水庫尤其是高壩大庫，可(kě)有(yǒu)效調蓄洪水、發電(diàn)、利用(yòng)和保護水資源等，為(wèi)人類帶來巨大的利益。中(zhōng)國(guó)是世界建壩第一大國(guó)，現有(yǒu)水庫 9.8 萬多(duō)座，其中(zhōng)大型水庫有(yǒu) 700 餘座，中(zhōng)型有(yǒu) 4100 多(duō)座。
然而水庫大壩在發揮其價值的同時，也具(jù)有(yǒu)潛在的安(ān)全風險，大壩一旦出現嚴重事故甚至潰壩失事，将嚴重危害下遊人民(mín)生命财産(chǎn)安(ān)全和地區(qū)社會經濟發展。設計不當、施工(gōng)質(zhì)量問題以及運行管理(lǐ)不善都會導緻水庫大壩失事。
曆史上水庫垮壩沖毀的村莊
大壩的安(ān)全狀況是一個動态過程，一方面，随着運行條件和自然環境的長(cháng)期影響，大壩及其地基會有(yǒu)老化、劣化可(kě)能(néng)，尤其是近幾年極端氣候變化，更是給大壩安(ān)全管理(lǐ)帶來了前所未有(yǒu)的調整。
另一方面，極少數大壩存在的設計、施工(gōng)質(zhì)量先天缺陷，如水文(wén)、地質(zhì)、地震資料及參數不準确，施工(gōng)中(zhōng)使用(yòng)不合格的原材料，隐蔽工(gōng)程項目施工(gōng)偷工(gōng)減料，工(gōng)程金屬結構及機電(diàn)設備加工(gōng)制造工(gōng)藝粗糙、安(ān)裝(zhuāng)誤差超标等，在運行初期可(kě)能(néng)不會被發現，但随着時間推移，其後果均會在運行中(zhōng)有(yǒu)所顯現。
伊登維爾大壩潰口
所以對大壩進行定期檢查，是發現工(gōng)程安(ān)全隐患、改善大壩安(ān)全狀況、提高大壩耐久性的有(yǒu)效手段。我國(guó) 1989 年開始實施水電(diàn)站大壩安(ān)全定期檢查制度，至今已經完成了三輪大壩安(ān)全定期檢查工(gōng)作(zuò)，目前正在進行第四輪大壩定檢。從定檢結果看，1998年完成 96 座大壩的首輪定檢共确認險壩 2 座、病壩 7 座，2005 年完成 120 座大壩的第二輪定檢共查出病壩7座，2012 年完成 173 座大壩的第三輪定檢共查出病壩 2 座，即使是正常壩也存在不同程度的缺陷需要處理(lǐ)，其中(zhōng)第三輪定檢共提出消缺處理(lǐ)和加固補強的意見達 522 項。
定期檢查對規範大壩運行管理(lǐ)、加強大壩等水工(gōng)建築物(wù)運行狀況監測和綜合評價、檢查監控異常部位安(ān)全隐患、及時進行加固處理(lǐ)、保障大壩運行安(ān)全發揮了重要作(zuò)用(yòng)，應該長(cháng)期堅持。
位于雅砻江上遊的二灘水電(diàn)站，裝(zhuāng)機總容量3300兆瓦
中(zhōng)大型水電(diàn)站往往庫區(qū)大，大壩整體(tǐ)結構大。相比潛水、水下電(diàn)視等其他(tā)傳統的現場檢測技(jì )術，ROV 的使用(yòng)可(kě)以讓水電(diàn)站大壩的檢測變得更為(wèi)高效科(kē)學(xué)。ROV 作(zuò)為(wèi)檢測平台,自身可(kě)配裝(zhuāng)光學(xué)和聲學(xué)儀器，對大壩、涵洞、閘門等水下結構進行水下全方位掃描檢測,對重點部位還可(kě)以進行近距離“駐足”觀測測量。檢測數據通過數字化的形式儲存,形成水庫、大壩、水閘等結構的“體(tǐ)檢”檔案。
根據《水電(diàn)站大壩安(ān)全定期檢查監督管理(lǐ)辦(bàn)法》規定，大壩定檢一般每五年進行一次。首次定檢後，定檢間隔可(kě)以根據大壩安(ān)全風險情況動态調整，但不得少于三年或者超過十年。桐子林水電(diàn)站 2016 年 3 月工(gōng)程竣工(gōng)，于 2021 年迎來了首次定期檢查。同年 5 月，受國(guó)家水電(diàn)站大壩安(ān)全和應急工(gōng)程技(jì )術中(zhōng)心委托，我公(gōng)司攜帶纜控無人潛航器 R1-45 搭載水下高清攝像和圖像聲呐對水電(diàn)站大壩上遊面和門槽水下進行檢查。
桐子林水電(diàn)站是 2010 年國(guó)家确定的西部大開發 23 個标志(zhì)性重點項目之一，位于四川省攀枝花(huā)市鹽邊縣境内的雅砻江幹流上，是雅砻江幹流下遊最末一級梯級電(diàn)站。
位于雅砻江下遊最末的電(diàn)站，桐子林水電(diàn)站
