发挥河长制优势做好小流域水电站防汛度汛

　　摘 要: 详细分析龙潭电站泄洪闸因故不能提起从而造成大坝翻水事故的教训，提出可通过发挥河长制优势，采取相 对应的措施，做好小流域水电站的防汛度汛。

　　关键词: 小水电站; 防汛度汛; 河长制

　　1 概 述

　　2019 年 8 月 20 日，四川卧龙龙潭电站因上游 暴雨引发山洪爆发，大坝泄洪闸门因故不能提起， 造成大坝坝顶翻水，随时可能发生溃坝危险 。 中央应急部责令四川省水利厅、四川阿坝州应 急局负责此紧急事件处理，确保下游安全; 紧急指 令该电站原设计单位四川大学设计院校核龙潭电站 大坝安全性 ( 水利部成都勘测设计院负责复核) 。 同时，指令相关应急特种兵部门准备炸药，若危险 进一步加大时炸掉闸门，降低坝前水位，确保大坝 安全。当天晚上，连夜紧急疏散大坝下游13 000多 群众。最后，提不起来的泄洪闸门还是给炸掉了， 终于保住了这一方平安。

　　因此，今年汛期将至，卧龙特别行政区政府及 相关部门要求辖区内 5 座小型水电站编制防汛度汛 预案，并由政府相关职能部门牵头组织聘请相关专 家联合审查。笔者近日受四川省卧龙特别行政区政 府委托，参与了卧龙地区 5 座小型水电站 2020 年度防汛度汛预案审查。笔者认为，应利用河长制优 势，规范小流域辖区内小型水电站防洪度汛行为， 联防联控，确保流域内各电站平安度汛。

　　2 卧龙地区水电站情况

　　卧龙地区现有小型水电站 5 座，分别为: 仓旺沟电站 2 × 800 kW ( 已在去年 8 月 20 日洪水泥石 流毁损至今未修复) ，正河电站 3 × 2 000 kW，生态 电站 2 × 800 kW，熊猫电站 2 × 12 000 kW，龙潭电 站 3 × 8 000 kW。 前 3 座水电站均为在河道上段低格栏栅取水， 不形成实质性阻断河流抬高水位大坝，对河道行洪 影响较弱; 而熊猫电站、龙潭电站均为闸坝方式将 河道完全拦断取水，必然影响河道行洪，且坝前均 有 40 ～ 50 万 m3 日调节库容，若管理不善对下游电 站及周边村镇有重大安全隐患。

　　3 事故分析

　　龙潭电站取水枢纽坝前总库容为 37. 96 万 m3 ， 调节库容 31. 24 万 m3 ，汛期至少应留出 50% 以上 调节库容为防洪库容，设有 3 孔6 m × 4 m泄洪闸。 当时的泄洪闸电源为厂房到大坝的 1 条 10 kV 供电 线路，另加 1 台应急柴油发电机。当 10 kV 供电中 断时必须由值守人员手动开启柴油发电机。

　　造成 “8·20”事故的主要原因有: 汛期坝前 运行水位高，大坝供电电源不可靠，闸首值班人员 仅 1 人且又因故离岗。

　　( 1) 关于水电站坝前防汛库容

　　有拦河大坝的水电站设计时一定会规定坝前正常运行水位、防汛调节库容水位，在非汛期时对已 建成且河道来水量一定时的大坝来说，运行水位越 高，电站得到的水头越高，出力越大，发电量越 多，效益越高 ( 就是水量一定前提下，强制提高 水电站出力的办法) ; 而在汛期，特别在防汛形势 最严峻的每年 8 月，这个办法就不适用了。

　　若汛期 采用高水位运行则防汛库容的功能就没有了。 俗话说，易涨易落山溪水，山区河道汛期经常 发生上游暴雨河道突然来大水，没有防汛库容又遇 陡然来大水至闸前，再提泄洪闸门就来不及了。而 洪水往往夹带大量树木杂草，极易堵塞拦污栅或者 引起闸门卡涩，导致提闸困难甚至提闸失败; 这就 可能出现大坝翻水，翻水严重可能造成大坝侧翻或 者溃决，引发重大事故。

　　( 2) 关于厂用电

　　山区电站取水口有拦河闸坝的，取水口供电必 须非常重视，因为汛期雷雨时极易出现雷击输电线 路引起系统解列，继而全厂发电中断，厂用电中 断; 此时大坝供电随之中断。发电中断，机组紧急 停机不能够正常发电，水流不能经发电通道泄水至 下游，河道全部来水都要经大坝泄洪通道下泄，在 大坝行洪的关键时刻加剧了大坝泄洪压力。

