導(dǎo)航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 電力安全論文>>正文

農(nóng)村水電站安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與保障技術(shù)

文檔作者：徐錦才董大富金華頻舒靜蔡新文檔來(lái)源：水利部農(nóng)村電氣化研究所河海大學(xué)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年11月13日
下載地址：點(diǎn)擊這里	文件大?。?252.42 KB 共3頁(yè)	文檔格式： PDF	下載點(diǎn)數(shù)： 1 點(diǎn)（VIP免費(fèi)）

全屏查看

內(nèi)容預(yù)覽 [文件共3頁(yè)]

本文件共3頁(yè)，如需編輯使用，請(qǐng)下載。

注：預(yù)覽效果可能會(huì)出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內(nèi)容顯示不全等問(wèn)題，下載是正常的。

	文件大小：252.42 KB 共3頁(yè) 文件格式：PDF 下載點(diǎn)數(shù)：1 點(diǎn)（VIP會(huì)員免費(fèi)）

下一篇：小型水電站安全管理模式研究

上一篇：桐子林水電站地下連續(xù)墻安全監(jiān)測(cè)

文本預(yù)覽

僅提取頁(yè)面文字內(nèi)容，供快速閱讀使用。

第二屆“中國(guó)小水電論壇”論文專(zhuān)輯 SMALL HYDRO POWER 2011No6，Tota／No162
農(nóng)村水電站安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與保障技術(shù)
徐錦才董大富 金華頻舒靜(水利部農(nóng)村電氣化研究所浙江杭州 310012)
蔡新(河海大學(xué) 江蘇南京210098)
【摘要】在對(duì)我國(guó)農(nóng)村水電站安全現(xiàn)狀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和檢測(cè)的基礎(chǔ)上，分析研究我國(guó)農(nóng)村水電站安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，
通過(guò)分析農(nóng)村水電站致災(zāi)后果風(fēng)險(xiǎn)和提出相應(yīng)的安全保障措施，可以減少或避免農(nóng)村水電站重大安全事故的發(fā)生，提升我
國(guó)農(nóng)村水電站安全管理水平和促進(jìn)行業(yè)科技進(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】農(nóng)村水電站安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估保障技術(shù)
0 引言
根據(jù)對(duì)浙江、福建、湖南、陜西、四川和貴州
等省份農(nóng)村水電安全現(xiàn)狀調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，老電站
主要存在如下問(wèn)題：
1)受當(dāng)時(shí)技術(shù)和管理水平的制約，工程設(shè)計(jì)
標(biāo)準(zhǔn)偏低，施工質(zhì)量不高，加之多年運(yùn)行，壩體滲
水、引水渠失修、壓力管道老化銹蝕、廠房及附屬
設(shè)施防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低等現(xiàn)象嚴(yán)重。 ．
2)普遍存在技術(shù)落后、設(shè)備老化和效率低等
問(wèn)題，大部分電站存在安全隱患。
3)部分電站業(yè)主單純追求經(jīng)濟(jì)利益，重電站
發(fā)電量，輕安全生產(chǎn)。
為此，需要通過(guò)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，找出農(nóng)村水電
潛在的危險(xiǎn)因素，分析引起系統(tǒng)災(zāi)害的工程技術(shù)狀
況，提出降低危險(xiǎn)性的措施。
1 農(nóng)村水電的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法 ‘
綜合分析評(píng)定農(nóng)村水電站的安全風(fēng)險(xiǎn)因子、致
