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水利工程运行期安全管理现状与加强措施

时间:2020-08-01 来源:内蒙古水利 本文字数:4456字
作者:许敏龙 单位:无锡市太湖闸站工程管理处

  摘    要: 文章结合国家、行业现行规章规程和实际工程运行期的安全管理措施,分析了水利工程安全管理研究现状并指出其中存在的安全问题,并提出了水利工程运行期安全管理的主要解决方案以供参考。

  关键词: 安全管理; 风险意识; 专业技能; 安全监测; 运行管理;

  1、 研究背景

  水库大坝作为水利枢纽工程中最为重要的水工建筑物,其安全与否将直接影响到整个水利工程的安全性态和效益发挥。截止2018年底,我国已建各类水库98 822座,水库总库容8 953亿m3,其中,大型水库736座,中型水库3 954座,小型水库94 132座,这些水库大坝工程在农业灌溉、防洪抗旱、水源配置、水力发电、城市供水、水土保持、生态环境保护等方面发挥了巨大效益。

  水库大坝安全问题影响因素繁多,一方面,开发建设的水库大坝在设计、施工、运行、维护、管理等方面的技术要求越来越高,所面临的地形、地质、水文等工程条件越来越复杂,影响水库大坝建设与运行安全的外在条件存在更大的不确定性;另一方面,在20世纪50~70年代建成的一大批水库大坝,受当时经济条件落后、技术水平低下、施工质量不高等因素影响,其中病险工程大约占39%,其安全隐患十分突出。伴随着我国经济社会和科技水平的迅速发展,创新的施工理念、管理技术、理论研究等和先进的施工机械、施工工艺、FEA(Finite Element Analysis)技术、BIM(Building Information Modeling)技术等在水利工程建设当中的成功应用,促使我国水利工程设计、施工水平已经达到了世界领先水平,但大部分水利工程运行期安全管理水平不高,致使其已成为水利工作的薄弱环节,同时也成为传统水利向现代水利、可持续水利转变的一大障碍。因此,如何加强水利工程运行期安全管理,提高安全意识、提高人员技术、完善安全监测、加强运行维护,预防和减少安全生产事故,保障人民生命财产安全,促进我国经济发展,是目前水利工程安全领域重要的研究方向之一。

  2 、研究进展及现状

  2.1、 安全意识

  “安全第一,预防为主”是安全管理的基本方针。水利工程运行期的安全隐患隐藏于日常运行工作的方方面面,相关研究表明,其中,90%的事故是人为因素造成的,10%是技术水平低造成的。由此可见,工作人员对水利工程安全意识淡薄,不重视效益,忽视安全,导致安全隐患多,抗灾能力差。虽然现在大部分的水利工程安全管理机构健全,但在实际工作中的“三违”(“违章指挥”、“违章操作”和“违反劳动纪律”)依旧存在,部分工作人员安全意识薄弱。比如,在日常巡视检查过程中,工作人员未严格按照水行政主管部门颁布的《混凝土坝安全监测技术规范》SL601-2013、《土石坝安全监测技术规范》SL 551-2012等规章中的规定执行日常的巡视检测项目、次数,同时部分工作人员在巡视检查的过程中走马观花,做不到细致入微,最终很难发现坝体危害性裂缝、沉降、坝肩渗漏等隐患。工作人员在水电站工作区域内不佩戴安全帽、为了节省时间而随意修改运行监测结果数据,对于过程中出现的异常现象不予记录分析,捏造一些所谓的“正常数据”,为后续运行工作埋下重大安全隐患。泄洪设施管理不当,泄洪设施在非汛期一般较长时间弃置不用,工作人员可能会疏于对其进行管理,造成垃圾或者废弃物堆积于工程范围之内,当洪水发生时,会对水库大坝的行洪造成严重影响,更有甚者会对库区周边人民的生命财产造成严重威胁等。这些安全隐患在初期本可以采取必要的安全措施降低其对于坝体结构的影响,但在后期导致安全事故发生时就很难再去采取相应的措施去弥补,最终导致巨大的措施成本,更有甚者对于水库大坝产生严重的危害,造成洪水漫顶、溃坝等重大生产运行安全事故。
 