　　若此时坝前有防洪库容，停机涌水和上游来水有一个入库 缓冲时间，那怕能抵挡半小时或者 10 min，给发现 异常和紧急提闸一个应急处理的时间，险情即可排 除。倘若此时厂用电中断，闸门又提不起来，或闸 门金属结构卡阻，那就非常危险了。 所以容量较大的水电站应设两路独立互为备用 的供电电源，再加 1 台快速启动应急备用柴油发电 机; 一般小型水电站也应有一路可靠的供电电源加 1 台能快速启动的应急备用柴油发电机。

　　( 3) 关于取水口值守人员

　　现在的快速启动应急备用柴油发电机一般采用 电瓶启动方式，启动按钮即可快速启动; 但为了保 证这台发电机所发电能不倒回系统引起非同期并列 事故，一般采用了人工倒换电源的方法，靠取水口 管理人员判断厂用电中断后人工操作。切断原闸门 供电电源、启动备用柴油发电机、发电机接入闸门 控制电路、再启动提起闸门。这些工作在紧急状态下不能慌、不能乱，还必须一气呵成。

　　因此，取水口这个运行人员的工作是非常具体 和重要的，必须保证这个人在发生上述故障时在闸 门值班房岗位上。 目前，很多电站均进行了计算机综合自动化改 造，电站采用了无人值守的方式。笔者认为，水电 站取水枢纽的管理采用完全无人值守的方式有待商 榷，特别是只有一个单电源供电回路电站完全无人 值守是相当危险的。

　　一般水电站采用无人值守方式 的取水口，在闸前 4 ～ 20 m 用投入式水位传感器监 测水位，水位上升至设计参数时即可启动提闸。这 种方式比平时反应水位上升的精度高，但这种水位 传感器防雷击可靠性很差，极易受雷击破坏; 汛期 河道来水暴涨时往往伴随很多树木杂草等洪水冲积 物，这些冲积物极易堵塞拦污栅，影响发电进水， 甚至完全堵塞取水口，需要取水口工作人员协助加 强拦污栅清污及转运污物。

　　一个行之有效的处理办法是值守人员通知中控 室压低机组负荷甚至停机清污，减少拦污栅过流， 将拦污栅后水位蓄起来，待到栅前后水压平衡树木 杂草开始漂浮在栅前水中时，快速提起靠近拦污栅 的泄洪冲沙闸，将堵塞拦污栅的树木靠拦污栅后的 水反冲脱离拦污栅并随泄洪水流冲至下游; 对那些 特别大的树木还得用长竹竿套钉耙牵引至泄洪闸前 才能冲走。这是小型水电站取水枢纽工作人员在汛 期经常需要做的快速排除拦污栅堵塞的抢险工作， 有时一个晚上就这样不停地进行这种非常艰苦而危 险的工作。

　　一旦闸门顶部翻水，这些较大且浮在水 面上的树木会随水翻过闸门顶落在闸后，将闸门或 闸门 主 动 轮 顶 死，导致闸门启闭机根本提不动 闸门。 另外，在提闸时启闭机的运行工况，钢绳是否 跑槽、发生卡涩，闸门主动轮是否被卡死，闸门提 升下落到位时能否自动停止等则需要现场观察才能 决定下一步工作措施。如果遇到泥石流则需紧急关 闭取水口进水闸，防止泥石流进入隧洞，甚至进入 机组造成严重的事故和经济损失。

　　像这样方方面面的问题太多且完全没有规律 性，故一般水电站要慎用取水枢纽完全无人值守方式。即使采用了完全无人值守方式的电站也应在 6 ～ 8 月增加取水口现场值班人员，还要严格防汛纪 律，保证取水口人员值班一定在岗。另外，还要求 汛期一般情况的闸门操作均由闸首值班人员现场手 动操作，现场观察并通过听提升闸门时的声音来判 断启闭机运行工况和闸门操作运转情况。

　　为顺利达到闸门操作的安全性，所以取水口值 班人员应进行上岗培训，会观察水位、观察大坝、 观察河堤、护坦等水工、机械、电器设施; 会电源 倒闸操作; 会应急提闸; 会操作清污机紧急捞渣、 转运; 会根据水情判断发现紧急情况; 会电话报 警、求援，等等。可以说对汛期取水口值班人员的 要求还是很高的。

　　4 具体措施

　　同一小流域上下游电站、各电站单独泄洪均满 足要求，但流域内上下游之间电站必须在河长制框 架下，在汛期统一协调，推进实施联控联防机制， 方能保证流域内电站、企业、村镇和人员的整体 安全。 在一个流域内上下游相距很近的两座水电站又 都有拦河闸坝的情况下，这两座电站各自单独设计 水文、行洪论证可能均满足规范要求，但放到一个 近距离的小流域同一河段上问题就来了。

　　在同一近距离河段可能两座电站均遭遇同一场 强降雨，上游电站当河道来水达到设计洪水时按行 洪要求就可能随时提起多个闸门。若下游电站当时 也是高水位运行，当上游洪水汇入下游电站闸前 时，下游电站闸前是原有库水量与上游提闸泄洪洪 水叠加，肯定超出下游电站原设计防洪水量指标， 下游电站即使马上提闸也很难抵挡。如果再伴随发 生提闸电源中断、钢丝绳跑槽、机械金属结构卡阻 等情况，则危险就更大了。 对于这种上下游已经修建并投运的电站产生的 危险只能通过河长制由河道管理部门来协调。

