大中型水闸安全运行管理现状及解决对策.pdf

施 工 安 全水上安全 2023 年 第 8 期178作者简介：付燕琴，女，本科，工程师，研究方向为水闸运行管理及农田灌溉。大中型水闸安全运行管理现状及解决对策付燕琴（张掖市黑河干流管理总站，甘肃张掖 734000）摘要：大中型水闸是维系河道交通运输、保护生态环境及防止洪涝灾害的重要设施，其安全运行管理关系到人民群众的生命财产安全，也肩负着维护国家利益的重大责任。然而当前大中型水闸的安全运行管理存在较多问题，外加各种自然因素和人为因素，导致了大中型水闸的安全风险加大。如何解决大中型水闸安全运行管理方面的问题，是当前形势下亟待解决的一个问题。基于此本文以实际的水闸工程为切入点，分析其运行现状并分析其原因，并给出了安全管理对策，以期为相关领域人员提供一定的参考。关键词：大中型水闸；安全运行；问题分析；解决对策0 引言为了进一步加强水闸安全管理，我们需要采取一系列的解决对策，例如加大水闸巡查和检测力度、完善水闸安全管理制度、加强水闸工程技术研发等。在未来的发展中，水闸安全运行管理将面临更多的挑战。我们需要不断探索和创新，积极推进水闸安全管理工作，为保障人民群众的生命财产安全和推进可持续发展做出更大的贡献。1 水闸项目概况黑河草滩庄水闸枢纽位于黑河莺落峡出山口下游10km 处，属国家大（2）型水闸，是修建在黑河干流上第一座拦河闸，其功能是抬高水位，满足东西总干渠正常灌溉引水，兼顾防洪和黑河水量调度。该工程于 1984 年动工，1987 年 6 月底建成，控制灌溉面积约 116 万亩，受益地区为张掖市甘州、临泽、高台县（区）的大满、盈科、上三、甘浚、西干、沙河、新华、骆驼城等灌区。枢纽工程由 14 孔泄洪闸、4 孔进水闸、东西土坝、跨河渡槽、公路桥等组成。其中泄洪闸为 14 孔，总宽 158.6m，净宽 140m，布置在坝轴线 0+276.75 到 0+435.35m 处，闸孔底高程 1620.5m，闸前正常蓄水位 1627.6m，校核单宽流量 34.9m3/s。每孔装有宽 10m，高 8.2m 的升卧式钢闸门，每扇闸门重 32.76t，启闭机室装有 14 台 230t 的卷扬式启闭机，控制泄洪闸宣泄洪水用。泄洪闸后采用短护坦加深齿墙组合式防冲消能，齿墙底部低于河床面约6.9m，是为防止下游冲刷过深，进而影响到跨河渡槽及泄洪闸的安全所设置的。2 当前水闸安全运行现状2.1 水闸防洪标准不足该水闸具有 6.97m 的高程，满足闸顶高程计算要求。左侧第一、二、三孔胸墙顶为 6.22m 高程，左右存在 0.6m 高度的开口，没有构成一个完整的封闭体系。并且浆砌块石门槽与闸门之间没有进行滑块的安装，并且有间隙存在，宽度大约为 1cm，接触面处具有较大的摩擦系数。如果遭受高水头作用，闸门受到的摩擦力会非常大，从而造成启闭机不具备足够启闭力的问题，闸门无法顺畅地运行，并且存在严重的磨损问题，从而造成漏水现象的发生1。另外，水闸左岸翼墙发现存在裂缝，并且裂缝处发生了一定程度的渗水，对翼墙的安全造成严重威胁。2.2 水闸供电设备陈旧对该水闸的运行管理工作进行调查发现，管理用房中并没有通过电网进行供电，而是通过自用柴油机来进行发电和供电。在管理房内存在三套发电设备，其中有一套设备已经处于废弃状态，无法正常运行。另外电力线路直接在墙体表面进行铺设，安全隐患较大，管理房内整体电力设备条件简陋，没有按照要求和标准进行有效的保护。在操作运行方面基本处于正常状态。另外，电气设备配置缺陷严重，没有按规定预埋接线，而是大多沿着地面和墙角进行铺设。施 工 安 全Maritime Safety 水上安全1792.3 水闸运行安全度不高在启闭机管理室内，立柱存在明显非结构裂缝，并且其他结构也有不同程度的裂缝存在，这对水闸机房的寿命产生严重威胁。同时该水闸的 4 孔闸底板的闸门结构、空口大小以及高程上均存在差异，导致水闸运行管理受到了多方面的不利影响。除此之外该水闸未设置专门用于观测性项目，例如地基反力、永久缝、墙后土压力等等，给水闸的安全运行埋下隐患。