災(zāi)后果(損失)影響因子，建立群水電站風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)
排序計(jì)算方法，可用以區(qū)別輕重緩急，優(yōu)先安排風(fēng)
險(xiǎn)大的農(nóng)村水電站進(jìn)行更新改造，科學(xué)合理地安排
收稿日期：2011—09—22
基金項(xiàng)目：水利部公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)目(200801019)；
2010年科研院所技術(shù)開(kāi)發(fā)研究專(zhuān)項(xiàng)資金項(xiàng)目
(2010EG136295)。
作者簡(jiǎn)介：徐錦才(1969一)，男，教授級(jí)高級(jí)工程師，水
利部農(nóng)村電氣化研究所副所長(zhǎng)。
Email：jcxu@hrcshp．org
· 50 ·
計(jì)劃 為決策者提供科學(xué)合理的安全保障措施實(shí)施
依據(jù)。
1．1 農(nóng)村水電站的安全評(píng)價(jià)
由于農(nóng)村水電站是一個(gè)外延不太明確而內(nèi)涵豐
富的概念，其安全“正?！迸c否，是一個(gè)模糊的概
念，其評(píng)價(jià)指標(biāo)的“安全”與“基本安全”、“基本
安全”與“不安全”等之間，在質(zhì)上沒(méi)有十分嚴(yán)格
的定義，在量上也沒(méi)有一個(gè)明確的界限，它們之間
實(shí)際上存在著一個(gè)模糊漸變過(guò)程。水電站整體安全
評(píng)價(jià)涉及的因素也比較復(fù)雜，這些因素自身表現(xiàn)為
隨機(jī)性，與健康狀態(tài)的關(guān)系又表現(xiàn)為模糊性。對(duì)農(nóng)
村水電站安全性這樣一個(gè)模糊的概念進(jìn)行綜合評(píng)
價(jià)，用傳統(tǒng)的經(jīng)典數(shù)學(xué)是十分困難的。模糊數(shù)學(xué)理
論作為處理事物模糊性問(wèn)題的一種有效工具和重要
手段，將其應(yīng)用到農(nóng)村水電站安全評(píng)價(jià)中來(lái)是合理
的、可行的。
農(nóng)村水電站整體性安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)可看作為泄洪
體系與發(fā)電體系的并聯(lián)，且發(fā)電體系中各項(xiàng)子系統(tǒng)
又為串聯(lián)。水電站系統(tǒng)如下所示：
擋水壩==>
發(fā)電系統(tǒng)
有壓式：
無(wú)壓式：
進(jìn)水口一壓力隧洞一調(diào)壓室
一壓力管道一廠房一開(kāi)關(guān)站
一尾水渠
進(jìn)水口一沉砂池一引水渠一
Et調(diào)節(jié)池一壓力池一壓力管
道一廠房一開(kāi)關(guān)站一泄水道
L泄洪系統(tǒng)一下游保護(hù)對(duì)象
假設(shè)水電站包含 個(gè)建筑物，參照前文所述
不同建筑物評(píng)價(jià)方法按照水電站的功用，得出各個(gè)
建筑物的權(quán)重為W= [W1，w2，?，wm]，通過(guò)水
小水電2011年第6期(總第162期) 第二屆“中國(guó)小水電論壇”論文專(zhuān)輯
電站單個(gè)建筑物安全評(píng)價(jià)，可知各個(gè)建筑物的安全
性態(tài)特征值H= [日1， ， ， ] ，水電站的
整體性安全評(píng)價(jià)值為：
Q= l Wl，w1，? ，w J × 【 1， 日l(shuí)， ? ，
]T wili，i=1，2，?，m (1)
對(duì)于串聯(lián)體系，線路中的任何一個(gè)建筑物出現(xiàn)
故障都可能造成水電站無(wú)法運(yùn)行，也就是說(shuō)存在變
權(quán)問(wèn)題，當(dāng)建筑物為不安全的狀態(tài)時(shí)，其權(quán)重上
升，甚至出現(xiàn)“一票否決”現(xiàn)象。實(shí)際操作中，某
些建筑物出現(xiàn)故障時(shí)，雖然已評(píng)價(jià)為不安全，但由
于現(xiàn)實(shí)條件的約束，可能并不影響輸水的進(jìn)行。如
某關(guān)閉著的閘，由于啟閉機(jī)故障無(wú)法正常開(kāi)啟而評(píng)
價(jià)為不安全，但在發(fā)電引水運(yùn)行中，該閘并不需要
開(kāi)啟，則不影響輸水的進(jìn)行；又比如明渠，事實(shí)上
如果是任何輸水方式的必然通道，又在必須保證用
