流域梯级水电站“无人值班、少人值守”大坝安全管理模式探索

张晓星

（云南华电金沙江中游水电开发有限公司梨园发电分公司，云南丽江，674122）

0 引言

随着我国各大流域的陆续开发，大量梯级水电站由建设阶段进入运行阶段，其中包含一系列世界级的高坝大库，伴随而来的大坝安全管理风险和压力也越来越大。此外，近年来随着通讯和计算机监控技术的进步和成熟，基于集控运行的“无人值班、少人值守”梯级水电站发电运行管理模式在各大流域逐步推行，如何既顺应当前发展形势，又创新和提升大坝安全管理水平，成为当前需要深入探索的管理课题。笔者对国内几个流域大坝安全管理模式进行了认真研究和总结，并结合“无人值班、少人值守”相关要求，探索性提出流域集中管理模式，为电站管理模式的调整提供一定思路。

1 流域梯级水电站“无人值班、少人值守”运行管理模式

传统的流域梯级水电站运行管理模式为各个电站多人值班，存在生产人员分散、生产成本提升、人力资源利用率较低等缺点，加之大部分水电站地处偏远，员工无法很好地兼顾工作和家庭，员工流失现象也较为严重。基于以上诸多问题，大部分流域公司相继设立了集控中心（或梯调中心），依托集控中心信息化系统建设及大数据应用，对流域各个梯级电站进行集中监控。在该模式下，各个水电站的管理模式也进行了相应改革，原来的运行值班职能逐步转移至集控中心，由集控中心实现“四全五遥”功能（全采、全送、全监、全控；遥控、遥调、遥信、遥测、遥视），履行电站运行值班业务职能。电站现场只安排少数值守人员配合集控值班人员履行两票管理、方式安排、应急处置等值班业务，巡检、操作、定期工作等运行业务可由少量电站运行ONCALL人员负责。

“无人值班、少人值守”运行管理模式的实施可以在很大程度上优化原有人力资源配置，使水电站大部分运行人员从24 h倒班中解脱出来，改善一线生产人员的工作和生活环境，提高电站生产人员的幸福感，吸引并留住优秀人才。但目前该模式较多应用于电站的发电运行，大坝安全管理则更多地依赖于单个电站独自开展。

2 传统的大坝安全管理模式对比分析

传统的水电站大坝安全管理主要立足于单个电站现场独自开展，一般有以下几种管理模式：

（1）独立开展模式。水电站配备大坝安全管理人员，独立负责大坝巡视检查、安全监测、维护消缺和监测自动化系统运行维护等相关工作。

优点：所有技术工作均由内部员工负责，可以培养电站自己的专业技术队伍，并将核心技能掌握在员工自己手中，资料和相关工作的开展都具有很好的延续性。

缺点：需要设立专业管理及监测队伍，人力成本增加，而且由于大坝监测工作具有一定的阶段性，部分监测人员将在部分时段处于闲置状态，人力资源利用率不高。

（2）劳务用工模式。电站招聘一定数量的劳务用工，并将简单重复性的劳动交由劳务用工开展，内部员工只负责技术指导、资料分析整编和报告编制等技术性工作。劳务用工接受电站的统一安排管理，在监测工作空闲的时候，参与电站的其他工作。与独立开展模式相似，都属于内部管理模式。

优点：相较独立开展模式更为灵活，通过劳务用工减少内部人员编制，一定程度上减少了电站人员编制，人员使用也更为灵活，可以提高人力资源利用率，节约人力成本。

缺点：受限于各个单位劳务用工定额限制，未必能够满足人员需求。

（3）外单位委托模式。大部分新型水电站人员配备较为精简，大坝监测工作委托有资质的外单位开展，本单位只配备少量技术管理人员，负责日常巡视、技术监督管理和组织消缺等工作。

