生产副总经理亲自与省防办、省中调领导与工作人员沟通，汇报水库调度状况、流域降雨趋势、水库下阶段运行建议,争取更多的发电负荷和水库蓄水位由主汛期向次汛期、次汛期向正常蓄水位过渡；与龙岩市气象局保持密切联系,龙岩市气象局每周都专业分析棉花滩流域降雨趋势，并将结果通过短信方式发送到公司总经理、生产副总经理等人员.
6.2 确保各项设备可靠稳定
6。2.1 每年汛前对水情测报系统进行一次全面的检修和率定，并配有一定的备品备件,出现故障立即组织修理,保证系统的可靠运行.使水情信息在经济调度中发挥重要的耳目作用。
6。2。2 确保发电设备可靠稳定。一是每年汛前安排机组进行检修;二是日常工作中加强设备的维护消缺，做到勤检查、勤维护;三是及时消除各类缺陷，四是在工作中推行标准化检修化，提高了检修工艺，保证了设备的健康水平.以上工作保障了发电设备的健康运行，为节水增发电量提供了可靠的硬件基础.
6.3 科学调度方法
6。3。1 加强水库调度管理,优化水库调度
水务班根据水库流域降雨预报，每周编制水库调度建议书,生产副总经理每周一在两厂现场召开水库调度与生产洲分析会,分析水库前阶段调度优缺点和下阶段调度方式，动态调整水库发电调度方式。
6。3。2 做好水库洪水预测分析,实现洪水资源化
利用好洪水资源在节水增发电量中占的比重最大，利用好可取得显著的经济效益,但由于洪水的不确定性、洪水调度的权限和防洪要求,操作难度也是几种经济调度方法最大的。
年初根据流域特点、电站状况、水位、气象预测等情况，编制汛期防弃水方案.汛前根据气候预测情况，逐渐削落水位，腾出库容以拦蓄汛期洪水；
洪水来临前,根据洪水预测量级和水库水位、机组情况,编制3种以上调度方案，作为洪水期调度参考依据，并在洪水调度过程中不断修正.
洪水末期尽量拦蓄洪尾，增加水库蓄水量。水务班人员密切关注水库流域降雨预报，积极做好水库洪水预测调度分析，在退水段，预测无明显降雨时，适时向上级建议拦蓄洪尾,充分利用洪水资源.如2010量棉花滩水库0625洪水过后,公司在准确的天气预报和洪水预测的基础上，向省防办建议水库控制水位由主汛限水位向次汛限水位过渡并得到批准。为棉花滩水库多蓄水量1。19亿立方米,增发电量3000万千瓦时.
水库泄洪期间应尽量使机组处于满发状态。在2010年6月份的洪水过程中，棉花滩4台机组状态良好，为了尽量提高水量利用率，从 6月16日至26日274小时时间里，将机组按单机满负荷16万千瓦运行，全厂64万运行(超发4万）。增发电量1115万千瓦时.
6.4 合理安排检修时机
棉花滩、白沙水库洪水多发生在汛期4－8月份，根据这一规律，棉花滩电厂机组检修计划避开了这段时间,一般都安排在9～12月。两厂投产以来，未发生应检修而发生的弃水损失。
2002年公司第一台机组投产以来，我司水能利用率逐年提高，棉花滩公司历年主要发电情况见表2。
表2:棉花滩、白沙电站历年运行情况表
棉花滩水电站

白沙水电站
年份
降雨量(mm）
径流量(万m3）
发电量
（万kwh）
弃水量
(万m3）
增发电量(万kwh)
降雨量（mm)
径流量
(万m3）
发电量
(万kwh）
弃水量
（万m3）
年份
2001
1326
711976

