長距離輸水工程安全監測系統的幾個問題的討論

摘要：本文主要從引供水工程安全監測的基本特點、設計方面應注意的問題、質量監督管理應注意的問題、運行維護應注意的問題幾個方面探討了長距離輸水工程安全監測系統設計與實現。

關鍵字：長距離輸水；工程；安全監測；問題；

中圖分類號： TV672 文獻標識碼：A

隨著國民經濟的發展，中國的水資源分布不平衡狀況日漸突出，為此，各地陸續興建了一系列對當地社會經濟有重要影響的長距離引供水工程。為保證這些工程的安全可靠運行，其安全監測工作也越來越引起相關部門的重視。為緩解日益緊張的生產和生活用水壓力，近年來從國家到地方相繼投資建設了大量引水、供水工程。

一、引供水工程安全監測的基本特點

與大壩等水工建筑物的安全監測相比，長距離引供水工程的安全監測有著不同的特點和要求。

（一）監測要求不同。引供水工程安全監測的對象多為隧洞、渡槽、渠道進出水口等，與大壩等水工建筑物不同的是，它們的運行工況變化較快，對測量的及時性要求較高，沿線的壓力、水位、位移測量和傳輸必須在較短的時間內完成。

（二）監測項目和監測重點不同。引供水工程除需要對通過地質條件薄弱地段的結構物應力、應變及滲壓、變形進行必要的測量外，一般還需要監測沿線的水位、流量、水質參數。不同的引供水工程關注的監測重點也不同。

（三）引供水工程多分布于遠離鬧市區的野外，測點分散，點多面廣，交通不便，不利于測點設備的維護，而且，要保證工程沿線所有監測站都采用穩定的220 V交流供電也有難度。由于測站分布廣，通信距離遠，保障自動化系統通信暢通非常重要。

二、設計方面應注意的問題

鑒于引供水工程的安全監測目前尚無專門的規范可循，設計階段一般采用混凝土壩監測規范和土石壩監測規范作為依據，以監控工程安全為主，并遵循“實用、可靠、先進、經濟”的設計原則。結合引供水工程的特點，從工程實施與運行管理方面考慮，設計階段還必須對設備選型、測點優化、測站布設與防雷設計、通信方式及供電可靠性等方面給予充分的重視。

（一）設備選型

引供水工程單個測站內往往需要引入不同測量原理的傳感器，但儀器的數量相對較少，多數僅為1支或2支，造成測量單元的容量浪費很大。

（二）通信方式的選擇

對引供水工程而言，監測站之間常常相距很遠，甚至可達數十千米，采用光纖通信是一種很好的選擇。采用光纖作為傳輸介質能有效避免雷電、浪涌、電磁干擾等對傳輸線路的影響。

（三）測站的防雷設計

水電站水工建筑物附近都建有完善的防雷接地網，位于大壩壩上或壩內的測站往往處于其保護范圍內，發生頻繁雷擊事故的概率不大。而引供水工程的測站多處于野外，因雷擊而影響設備正常運行的事故多次發生，個別測站投入運行后，由于受雷擊影響而不得不補做防雷接地設施。

（四）良好的安裝埋設質量是工程成功的前提

埋設安裝是工程施工的重要環節，除需嚴格按照規范規定的技術要求實施外，以下細節也應給予足夠的重視：

1、測點位置的放樣。對位于隧洞內薄弱地帶的監測斷面放樣定位時，應詳細了解設計思路，并根據隧洞開挖后的地質描述，決定擬安裝的斷面是否與實際相符。

2、電纜的保護。實際統計表明，電纜破壞是造成引供水監測儀器損壞的最主要原因，因此必須加強電纜保護工作。除在施工過程中加強防護外，對于在襯砌內牽引的電纜，還應及時在襯砌表面作出標記，防止其他土建施工單位由于不了解情況而損壞電纜。

3、測量工作。由于引供水工程安全監測斷面分散，在儀器已安裝而自動化系統未安裝前，為保證足夠的測量頻次，應準備充分的測量人員和測量設備，以防止在系統安裝高峰期出現漏測或停測。

三、質量監督管理應注意的問題

引供水工程安全監測工作現場往往位于多個土建施工標段內，涉及的監理單位較多，工程的質量管理往往也由多家監理負責。與土建工程和機電工程的質量控制關鍵節點相比，安全監測的質量管理有明顯不同，以下工作應給予充分重視：

（一）安全監測儀器基本屬于安裝后不可更換的隱蔽設備，對于重點部位和重點觀測斷面，應加強放樣后的核查工作，防止儀器埋設位置出現失誤。

（二）重視儀器埋設初期的資料核查。引供水工程安全監測工作現場施工干擾大，儀器埋設初期最易造成損壞，加強儀器埋設初期的資料核查，可督促儀器埋設單位及時檢查儀器工況，發現問題也有可能采取必要的補救措施。

（三）指導施工單位進行合理的單元工程、分部工程劃分。由于安全監測點多面廣，又有各種類型傳感器、測量設備、不同功能要求的軟件等，工程劃分存在一定的難度，也給以后的質量評定工作及工程驗收造成不利影響。

四、運行維護應注意的問題

引供水工程安全監測工作涉及到水工、結構、傳感器、通信、自動化等多個學科，對運行管理人員的要求較高，運行管理單位除應抓好技術人員的培訓工作外，以下工作也應提前納入考慮范疇：

（一）監控模型和監控指標的研究。離開監控模型和監控指標，整個自動化監控系統只能停留在監測水平上，而得到合理、實用的監控模型，將監控指標用于安全評判和預報，需要考慮多方面的因素，技術難度大，應結合工程具體情況提前開展專門研究。

（二）特殊情況下安全監測的替代方案研究。在通信及電源中斷，特別是在地震、洪水等極端自然災害出現時，如何保證及時獲得監測數據？有必要開展各種特殊情況下的應急預案研究。

參考文獻：

[1] 戴娜，羅招貴，周林虎等.大伙房長距離輸水工程SCADA系統設計[J].水電自動化與大壩監測，2010，34（2）：80-84.DOI：10.3969/j.issn.1671-3893.2010.02.022.

[2] 嚴亞敏，李軍安.長距離輸水暗渠沉降觀測系統的建立[J].陜西水利，2011，（1）：143-145.DOI：10.3969/j.issn.1673-9000.2011.01.075.

[3] 凌騏，周林虎，劉廣林等.大口徑長距離輸水管道滲漏原位監測研究[J].給水排水，2014，40（2）：112-116.DOI：10.3969/j.issn.1002-8471.2014.02.029.