水(shuǐ)庫尤其是高(gāo)壩大庫，可有效調蓄洪水(shuǐ)、發電(diàn)、利用和保護水(shuǐ)資源等，為(wèi)人類帶來巨大的利益。中國(guó)是世界建壩第一(yī)大國(guó)，現有水(shuǐ)庫 9.8 萬多(duō)座，其中大型水(shuǐ)庫有 700 餘座，中型有 4100 多(duō)座。
然而水(shuǐ)庫大壩在發揮其價值的同時，也具有潛在的安全風險，大壩一(yī)旦出現嚴重事(shì)故甚至潰壩失事(shì)，将嚴重危害下(xià)遊人民(mín)生(shēng)命财産安全和地區社會(huì)經濟發展。設計不當、施工(gōng)質量問題以及運行管理不善都會(huì)導緻水(shuǐ)庫大壩失事(shì)。
曆史上(shàng)水(shuǐ)庫垮壩沖毀的村(cūn)莊
大壩的安全狀況是一(yī)個(gè)動态過程，一(yī)方面，随著(zhe)運行條件(jiàn)和自(zì)然環境的長(cháng)期影響，大壩及其地基會(huì)有老化、劣化可能(néng)，尤其是近幾年(nián)極端氣候變化，更是給大壩安全管理帶來了前所未有的調整。
另一(yī)方面，極少數大壩存在的設計、施工(gōng)質量先天缺陷，如水(shuǐ)文、地質、地震資料及參數不準确，施工(gōng)中使用不合格的原材料，隐蔽工(gōng)程項目施工(gōng)偷工(gōng)減料，工(gōng)程金屬結構及機(jī)電(diàn)設備加工(gōng)制造工(gōng)藝粗糙、安裝誤差超标等，在運行初期可能(néng)不會(huì)被發現，但随著(zhe)時間推移，其後果均會(huì)在運行中有所顯現。
伊登維爾大壩潰口
所以對大壩進行定期檢查，是發現工(gōng)程安全隐患、改善大壩安全狀況、提高(gāo)大壩耐久性的有效手段。我國(guó) 1989 年(nián)開(kāi)始實施水(shuǐ)電(diàn)站大壩安全定期檢查制度，至今已經完成了三輪大壩安全定期檢查工(gōng)作，目前正在進行第四輪大壩定檢。從(cóng)定檢結果看(kàn)，1998年(nián)完成 96 座大壩的首輪定檢共确認險壩 2 座、病壩 7 座，2005 年(nián)完成 120 座大壩的第二輪定檢共查出病壩7座，2012 年(nián)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，其中第三輪定檢共提出消缺處理和加固補強的意見(jiàn)達 522 項。
定期檢查對規範大壩運行管理、加強大壩等水(shuǐ)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全隐患、及時進行加固處理、保障大壩運行安全發揮了重要作用，應該長(cháng)期堅持。
位于雅砻江上(shàng)遊的二灘水(shuǐ)電(diàn)站，裝機(jī)總容量3300兆瓦
中大型水(shuǐ)電(diàn)站往往庫區大，大壩整體結構大。相(xiàng)比潛水(shuǐ)、水(shuǐ)下(xià)電(diàn)視等其他傳統的現場檢測技(jì)術(shù)，ROV 的使用可以讓水(shuǐ)電(diàn)站大壩的檢測變得更為(wèi)高(gāo)效科學。ROV 作為(wèi)檢測平台,自(zì)身可配裝光(guāng)學和聲學儀器(qì)，對大壩、涵洞、閘門(mén)等水(shuǐ)下(xià)結構進行水(shuǐ)下(xià)全方位掃描檢測,對重點部位還(hái)可以進行近距離“駐足”觀測測量。檢測數據通(tōng)過數字化的形式儲存,形成水(shuǐ)庫、大壩、水(shuǐ)閘等結構的“體檢”檔案。
根據《水(shuǐ)電(diàn)站大壩安全定期檢查監督管理辦法》規定，大壩定檢一(yī)般每五年(nián)進行一(yī)次。首次定檢後，定檢間隔可以根據大壩安全風險情況動态調整，但不得少于三年(nián)或者超過十年(nián)。桐子林水(shuǐ)電(diàn)站 2016 年(nián) 3 月(yuè)工(gōng)程竣工(gōng)，于 2021 年(nián)迎來了首次定期檢查。同年(nián) 5 月(yuè)，受國(guó)家水(shuǐ)電(diàn)站大壩安全和應急工(gōng)程技(jì)術(shù)中心委托，我公司攜帶纜控無人潛航器(qì) R1-45 搭載水(shuǐ)下(xià)高(gāo)清攝像和圖像聲呐對水(shuǐ)電(diàn)站大壩上(shàng)遊面和門(mén)槽水(shuǐ)下(xià)進行檢查。
桐子林水(shuǐ)電(diàn)站是 2010 年(nián)國(guó)家确定的西(xī)部大開(kāi)發 23 個(gè)标志(zhì)性重點項目之一(yī)，位于四川省攀枝花市(shì)鹽邊縣境内的雅砻江幹流上(shàng)，是雅砻江幹流下(xià)遊最末一(yī)級梯級電(diàn)站。
位于雅砻江下(xià)遊最末的電(diàn)站，桐子林水(shuǐ)電(diàn)站
電(diàn)站距上(shàng)遊的二灘水(shuǐ)電(diàn)站約 18km，距雅砻江與金沙江彙合口約 15.0km，距攀枝花市(shì)約 28km。電(diàn)站樞紐右岸有桐雅公路(lù)通(tōng)過，左岸有攀枝花至米易公路(lù)通(tōng)過，電(diàn)站距成昆鐵路(lù)桐子林火車站約 1km。電(diàn)站樞紐上(shàng)遊約 700m 處為(wèi)橫跨雅砻江的桐子林大橋。