　　本河段处于上游位置的熊猫电站有 1 孔冲沙 闸、4 孔泄洪闸，经计算，1. 5 h 即可把坝前库水 泄放完，但一般情况上游电站不允许满库同时提开 5 道闸门泄洪。各电站汛期坝前水位均只能运行于防汛水位，留出一点防汛库容来争取到半小时左右 应急处置时间。 本例可利用熊猫电站上级生态电站 ( 底格栏 栅取水) 观测生态电站下游 10 km 河段降雨情况， 及时将上游降雨及河道来水情况通报给熊猫电站中 控室值班长 ( 同理，在生态电站上游 10 km 处的 河边无人区设置太阳能雨情测报站，可使生态电站 提前 1 ～ 2 h 得到预警报告) 。

　　当熊猫电站值班长收 到上游生态电站降雨预警或者由当地安全部门发出 河道洪水的预警信号时，马上通过视频监控系统再 次检查取水口闸前运行水位是否为防汛水位。发现 水位偏差立即电话通知取水枢纽值班值守人员现场 手动提闸降低坝前水位，并要求闸首管理员现场操 作监视提闸过程，监视清污机拦污栅工作状况。

　　同 时，中控室通过视频系统监视现场提闸时启闭机、 闸门金属结构、闸门水工建筑及水位情况。 当取水枢纽提第 2 孔泄洪闸时，马上电话通知 下游电站中控室值班长，这里考虑提第一孔闸为正 常调水操作，不宜频繁示警故提第一道泄洪闸时不 需通知下游电站中控室。下游电站收到预警通知后 当班班长也按上述程序进行检查，调整下游电站闸 前水位。 当上下游电站提起泄洪闸 2 孔以上时，都立即 通知各电站汛期待命的巡河队出动。安排巡河队分 组分段巡视本厂取水枢纽至厂房尾水出口段河道行 洪安全; 需特别注意下游河道狭窄地段河岸、行 人、车辆安全。同理，下游电站在提第 2 道泄洪闸 时电话通知再下游渔子溪电站中控室。

　　5 发挥河长制优势

　　( 1) 通过河长制督促汛前各电站全面进行自 检自查，完成电站发、供电设施检修; 完成防雷系 统检验; 完成水工设施、闸坝机电设施检查维护; 完成防汛物资准备; 要求各电站做好各防汛预案，规定紧急事件发生的处置程序，明确各岗位职责， 规定紧急情况下的通讯联系方式。

　　( 2) 通过河长制要求各电站全站进行防汛动 员、防汛培训，特别针对班长和闸坝值守人员汛前 培训和应急处置预案强化培训演练考核; 要求汛期 各电站严格劳动纪律，强化人员管理，以临战状态 进入汛期，迎战每年最危险的七八月主汛期。

　　( 3) 通过河长制要求各电站在全流域进行广 泛的防汛宣传，加强对沿河两岸村民进行防汛指 导，通过深入村组会议、发布告、警示牌、宣传标 语等形式在各电站、各村组形成一种紧张、有序、 团结、和谐的防汛气氛。要对社会宣传告知提闸前 鸣放警报的原因，警报的几种不同声音代表不同的 “预警”、“正在泄洪”等工作情况; 要让沿河两岸 村镇人员熟悉这种电站汛期经常采用的示警方式，在实施时才不会引起混乱。还要告知周边老百姓汛 期若遇河道坍塌、水淹村庄、公路等紧急情况时的应急求救电话。

　　水利论文投稿刊物：《水电站设计》Design of Hydroelectric Power Station(季刊)1985年创刊，主要刊登我国大中型水电工程的设计、科研、监理等方面的论文和实际经验，内容涉及水电站设计的各个专业。以质量为立刊之本，编辑严谨，基本实现标准化、规范化，在水电界颇有影响。

　　( 4) 通过河长制强制实施流域电站间联控联 防机制，形成众多电站、沿河村组、地方河长、政 府多单位、多部门齐抓共管，联控联防。通过这种 联控联防后不再是一个个电站单打独斗，而是电站 内强化劳动纪律，强化技术保障，看好自己的门， 管好自己的人，办好自己的事。电站外全流域布 控，盯住流域上游区间降雨，盯住上游各河道来 水，盯住全部河道危岩险滩滑坡陡坎。前瞻性的抓 住大区域灾害性天气形成，小区域暴雨开始、降水 下河、形成洪水泥石流的过程，务求各电站闸前抢 得半小时预警和应急处置的宝贵时间，危险到来从 容应对，达到化险为夷的良好效果。

　　作者：李学明，余 米，余建军