水戶用水的情況下，則認(rèn)為其不安全時(shí)仍可過(guò)水。
農(nóng)村水電站水工建筑物種類(lèi)繁多，按照水電站
從上游到下游的建筑物構(gòu)成體系，農(nóng)村水電站建筑
物常有擋水壩、進(jìn)水口、引水渠、壓力前池、壓力
管道、廠房、開(kāi)關(guān)站、泄水道、壓力隧洞、調(diào)壓
室、尾水渠等。農(nóng)村水電站各建筑物評(píng)價(jià)體系構(gòu)
建、指標(biāo)權(quán)重獲取、指標(biāo)量化可以應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)理
論，研究相關(guān)隸屬函數(shù)的確定、模糊算子的選擇、
模糊評(píng)價(jià)結(jié)果等模糊綜合安全評(píng)價(jià)問(wèn)題，建立農(nóng)村
水電站水工建筑物安全模糊綜合評(píng)價(jià)模型，設(shè)計(jì)模
糊綜合評(píng)價(jià)的流程。
傳統(tǒng)水工金屬結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)主要采用安全
系數(shù)法。但是，安全系數(shù)法是一種半理論半經(jīng)驗(yàn)J生
質(zhì)的方法，許多安全評(píng)價(jià)指標(biāo)無(wú)法直接得到其安全
系數(shù)，需要由專(zhuān)家進(jìn)行評(píng)判打分，存在很大的人為
因素影響?？梢詮陌踩院湍途眯苑矫嫣岢隽怂?
金屬結(jié)構(gòu)的安全評(píng)價(jià)體系，通過(guò)分層考慮各個(gè)子目
標(biāo)的可靠度，進(jìn)而得到水工金屬結(jié)構(gòu)整個(gè)體系的可
靠指標(biāo)。
電氣設(shè)備安全性一般采用確定性指標(biāo)表示，如
最常采用N一1準(zhǔn)則，以及在某一特定故障下能否
維持穩(wěn)定或正常供電等，因此電氣設(shè)備安全性評(píng)價(jià)
的著眼點(diǎn)是安全基礎(chǔ)，反過(guò)來(lái)說(shuō)就是危險(xiǎn)因素。它
不是圍繞已經(jīng)發(fā)生的事故進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，而是對(duì)
“系統(tǒng)”現(xiàn)存的有可能導(dǎo)致特大、重大事故和惡性
頻發(fā)事故的危險(xiǎn)因素及其嚴(yán)重程度進(jìn)行辨識(shí)和評(píng)
價(jià)，因此它可以具體、全面地反映安全生產(chǎn)的薄弱
環(huán)節(jié)，從而提高對(duì)事故的預(yù)見(jiàn)性和超前控制事故的
能力。可以運(yùn)用概率安全評(píng)價(jià)方法(PSA)，從電
力系統(tǒng)安全性分析的角度對(duì)農(nóng)村水電站電氣設(shè)備故
障安全可靠性進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，建立水電站故障樹(shù)
模型以及對(duì)頂事件發(fā)生的概率進(jìn)行定量計(jì)算；在此
基礎(chǔ)上，運(yùn)用最小割集法劃分出影響系統(tǒng)安全性的
電氣設(shè)備組合及其引發(fā)事故的概率。
1．2 農(nóng)村水電的致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析
農(nóng)村水電站的致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，既是農(nóng)村水電站
風(fēng)險(xiǎn)分析的需要，也是基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)理論的更新改
造決策排序中需要解決的問(wèn)題。
1)農(nóng)村水電致災(zāi)后果評(píng)價(jià)模型
按照目前的研究成果，對(duì)農(nóng)村水電致災(zāi)的后果
評(píng)價(jià)一般包括生命損失評(píng)價(jià)、經(jīng)濟(jì)損失評(píng)價(jià)、社會(huì)
及環(huán)境影響評(píng)價(jià)等三部分。致災(zāi)后的損失評(píng)價(jià)是廣
泛的，不僅包括經(jīng)濟(jì)損失，更重要的是難以用經(jīng)濟(jì)
指標(biāo)度量的人員傷亡損失分析，各評(píng)價(jià)部分的計(jì)算