该水闸处于山区，时常面临暴雨威胁，具有水位高、洪峰量大的特点，并且洪水下泄时可能存在外海潮位顶托的问题，从而造成内涝问题。3 大中型水闸安全运行管理问题原因分析3.1 管理体系建设方面1）管理经费不足。经费来源主要依赖于政府投资。由于政府在财政支出上的压力较大，经常会将资金投入到其他领域，因此很难为水闸管理提供足够的经费支持。这种情况下，使得水闸的日常运行和管理变得困难，也带来了一定的安全隐患。2）管理人员技术力量薄弱。水闸的日常管理需要一定的专业知识和技能，如机电设备维护、自动化控制调试等。然而在一些地区，由于人才匮乏，对于水闸管理的技术人员的要求不高，导致很多水闸在运行维护上存在问题。这些问题可能会严重影响水闸的正常运行，甚至导致安全事故的发生。3）管理制度不完善。管理制度的不完善会导致管理的不规范和不透明。在一些地区，由于缺乏相关的法规和标准，导致水闸运行的管理体系不够完善，缺乏监管和责任追究机制，容易出现安全隐患。因此，建立完善的法规和标准是必要的，同时建立科学、合理有效的监管和责任追究机制，可以加强水闸管理的规范性和可操作性，从而提高水闸的安全运行水平。3.2 工程实体安全方面1）工程实体存在安全隐患，是当前水闸安全运行管理中的一大难点。在建设和维护过程中，由于施工工艺落后、设计不合理或是设备老化等原因，工程实体存在着许多潜在的安全隐患；例如水闸堤体抗冲击能力、堤岸排水能力不足，若在汛期过程中遇到强降雨或台风侵袭，易造成堤坝坍塌导致水灾事故。2）管理设施设备配备不足也是当前水闸安全运行管理中的一个突出问题。管理设备包括水位计、液压泵、水闸门、防渗排水系统等，难以实现对水闸的实时监测和及时控制；在部分偏远地区，由于交通不便、资金投入不足等原因，管理设施设备配备不足，导致安全隐患存在较高风险。3）未按期开展安全检测工作。水闸在长期使用过程中，经受着自然力和外界影响，如水草、泥沙、海洋生物等，都会对其顺畅运行产生影响。若未能及时发现和处理这些问题，将给水闸的安全运行造成严重的威胁。4 水闸运行中安全管理的有效措施4.1 加强落实检查观测工作通过有效的水闸观测和检查工作能够及时发现安全隐患，保障水闸安全运行。通常来说水闸运行的观测和检查工作分为三类：第一，经常性检查。这部分内容主要包括水闸系统中的观测设备、通信设备、机电设备、闸门结构以及河堤状况等。该部分可以每月检查一次，并详细记录检查结果，作为安全管理方案的依据。第二，定期检查。该部分通常是在汛期前后全方位检查水闸各关键部位，若发现有安全隐患存在要第一时间加以处理。若无法在汛期前解决隐患，要根据应急预案以及实际状况采取紧急措施，当结束汛期后对水闸系统中的各个设施进行全方位检查，并进行详细维护和保修。第三，特别检查。该部分主要是当水闸遭受特大灾害后进行的检查工作，例如洪水、地震等等，检查中要对设施状况进行详细记录，并在档案中记录在册3。4.2 加强日常管理维护工作4.2.1要加强人员培训对于水闸的维护工作人员，必须熟悉水闸的构造、原理和操作规程，了解各种设备的性能和使用方法，及时排除设备故障。同时，还要增强水闸维护人员的安全意识和应急处理能力，使其能够在遇到紧急情况时做出正确的决策和处理。4.2.2要加强日常巡查水闸维护人员要按照规定的时间、路线和内容进行巡查，发现问题要及时上报，及时处理。特别是在雨季、涨水期等气候条件较为恶劣的时候，需要增加巡查频率，确保水闸的安全运行。4.2.3要加强设备检修水闸设备的检修是保证水闸正常运行的关键。要根据设备使用情况和维护记录，制定检修计划，并按计划进行检修，及时更换损坏设备和零部件，确保设备的正常运转。4.2.4要加强日常维护1）在进水闸闸门运行控制方面：东、西总干渠进水闸均为两孔，应分节启闭，闸门运行时，东、西总干渠各进水闸孔开度应分别相同。应避免低水头大开度运行。渠道水量严禁猛增施 工 安 全水上安全 2023 年 第 8 期180猛减，避免冲毁渠道。具体要求为每十分钟增减量不大于 3m3/s。冬季停水时设法清理干净闸底的淤积泥沙，将闸门放到闸底上（以钢丝绳不受力为准）。2）在泄洪闸闸门运行控制方面：开启泄洪闸时应观察有无阻碍行洪的阻碍物。泄洪时，避免人为洪峰的形成。