2001
2002
1425
569345
112438

2002
2003
1111
549233
131469

2003
2004
1054
336857
65396

2004
2005
1570
755356
165098

14745

2005
2006
1829
958498
189736
133041
12817

2006
2007
1585
763430
158153
36040
3638
1590
134670
18662

2007
2008
1450
677703
160106

8590
1385
111506
15536

2008
2009
1180
454120
102732

4933
1302
79377
10943

2009
2010
1579
950382
193375
62038
18150
1766
157225
22385
5917
2010
从上表看，棉花滩电站投产以来，经过不断的探索、总结，水库经济调度和节水增发电量水平不断提高，如:2010年与2006年相比，水库入库水量接近,但2010年发电量比2006年增加4000万千瓦时，弃水量减少7000万立方米；2008年在入库水量比设计值减少7.8 ％、比2007年少11.6%的情况下，年发电量为16.01亿kWh,超过设计电量0。81kWh，比2007年增加2000万千瓦时.
7 防汛工作
防汛工作遵循团结协作和局部利益服从全局利益，基本任务有：确保大坝、发电厂房安全渡汛;合理地保障上游防洪的安全；有条件地保证下游防洪的安全；必须保证水工机电设备的安全、为机组运行创造安全条件；注意后方的安全。
7.1 建立健全防汛组织机构、做好人员培训
年初成立防汛领导小组、防汛办公室，组建了抗洪抢险队，汛前对水库调度人员、大坝管理人员、防汛办成员进行系统的培训.
7。2 编制年度防汛计划
根据3厂流域的气候特点和两厂水工建筑物的实际情况，结合往年防汛工作经验,1月份完成3座大坝观测资料的年度整编和定性分析和水工建筑物评级，在此基础上,根据设计文件、技术规范,编制了年度水库洪水调度方案报省公司转有管辖权的政府部门审批.
7。3 防汛检查和缺陷消缺
1月、3月份各组织了一次对汛前检查,汛前检查实行部门自查—公司防汛办复查—部门整改—防汛办跟踪检查整改情况的动态闭环管理机制。
在遇大洪水、高水位、地震、库水位骤涨骤落、暴风雨等情况时，组织对大坝、厂房巡视检查，同时加密观测。
7.4 汛前检修和试验
汛前对机组进行汛前小修和消缺，对泄洪闸门及其启闭设备、机组、主变、厂用电系统、通信系统、各排水系统、进出水口等设备检修维护。对泄洪闸门进行启闭试验,对防汛备用柴油发电机进行了汛前启动试验和定期启动试验，保证防汛设备可靠运行和紧急情况下的可靠供电。
7.5 开好两厂防汛协调会
棉花滩、白沙两厂每年都召开上下游防汛协调会.
棉花滩防汛协调会由福建省防汛抗旱指挥部组织，国家防办、珠江防总、广东省三防办、广东省韩江流域管理局、广东省水文局、梅州市三防办、大埔县三防办和福建省经贸委、省电力公司、华电福建公司、龙岩防汛办、龙岩气象局、等单位代表参加，会议总结电站历年调度经验,研究了如何更好地发挥棉花滩水库减灾兴利的作用、协调棉花滩水电站防洪调度等工作。
白沙防汛协调会由龙岩市防汛办组织召开,会议协调白沙电站上下游防洪调度、发电调度等问题。
7.6 预案演练
每年3月,分别组织两厂进行防汛综合演练,演习模拟了超标洪水、交通中断、通讯中断、水淹厂房、库区出现大型漂浮物等紧急情况,通过演练各级人员的防汛意识和应急处理能力得到进一步提升.
7。7 做好洪水调度
7。7.1 洪水调度会商
规定了在14种情况下必须进行洪水会商和参加会商会的级别。在预报出现20年一遇洪水或预计出库达到控制流量时,会商由公司领导主持。
7。7。2 洪水调度建议
棉花滩、白沙两厂洪水分别由福建省防办、龙岩市防办调度.为做好公司两座大型水库的调度，水务班人员根据水库运行状况和流域降雨、预报降雨、洪水预报、上下游水位等情况，提出水库调度建议书，主动上报省、市防汛调度部门联系 ，根据2010年洪水调度情况，在超过5年一遇的洪水过程中，我司水务人员每个时段编制3种调度方案供政府调度部门参考.
8 结语
水电站水工水务管理是水电站生产运行管理的主要专业。是为确保水电站机电设备、水工建筑物的正常运行、安全生产、完成发电和水库调度任务所进行的管理工作.主要内容包括水工建筑物的监测和运行状态分析与跟踪；建筑物的日常巡查与维护与检修；水库水情、雨情等情报的收集、整理与分析;电厂发电调度和防洪调度关系处理、优化决策和控制等。专业管理的优劣除能否保障建筑物的正常应用外，也是直接关系电站的发电量和经济效益.