方法及標(biāo)準(zhǔn)也各有差別。但是，農(nóng)村水電站的致災(zāi)
風(fēng)險(xiǎn)分析必須確定總的損失，即各種損失應(yīng)該由相
同的單位進(jìn)行衡量。
為此，需要研究潰壩后果的統(tǒng)一衡量標(biāo)準(zhǔn)。根
據(jù)己有的潰壩后果評(píng)價(jià)分析，將農(nóng)村水電站致災(zāi)后
果用各種損失的嚴(yán)重程度來(lái)衡量，對(duì)生命損失、經(jīng)
濟(jì)損失、社會(huì)及環(huán)境的影響等三個(gè)方面分別給出損
失的嚴(yán)重程度，再對(duì)三個(gè)部分分別給予不同的權(quán)
重，最后由嚴(yán)重程度與相應(yīng)的權(quán)重計(jì)算致災(zāi)后果綜
合系數(shù)，此綜合系數(shù)即等同于農(nóng)村水電站致災(zāi)的損
失值。
2)農(nóng)村水電致災(zāi)人員損失風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算方法
農(nóng)村水電站的致災(zāi)后果評(píng)價(jià)中，首先應(yīng)考慮的
損失是影響區(qū)內(nèi)人口的生命損失，其計(jì)算及標(biāo)準(zhǔn)的
制定原則是研究單個(gè)農(nóng)村水電站致災(zāi)后的風(fēng)險(xiǎn)研究
的重要內(nèi)容，影響區(qū)內(nèi)的人口密度、總數(shù)等都對(duì)生
命損失的大小及嚴(yán)重程度有很大的影響。對(duì)水電站
更新改造排序的初篩階段的人員損失風(fēng)險(xiǎn)研究，可
以根據(jù)上述影響人員傷亡的因素進(jìn)行人員生命損失
數(shù)量的計(jì)算，再根據(jù)計(jì)算的可能傷亡人員數(shù)量進(jìn)行
劃分其嚴(yán)重程度指標(biāo)，并與其它損失的嚴(yán)重程度指
標(biāo)一并處理，得到致災(zāi)后的綜合系數(shù)，以便決策排
序。關(guān)于水電站致災(zāi)后的生命損失(人口數(shù)量)的
計(jì)算，可根采用Dekay&amp;amp;McClelland方法和Graham方法。
Graham方法中，考慮了洪水的嚴(yán)重性及風(fēng)險(xiǎn)
人口對(duì)洪水嚴(yán)重性的理解，將計(jì)算分為6個(gè)步驟，
· 5】 ·
第二屆“中國(guó)小水電論壇”論文專(zhuān)輯 SMALL HYDRO POWER 2011No6，Tota／Nol62
特點(diǎn)是模型較簡(jiǎn)單，考慮因素角全面，但計(jì)算工作
量較大，可用于水電站風(fēng)險(xiǎn)的初步分析階段的人口
生命損失計(jì)算。
Dekay&amp;amp;McClelland方法是根據(jù)大量的國(guó)外潰壩
和洪水泛濫造成災(zāi)害的歷史統(tǒng)計(jì)資料，推導(dǎo)出與報(bào)
警時(shí)間、風(fēng)險(xiǎn)人El及洪水強(qiáng)度等有關(guān)的生命損失經(jīng)
驗(yàn)公式，這種方法適合于農(nóng)村水電站更新改造排序
的初篩階段的人員損失計(jì)算。其生命損失的數(shù)量為
與報(bào)警時(shí)間、洪水強(qiáng)度有關(guān)的指數(shù)函數(shù)：
LOL：0．075(PAR)o．56 exp [一0．759 +
(3．790—2．223 Wr)F ] (2)
式中，LOL為潛在的生命損失(人)；PAR為
風(fēng)險(xiǎn)人口(人)； 為報(bào)警時(shí)間(h)；F 為洪水
強(qiáng)度系數(shù)，當(dāng)高水力風(fēng)險(xiǎn)( )的峽谷泛濫區(qū)，
水深流急則 =l，低水力風(fēng)險(xiǎn)(L )的平原泛濫
區(qū)，水淺流緩則F =0。人員損失隨風(fēng)險(xiǎn)人口呈非
線性增加，而報(bào)警時(shí)間對(duì)人員損失值影響甚大。公
式(2)是國(guó)外的統(tǒng)計(jì)資料得到的經(jīng)驗(yàn)公式，用于
我國(guó)時(shí)還應(yīng)該對(duì)某些系數(shù)加以適當(dāng)修改，應(yīng)根據(jù)調(diào)
查的當(dāng)?shù)貧v史資料，并適當(dāng)考慮目前的各種減災(zāi)措
施及實(shí)施情況，由專(zhuān)家及技術(shù)人員論證F 和報(bào)警
時(shí)間 。
2 保障措施
農(nóng)村水電站安全風(fēng)險(xiǎn)控制方法和措施主要包括