桐子林水(shuǐ)電(diàn)站由河床式發電(diàn)廠房、洩洪閘及擋水(shuǐ)壩等建築組成，電(diàn)站總裝機(jī)為(wèi) 60 萬千瓦，年(nián)平均發電(diàn)量約30億千瓦時。電(diàn)站以發電(diàn)任務為(wèi)主，水(shuǐ)庫正常蓄水(shuǐ)位為(wèi) 1015.00m，總庫容 0.912 億 m³，水(shuǐ)庫具有日調節性能(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(shuǐ)電(diàn)站
2021 年(nián) 5 月(yuè) 19 日～5 月(yuè) 25 日期間，我公司在桐子林電(diàn)站大壩的上(shàng)遊面和門(mén)槽進行進行了為(wèi)期一(yī)周的水(shuǐ)下(xià)檢查。現場作業(yè)時，壩頂氣溫一(yī)度高(gāo)達達到(dào) 41℃，工(gōng)作人員(yuán)采取了對應的防暑措施，确保水(shuǐ)下(xià)檢查工(gōng)作可安全順利進行。
門(mén)槽内庫水(shuǐ)表面ROV入水(shuǐ)情況
在水(shuǐ)利水(shuǐ)電(diàn)工(gōng)程中，ROV 工(gōng)作環境主要受水(shuǐ)流速、水(shuǐ)下(xià)能(néng)見(jiàn)度、水(shuǐ)面雜(zá)物(wù)、水(shuǐ)底堆積物(wù)和水(shuǐ)下(xià)複雜(zá)結構等的影響。而 R1-45 作為(wèi)博雅工(gōng)道的核心級産品可以很好地應對水(shuǐ)下(xià)出現的各種狀況。
該系列 ROV 内置電(diàn)子羅盤、壓力傳感器(qì)、濕度傳感器(qì)、姿态傳感器(qì)以及高(gāo)清攝像頭和照(zhào)明系統，通(tōng)過六個(gè)矢量分布大推力無刷螺旋槳推進器(qì)驅動。世界上(shàng)最高(gāo)的水(shuǐ)壩，雙江口水(shuǐ)電(diàn)站大壩壩高(gāo)314m，R1-45 的耐壓深度可達350m，可完全滿足任何大壩水(shuǐ)下(xià)檢查的需要。
R1-45 還(hái)配有 200 萬像素，110° 廣角的攝像頭，支持4倍光(guāng)學變焦。星光(guāng)級影像模塊，能(néng)在 0.001lux 及以下(xià)照(zhào)度環境下(xià)顯示清晰的彩色圖像，配合照(zhào)明輔助系統，實現水(shuǐ)下(xià)高(gāo)清影像采集，最高(gāo)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(tōng)過臍帶纜将圖像傳輸到(dào)地面控制基站，控制基站上(shàng)的顯示平台能(néng)夠準确、實時高(gāo)清顯示設備采集到(dào)的數據信息，方便現場人員(yuán)實時了解水(shuǐ)下(xià)的狀況。
ROV搭載的高(gāo)清攝像頭拍攝到(dào)的水(shuǐ)下(xià)堆積物(wù)及鏽蝕狀況
在水(shuǐ)下(xià)檢查過程中，操作人員(yuán)利用 ROV 精密控制、水(shuǐ)中快速行進速度、長(cháng)時間水(shuǐ)下(xià)工(gōng)作等技(jì)術(shù)優勢，快慢(màn)相(xiàng)結合，采取 ROV 在大壩上(shàng)遊表面緩慢(màn)勻速前進、緩慢(màn)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(shuǐ)下(xià)多(duō)波束聲納圖像進行水(shuǐ)下(xià)定位，可以緩慢(màn)仔細排查大壩滲漏點。
此次任務搭載的多(duō)波束圖像聲呐發射的聲波遇到(dào)目标後反射回聲納表面，根據回波可以獲得多(duō)波束目标聲呐圖像信号，這樣 ROV 系統就(jiù)能(néng)在渾濁或黑(hēi)暗(àn)環境下(xià)實現對目标物(wù)體的辨識和定位。有了聲呐的幫助，在水(shuǐ)下(xià)，可以輕易地判斷出設備所處位置，對操作帶來了極大便利，下(xià)圖為(wèi)攝像頭中未出現參照(zhào)物(wù)時操作調整 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操作提供導航及距離信息
桐子林電(diàn)站水(shuǐ)下(xià)設施的首次“體檢”雖查出了一(yī)些問題，但綜合評價影響較小(xiǎo)，總體表現良好。相(xiàng)信随著(zhe)技(jì)術(shù)的發展和規範的建立，ROV 作為(wèi)水(shuǐ)下(xià)檢測的有力工(gōng)具，能(néng)更好地配合水(shuǐ)電(diàn)站大壩安全信息化工(gōng)作，幫助大壩更健康，良好的運行。
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