水利工程运行期安全管理现状与加强措施
 

  2.2、 技术力量

  2.2.1、 专业技术人员不足

  专业技术人才作为保障水利工程安全运行的关键,如何确保水利工程管理部门专业人才充足是进行安全管理的基石。由于水利工程的特殊性,大部分水库大坝处于偏远山区,交通不便,这为水利工程管理部门进行专业人才招聘提供了巨大的障碍,机构存在发展不均衡现象,年龄层次也未形成阶梯式发展,相关领域的新思想、新理论、新方法不能及时地得到补充,这也使部分工程与现代化、信息化、智能化的水利工程安全管理目标差距愈加显着。比如虽然大部分中小型水库已经实现了安全监测信息化,在实际运行当中采用大坝安全监测自动化管理信息系统实现大坝安全监测信息化,但部分水利工程管理单位并未配备相应的资料分析人员,致使监测信息长期处于静置状态,不能及时获取其中蕴含的工程价值。

  2.2.2、 专业能力层次不高

  专业能力的层次直接影响到水利工程日常运行生产中排查安全隐患、应对突发异常、解决安全事故等问题的处理能力,是确保水利工程安全稳定的理论、技术支撑。虽然目前大部分水利工程管理单位都配备了一定数量的专业技术人员,但由于近年来水利工程领域相关技术的迅速发展,致使部分水利工程管理单位工作人员相关领域专业能力层次不高,不能及时解决水利工程运行当中的专业问题。比如部分水利工程的工作人员对于自己所管理的水工的结构、性能、使用方法等了解较少,当运行过程中出现突发异常情况时,不能及时处理;再如监测数据是水库大坝运行性态最直观的反映,通过对监测数据的分析可以快速掌握大坝运行安全性态,但目前部分水利工程的工作人员都不具备这方面的能力。

  2.3 、安全监测

  2.3.1 、安全监测技术发展不平衡

  我国大坝安全监测信息管理的发展速度较西方国家相对较快,但也存在发展不平衡的问题,主要表现在两个方面:一是多数大坝建立了安全自动监测系统,甚至一些大型大坝也积极引进和发展人工智能,但由于管理条件不成熟、不完善,大坝安全监测信息管理长期处于相对落后的阶段。二是把大部分工作放在大坝施工技术研究方面,这使得大坝安全监测技术和管理的研究和开发相对滞后。

  2.3.2、 巡视检查不规范

  大坝巡检是随着大坝作为建筑物的出现而被人们广泛使用的一种手段。它对保证大坝的安全运行起着重要的作用,特别是在坝高和库容规模不断扩大的现代社会,大坝检测的重要性不容忽视。国外相关研究数据表明:大约70%的大坝老化现象和异常现象是由专业的技术人员通过现场检查而发现的,这充分地说明了大坝巡检在保障大坝安全运行中发挥的重要作用。为了保证大坝安全运行,在我国现行的大坝监测技术规范中明确规定:大坝巡视检查在重要性上与仪器监测相同,同时注重日常、年度和专项检查等各方面的相关要求。目前,许多水电站正按照上述规定和要求,积极开展大坝安全监测工作,但不可否认的是,忽视甚至轻视大坝巡检工作,巡检工作不规范的现象,还相当普遍。比如在对于土石坝进行巡视检查的过程中,由于工作人员疏忽,出现检查态度散漫、检查频率较低、检查项目遗漏等,造成危害性裂缝、渗漏等忽视,最终导致险情持续发展,造成重大工程事故。

  2.3.3 、安全监测信息缺失

  虽然很多中小型水库都完成了水库大坝安全监测信息化,安装了大坝安全监测信息管理系统,但一方面由于安全监测方面专业人员匮乏,同时缺少行之有效的管理措施,致使很多监测设施在后期运行的过程中出现故障、损坏,不再发挥自动监测功能,造成数据缺失。另一方面虽然通过仪器监测获取到的监测数据虽为大坝实际结构响应,但由于工作人员的计算失误而造成安全监测信息失真,更有部分工作人员存在数据捏造现象,最终通过对于监测信息进行分析无法获取大坝的真实安全性态。