优点：公司内部只需配置较少技术管理人员，满足新型水电站人员配置较为精简的要求，节约人力资源成本。

缺点：外委队伍的选取一般采用公开招标方式，导致监测队伍经常更换，一定程度上造成技术资料及现场工作开展的不延续性，而且新入场单位还需要花费大量时间熟悉现场，加上外委人员专业技术能力参差不齐、责任心不够等问题，势必造成监测成果质量的下降。

3 流域大坝安全管理模式探索

综合考虑传统大坝安全管理模式的优缺点，并对大渡河、雅砻江、清江、黄河上游、澜沧江等国内流域的经验做法进行研究和总结，探索性提出流域集中管理模式，具体思路如下。

3.1 组织机构

设置流域水库及大坝安全管理中心（以下简称“库坝中心”[2]），对流域所属各个水电站水库及大坝安全实行集中统一管理，各个电站只保留较少值守人员，具体负责水工建筑物日常巡视检查和检修维护等工作的现场组织实施，并配合库坝中心开展大坝安全监测及系统维护消缺。

库坝中心作为流域公司的二级管理机构，定位类似于集控中心，可设置综合科、监测科、自动化科等，也可与已有集控中心合并，并将监测科、自动化科与集控中心原有科室进行并列，综合科与原有科室进行合并设置。综合科具体负责库坝中心的综合事务、文件管理以及党建政工等工作；监测科主要负责各个水电站现场监测、数据整编分析、监测报告编制和数据报送发布等；自动化科主要负责信息平台、自动化设备和通讯系统的运行维护等[3]。

3.2 职能划分

流域库坝中心成立后，将承担流域各个梯级水电站水库及大坝安全管理和监测职能，对接各个电站的水工水库部门，电站水工水库部门作为库坝中心在各个电站相应职能的扩展和延伸。

3.2.1 库坝中心职能

（1）现场监测，包含月报监测、年报监测和年度基准网复测等。

（2）监测资料分析整编、各类监测报告编制、监测数据报送发布等。

（3）安全监测自动化系统及数据云平台运行维护。

（4）流域大坝安全管理年度目标任务的制定下发、水工建筑物及泄洪设备设施年度检修消缺计划及安全管理总结编制等。

（5）对梯级水电站现场管理情况进行水工技术监督，组织开展大坝年度详查及大坝定检等工作，保证电站各项工作及时规范开展。

3.2.2 水电站职能

（1）水工建筑物日常巡视检查，编制日常巡视检查报告上报库坝中心，由库坝中心组织技术人员联合电站现场对发现的异常情况进行综合分析，必要时组织监测人员进行检查和复测。

（2）组织施工单位开展水工建筑物现场维护消缺工作。

（3）开展防洪度汛和泄洪设备设施的检修维护工作。

（4）开展水电站现场监测设备及自动化系统的运行和维护工作。

3.3 人员设置

通过流域集中管理模式，可对流域各电站的技术人员进行统一管理，成立现场安全监测、资料分析整编、自动化系统运行维护三支专业队伍[4]。

（1）现场安全监测队伍需轮流到各电站开展现场安全监测，队伍数量可根据规范要求的监测频次和电站数量进行综合考虑。

（2）资料分析整编队伍可在库坝中心后方办工，对现场安全监测人员的测量数据和自动化监测系统采集的数据进行分析整编和数据报送等工作。

（3）监测自动化系统运行维护队伍负责对库坝中心信息平台设备设施进行升级维护，并配合现场运行维护人员对电站的监测自动化系统和通讯系统进行升级维护。

3.4 制度建设

在流域库坝中心层面，制定适用于整个流域梯级大坝安全管理的制度、标准和规程，实现整个流域大坝安全的统筹管理，统一管理制度和作业规程；在各个电站层面，综合考虑坝型、装机、泄洪方式等方面的差异，制定作业指导书，体现差别性。