除險(xiǎn)加固、降等報(bào)廢、拆除重建等。確定1座水電
站是否需要采取措施以及采取何種措施時(shí)，應(yīng)根據(jù)
水電站病險(xiǎn)的具體情況，在現(xiàn)存工程的基礎(chǔ)上，采
取綜合加固措施，消除病險(xiǎn)，恢復(fù)和完善水電站原
有的功能，在確保安全的前提下，使水電站正常運(yùn)
行發(fā)揮其興利除害的作用。水電站加固的處理措施
一般有以下這些方面：
1)提高大壩防洪能力。增加水庫(kù)調(diào)蓄能力，
提高削減洪峰的作用，必要時(shí)再結(jié)合擴(kuò)建泄洪
設(shè)施。
2)防滲處理的工程措施。大壩滲漏處理總原
則是“上截下排”。上截就是在壩體上游側(cè)封堵滲
漏入口，或者延長(zhǎng)滲透途徑，盡量減少滲透水流滲
入壩身和壩基；下排就是在下游做好反濾和導(dǎo)濾設(shè)
施，使?jié)B入壩身和壩基的滲水在不帶走顆粒的前提
下安全暢通地排到下游，以保持土體的滲透穩(wěn)定，
保證工程的安全運(yùn)行。
3)大壩不穩(wěn)定處理。分析壩身不穩(wěn)定的原因，
· 52 ·
有針對(duì)性地采取不同的減少滑動(dòng)力與增加抗滑力的
措施，有效增強(qiáng)壩體穩(wěn)定性。
4)輸水建筑物改造措施。輸水建筑物改造措
施有涵管加固處理、擋墻加固處理、引水渠加固處
理、閘門(mén)滲漏處理和金屬結(jié)構(gòu)及啟閉設(shè)施加固處
理等。
5)金屬結(jié)構(gòu)及啟閉設(shè)施加固處理。對(duì)于老化
與銹蝕嚴(yán)重或超過(guò)使用年限的壓力鋼管及老化嚴(yán)
重、啟閉不靈的啟閉設(shè)施可作更新處理。對(duì)于一般
銹蝕的金屬閘門(mén)及使用情況尚好的啟閉設(shè)施可作防
銹處理及保養(yǎng)維修即可。
6)水輪發(fā)電機(jī)組更新改造。改造老電站水輪
機(jī)時(shí)，蝸殼、座環(huán)、機(jī)坑里襯、尾水管肘管等埋入
部件和水工設(shè)施還可以繼續(xù)利用，在制定改造方案
時(shí)可只更換采用新材料、新工藝、新設(shè)計(jì)的高效轉(zhuǎn)
輪，充分利用原機(jī)組可利用的部件，以節(jié)省改造投
資。對(duì)于發(fā)電機(jī)可在原來(lái)電機(jī)槽空間內(nèi)，利用更薄
的新絕緣材料和工藝，增加導(dǎo)線截面積，降低導(dǎo)線
電阻損耗，增加導(dǎo)線電流實(shí)現(xiàn)增容改造。
7)非工程措施。為確保水電站的運(yùn)行安全，
應(yīng)統(tǒng)一觀測(cè)方式，確保所有測(cè)壓管達(dá)到同一精度，
保證觀測(cè)資料的連續(xù)性、準(zhǔn)確性，增設(shè)及更新各建
筑物內(nèi)的水位自動(dòng)觀測(cè)計(jì)、測(cè)壓計(jì)、測(cè)壓管、沉陷
位移觀測(cè)點(diǎn)，并配備應(yīng)有的觀測(cè)設(shè)備，以便及時(shí)觀
察水電站各建筑物的運(yùn)行狀態(tài)，及早處理內(nèi)部隱
患。同時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)水文測(cè)報(bào)系統(tǒng)和通訊設(shè)施的
建設(shè)。
根據(jù)農(nóng)村水電站安全風(fēng)險(xiǎn)水平高低，兼顧更新
改造和技術(shù)改造后的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)環(huán)境效益，
研究確定其更新改造和技術(shù)改造的排序方法。從而
提高農(nóng)村水電站的安全可靠性、能量轉(zhuǎn)換效率和環(huán)
境友好性。
3 結(jié)語(yǔ)
農(nóng)村水電進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和相應(yīng)保障技術(shù)應(yīng)
用于我國(guó)面廣量大的農(nóng)村水電站安全管理工作，將
減少或避免農(nóng)村水電站重大安全事故的發(fā)生，為行
業(yè)主管部門(mén)實(shí)施對(duì)我國(guó)農(nóng)村水電站安全的有效管理
提供技術(shù)支撐，使農(nóng)村水電在為“三農(nóng)”服務(wù)和推
動(dòng)可再生能源發(fā)展等方面發(fā)揮更大的作用。
一
責(zé)任編輯吳昊

網(wǎng)友評(píng)論 more

電力安全論文最新內(nèi)容

03-05