  2.3.4 、安全监测信息分析效率低

  目前很多中小型水库都完成了水库大坝安全监测信息化,通过自动化检测系统和人工监测相结合的方法可以获取大量的水利工程运行监测信息,这些监测信息当中蕴含着重要的安全性态信息,但大部分水利工程管理单位获取的监测信息均处于静置状态,没有及时、充分地发挥其工程价值。根据国家现行规范,大坝安全监测资料只有在大坝安全定检、大坝安全鉴定等工作中才可以进行详细的分析,但无论是大坝安全定检工作还是大坝安全鉴定工作,其在竣工验收后5年内进行,后期也是每隔5~10年才可以进行一次,且规定一般最早不能超过3年,除非运行过程遭遇特大洪水、强烈地震、工程发生重大事故或出现影响安全的异常状况后,才可针对于此展开安全鉴定工作。同时部分中小型水库专业技术力量薄弱,不能够承担起大坝安全监测资料分析任务。因此现在部分中小型水利工程主管部门安全监测信息分析效率不高,不能够及时察觉监测信息中反映的结构异常状况,更不能探明其异常原因,同时也不能根据安全监测信息及时了解结构的安全运行性态。

  2.4 、维修养护

  国家在水利工程规划、设计、施工、运行过程中投入了大量的资金、人员和物资,如果不重视水利工程设施的后期维护,将会浪费大量的资金,威胁人们的正常生活和生产用水,严重时会导致溃坝,造成财产损失和生命安全威胁。

  在20世纪50~70年代建成的一大批水库大坝,受当时经济条件落后、技术水平低下、施工质量不高等因素影响,其中病险工程大约占39%,其安全隐患十分突出,长期运行难免会产生问题,这就需要对工程设施进行及时维护。但是,工程中存在的缺陷不能满足当前水利工程技术的发展需要,大大增加了水利工程的维修难度,不能保证工程维修质量。目前,我国水利工程的养护过程仍然是通过国家财政拨款的方式进行的,但养护资金的拨付存在诸多问题,资金不到位或挪用于其他生产活动中。水利工程的养护责任由当地单位承担,但地方单位缺乏资金和管辖权,将大大降低维修人员的积极性和应有的责任感。许多水利工程近年来积极运用先进的水利工程运行管理新技术,比如人工智能(Artificial Intelligence,AI)、地理信息系统(Geographic Information System,GIS)、实时动态测量(Real-time kinematic,RTK)、分布式虚拟再现(Distributed Virtual Reality,DVR)等技术的成功应用,初期应用时极大地提高工作质量和效率,伴随着在水利工程运行维护中,由于严重缺乏相应的运行维护技术标准,工作人员无法保证这些先进设备的后期维护的科学性、专业性和系统性,后期部分设备出现故障,停止使用。先进设备运行管理的不当不仅造成了管理成本投资的浪费,同时也会对水利工程效益发挥造成严重影响。

  3、 存在问题及对策

  (1)工作人员安全意识淡薄。对此水利工程管理部门在后期运行管理过程中应当做到:定期开展安全培训教育、加强安全意识宣传教育、加强安全生产监督管理、提高员工文化、专业素质等。

  (2)专业技术力量薄弱。对此水利工程管理部门在后期运行管理过程中应当做到:加强技能培训和教育、加强专业领域技术交流、积极引进先进专业人才、健全人才管理体制和激励机制、搭建新技术学习平台等。

  (3)安全监测信息不完整。对此水利工程管理部门在后期运行管理过程中应当做到:完善水利工程安全监测信息化建设、健全安全监测技术管理制度、提高监测异常信息的及时处理能力、提高监测信息的全面分析能力等。

  (4)维修养护不到位。对此水利工程管理部门在后期运行管理过程中应当做到:提高专业技术人员的职业认同感、加强技能培训和教育、积极引进先进设备配套的专业人才等。

  参考文献

  [1] 李宗坤,葛巍,王娟,李巍.中国大坝安全管理与风险管理的战略思考[J].水科学进展,2015,26(04):589-595
  [2] 吴中如.老坝病变和机理探讨[J].中国水利,2000,(09):55-57

  原文出处:许敏龙.水利工程运行期安全管理研究进展[J].内蒙古水利,2020(07):54-56.
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