闸门要对称均匀开启，小水时开启中间闸门，以减小横向环流的长度及流速。在河道流量小于 600m3/s时，采取对称间隔均匀开启方式；大于 600m3/s，采取均匀全部开启的方式。利用泄洪闸冲砂时，根据淤积情况、水流情况确定闸门开启方式启用泄洪闸泄水冲砂。闸门启闭后，应观察闸前闸后水流态，有无涡流游、漩流、折冲水流、横向环流等严重影响工程建筑物的水流，发现后及时上报并做好记录，有工程技术人员研究确定闸门开启方式。4.2.5要加强数据管理对于水闸的各项数据进行详细和准确地记录和管理，包括机组运行情况、电气设备运行状况、液压系统工作情况等，建立可靠的数据分析系统，对于历史数据进行归档，并进行汇总分析，以便对水闸的运行情况进行评估和调整。4.2.6要加强安全防范水闸是一项非常危险的工程，特别是在涨水期和故障维修时更要重视安全问题。必须加强安全培训，制定安全责任制度，落实人员安全防护措施，增强工作人员的安全意识。4.3 应用现代技术健全自动化监控体系1）需要进行水闸现场设备的升级。随着现代化技术的发展，水闸的监测设备、控制设备等应用了越来越多的智能化技术，以提高设备的准确性和稳定性。因此，对水闸的设备进行升级和改造，引入更加先进的传感器、执行机构和控制系统，将其与计算机系统进行连接，形成一个完整的控制平台，从而实现更加精准和灵活的监测和控制4。2）需要运用数据分析和人工智能技术。通过大数据统计和分析，可以实时监测水闸的各项技术参数，包括水位、流量、水压等，及时发现异常，进行处理。同时，还可以使用人工智能技术，在水闸运行过程中快速、自动化地分析数据，预测性地诊断问题，减少人的干预，提高运行效率。3）需要建立完善的监测体系。这个体系应该包括从现场传感器采集数据和网络传输到中心控制室的过程，以及中心控制室对这些数据进行处理、分析和反馈的过程。同时，在这个体系中应该进行数据备份和恢复，以避免数据丢失或损坏。此外，还应该配备足够的技术人员进行日常监测和维护工作。4.4 提高水闸修理作业力度1）加强对水闸设备的日常检查和维护，及时发现问题并进行修复，防止小问题演化成大故障，影响水闸的正常运行。同时，还要注意对关键部位进行巡视，做到心中有数，及时发现隐患并及时修复。2）提高水闸维修人员的技能水平，不断增强他们的维修技能和应急处置能力。可以组织定期的培训和考核，推动专业技能的提升，提高水闸维修人员的整体素质和工作效率，确保水闸维修作业的顺利进行。再次加强常备库存物资的管理，及时补充备品备件，确保水闸维修过程中所需的物资能够得到及时供应。3）还可以建立健全的物资管理制度，加强物资的保管和使用管理，确保物资的正常使用和消耗。4）要严格执行水闸修理作业方案，按照程序开展维修工作，并及时向上级汇报修理情况，以保证修理工作的透明和规范化。同时，还要加强对维修过程的监督和管理，确保维修质量和安全，做到维修工作标准化、流程化。5 结束语近年来，水闸安全运行管理问题引起了社会的广泛关注。虽然地方水行政主管部门和流域管理机构已经采取了一系列措施，如加强安全法规的制定、修订和执行、推进水利工程标准化管理、完善水利安全监管机制等，但水闸安全运行仍存在诸多问题，如管理不到位、巡查不及时、设施老化、基础保障不够等。为了解决这些问题，我们应该采取更加有力地对策。首先，有必要进一步加强管理监管，完善相关法规和标准，严格落实监管责任。其次，加强科技创新，应用智能化技术和传感器等设备，提高设施运行的自动化程度。同时，要加强员工培训和管理，增强员工水平和意识，有效预防和应对突发事件。最后，加强社会宣传，提高公众对水利安全的认识和重视度，形成全社会共同推进水利安全保障的良好氛围。6 参考文献1 水利部.中国水利年鉴 M.北京:中国水利水电出版社,2018.2 廖大榜.水库大坝灌浆施工技术及其防渗加固策略 J.工程技术研究,2019,4(22):91-92.3 孔令清.水闸规范化管理中的难点与思路 J.江淮水利科技,2020(1):12-13.4 虞慧,胡强,熊威,等.江西省大中型水闸安全评价中防洪能力复核方法探讨 J.水利技术监督,2022(8):109-113.