（1）相关制度建设。如通过制定《流域大坝安全管理制度》明确库坝中心与各水电站在大坝安全管理方面的组织机构设置、职能划分和工作开展方式等。

（2）技术标准建设。如通过制定《流域水工建筑物巡视检查标准》明确日常巡视检查、大坝年度详查、大坝定期检查、特种检查等工作的技术要求、开展方式等。

（3）规程建设。如通过制定《流域大坝安全监测规程》规定监测作业方法、监测频次及质量要求；通过制定《流域监测自动化运行维护规程》规定大坝安全监测自动化系统的运行和维护方法等。

3.5 统一信息平台建设

实现流域大坝安全集中管理，需在库坝中心建立流域统一信息平台，依托该平台将各个电站的相关信息进行集成和共享。统一信息平台不仅应集成各水电站自动监测数据和巡视检查资料，还应接入流域水情信息、地震台网监测数据、气象观测数据等信息，最终形成流域大坝安全管理综合数据库。依托该数据库进一步开发报表系统、图形系统、三维展示系统、人工数据录入系统等基础子系统，还可进一步依托大数据、云平台、人工智能等高新技术开发智能巡检系统、智能数据分析和诊断系统等高级应用子系统，最终实现流域大坝安全管理的自动化、信息化和智慧化[5]。流域大坝安全统一信息管理平台建设可大致分为以下三个阶段：

（1）完成对各个梯级水电站安全监测仪器的自动化改造，实现监测数据的自动采集、自动传输和自动存储。

（2）在实现自动化改造的基础上进行信息化建设，将各个电站的所有监测自动化系统（如内观监测自动化系统、GNSS 监测自动化系统、监测机器人自动化系统、强震自动监测系统等）进行集成，建成库坝中心统一信息平台，实现数据的集中存储和管理。

（3）在实现自动化和信息化的基础上，依托大数据、云平台、人工智能等高新技术开展智慧化建设，实现监测数据的自动分析、自动处理、超限检查、智能预警等功能，从而提升数据分析处理和风险预警的及时性和准备性，为后续的大坝安全管理决策提供必要的依据。

3.6 新兴技术应用

（1）无人机监测[6]。近年来，无人机监测技术广泛应用于地形测绘、安全监测、边坡检查、地灾预警等大坝安全管理领域。通过该技术可方便到达作业人员无法到达或极度危险的区域（如边坡顶部、临崖、水上等），且成像迅速，通过后期处理可生成三维模型，变形对比方便准确。

（2）测量机器人。测量机器人又称自动全站仪，是一种集自动目标识别、自动照准、自动测角与测距、自动目标跟踪、自动记录于一体的测量平台，可用于大坝及边坡外观变形自动化监测，并可根据需要非常方便地加密观测。

（3）全球卫星导航系统。全球卫星导航系统（GNSS）是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候三维坐标、速度和时间信息的空基无线电导航定位系统。目前广泛应用于大坝、边坡和库区滑坡体变形监测。

（4）智能巡检系统[7]。针对水工建筑物特点，以物联网、大数据、人工智能等高新技术为基本手段，开发集信息化、智能化于一体的智能巡检系统，以达到水工巡检周期规范化、巡检任务标准化、巡检数据分析智能化的效果。

4 结语

参考当前流域梯级水电站集控运行和“无人值班、少人值守”发电运行模式，综合分析传统大坝安全管理模式的优缺点，对国内部分流域的经验做法进行研究和总结，探索性提出流域集中管理模式，并对该模式下的组织机构、职能划分、人员设置等方面进行了简要阐述。通过实施该模式可有效规避传统管理模式的不足，提升人力资源利用率，并有助于形成流域统一标准，方便电站之间的数据对比分析，及时总结规律、发现隐患，提升安全监测水平和成果质量，进而提升流域大坝安全管理水平。

通过对大坝安全管理模式的不断调整和改进，可以更加有效地组织人才和资金，促进大数据、物联网、人工智能、无人机、云平台[8]等高新技术的应用。相信通过整个行业的共同努力，大坝安全管理这一领域在技术和管理上都将取得大幅提升，国内流域大坝安全管理水平也将逐步跻身世界领先行列。■