電(diàn)站距上遊的二灘水電(diàn)站約 18km，距雅砻江與金沙江彙合口約 15.0km，距攀枝花(huā)市約 28km。電(diàn)站樞紐右岸有(yǒu)桐雅公(gōng)路通過，左岸有(yǒu)攀枝花(huā)至米易公(gōng)路通過，電(diàn)站距成昆鐵路桐子林火車(chē)站約 1km。電(diàn)站樞紐上遊約 700m 處為(wèi)橫跨雅砻江的桐子林大橋。
桐子林水電(diàn)站由河床式發電(diàn)廠房、洩洪閘及擋水壩等建築組成，電(diàn)站總裝(zhuāng)機為(wèi) 60 萬千瓦，年平均發電(diàn)量約30億千瓦時。電(diàn)站以發電(diàn)任務(wù)為(wèi)主，水庫正常蓄水位為(wèi) 1015.00m，總庫容 0.912 億 m³，水庫具(jù)有(yǒu)日調節性能(néng)。工(gōng)程屬二等大（2）型工(gōng)程，永久性主要建築物(wù)按2級建築物(wù)設計，次要建築物(wù)按 3 級設計。
桐子林水電(diàn)站
2021 年 5 月 19 日～5 月 25 日期間，我公(gōng)司在桐子林電(diàn)站大壩的上遊面和門槽進行進行了為(wèi)期一周的水下檢查。現場作(zuò)業時，壩頂氣溫一度高達達到 41℃，工(gōng)作(zuò)人員采取了對應的防暑措施，确保水下檢查工(gōng)作(zuò)可(kě)安(ān)全順利進行。
門槽内庫水表面ROV入水情況
在水利水電(diàn)工(gōng)程中(zhōng)，ROV 工(gōng)作(zuò)環境主要受水流速、水下能(néng)見度、水面雜物(wù)、水底堆積物(wù)和水下複雜結構等的影響。而 R1-45 作(zuò)為(wèi)博雅工(gōng)道的核心級産(chǎn)品可(kě)以很(hěn)好地應對水下出現的各種狀況。
該系列 ROV 内置電(diàn)子羅盤、壓力傳感器、濕度傳感器、姿态傳感器以及高清攝像頭和照明系統，通過六個矢量分(fēn)布大推力無刷螺旋槳推進器驅動。世界上最高的水壩，雙江口水電(diàn)站大壩壩高314m，R1-45 的耐壓深度可(kě)達350m，可(kě)完全滿足任何大壩水下檢查的需要。
R1-45 還配有(yǒu) 200 萬像素，110° 廣角的攝像頭，支持4倍光學(xué)變焦。星光級影像模塊，能(néng)在 0.001lux 及以下照度環境下顯示清晰的彩色圖像，配合照明輔助系統，實現水下高清影像采集，最高支持 1080P/30 幀圖像輸出；外置獨立雲台，雲台調節範圍 ±90°，設備監視半徑大于 2 m，通過臍帶纜将圖像傳輸到地面控制基站，控制基站上的顯示平台能(néng)夠準确、實時高清顯示設備采集到的數據信息，方便現場人員實時了解水下的狀況。
ROV搭載的高清攝像頭拍攝到的水下堆積物(wù)及鏽蝕狀況
在水下檢查過程中(zhōng)，操作(zuò)人員利用(yòng) ROV 精(jīng)密控制、水中(zhōng)快速行進速度、長(cháng)時間水下工(gōng)作(zuò)等技(jì )術優勢，快慢相結合，采取 ROV 在大壩上遊表面緩慢勻速前進、緩慢勻速後退、快速巡遊、快速升降。必要時輔助反複擺動 ROV 驅趕泥垢等方法，結合水下多(duō)波束聲納圖像進行水下定位，可(kě)以緩慢仔細排查大壩滲漏點。
此次任務(wù)搭載的多(duō)波束圖像聲呐發射的聲波遇到目标後反射回聲納表面，根據回波可(kě)以獲得多(duō)波束目标聲呐圖像信号，這樣 ROV 系統就能(néng)在渾濁或黑暗環境下實現對目标物(wù)體(tǐ)的辨識和定位。有(yǒu)了聲呐的幫助，在水下，可(kě)以輕易地判斷出設備所處位置，對操作(zuò)帶來了極大便利，下圖為(wèi)攝像頭中(zhōng)未出現參照物(wù)時操作(zuò)調整 ROV 的情況。
ROV搭載的聲呐掃描出的庫岸邊坡圖像
聲呐為(wèi)ROV操作(zuò)提供導航及距離信息
桐子林電(diàn)站水下設施的首次“體(tǐ)檢”雖查出了一些問題，但綜合評價影響較小(xiǎo)，總體(tǐ)表現良好。相信随着技(jì )術的發展和規範的建立，ROV 作(zuò)為(wèi)水下檢測的有(yǒu)力工(gōng)具(jù)，能(néng)更好地配合水電(diàn)站大壩安(ān)全信息化工(gōng)作(zuò)，幫助大壩更健康，良好的運行。
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