自動化技術在水庫大壩安全管理中的應用研究

劉強

【摘要】水庫大壩的安全運行與管理關系著河流或湖泊流經地段的水量多少，關系著水庫防洪、興利的作用，因此，水庫大壩的安全管理運行是一件關系國計民生的大事件。另一方面，則是水庫大壩在農業生產中占有極其重要的作用，可以通過對庫存水量的調節來實現對水庫大壩所在地區的干旱情況。而隨著我國科學技術的進步，自動化技術在水庫大壩安全管理中的應用，則成為了人們關注的焦點。因此，本文從水庫大壩安全管理監測系統、常見問題出發，探討自動化技術在水庫大壩安全管理中的意義、應用現狀以及相關自動化監測裝置。

【關鍵詞】水庫大壩；自動化技術；安全管理

前言：目前，我國仍處在農業生產為主的國家，水庫大壩對我國經濟建設的影響極大，這一方面是因為我國河流眾多，水庫大壩一旦出現問題就會發生洪水，從而影響水庫地區的經濟建設和生產。另一方面是因為我國農田水利設施基本上都是以水庫為基礎設施，是在水庫流經的河道進行相關水利工程建設的，一旦水庫大壩出現問題，將會影響整個河流流經地區的水利工程使用，影響農業生產的質量和效益。可見，水庫大壩的安全管理不僅是我國發展經濟建設的重要保障，也是保證人民生命財產安全的重要措施。隨著我國改革開放的深入和社會主義市場經濟的發展，我國科學技術有了巨大的進步，尤其是隨著計算機等技術的發展，智能化、自動化的要求使得我國水庫大壩必須要實現自動化，從而保證水庫大壩為我國社會主義市場經濟的發展貢獻力量。因此，本文從水庫大壩安全管理的監測系統、常見問題出發，探討我國自動化技術在水庫大壩安全管理應用中的意義、現狀以及自動化裝置。

一、水庫大壩安全管理

（一）安全監測系統的構架

由于水庫大壩監測環境惡劣、監測項目多、測點數量多、測點分布范圍以及分布不規范等問題，使得水庫大壩的安全管理監測就顯得極為困難，監測工作極為棘手。而通過設計自動檢測系統則可以有效的減少監測工作帶來的困難度。而在設計監測系統時，應該遵循以下幾個原則：第一，實時性，這主要是因為水庫大壩監測范圍廣，必須對水庫大壩實時監測。第二，可靠性，這主要是因為水庫大壩的惡劣環境，就必須保證自動監測系統的可靠性。第三，實用性，這主要基于水庫大壩監測數據的整理和分析，保證水庫大壩工程的實際監測質量。第四，先進性，這主要是因為石窟大壩必須采用先進的設備和裝置，保障自動檢測系統的可靠性。第五，標準性，這主要是基于與國際接軌的考慮，當前我國很多自動檢測的方法和標準都是借鑒國際先進國家的方法和標準，從而有利于檢測系統的擴容。基于以上的考慮，水庫大壩的監測系統必須包括測控單元、監控管理站以及監測管理中心等三個方面，通過這三方面的構架，完成自動監控系統的安全運行[1]。

（二）水庫大壩安全管理常見問題

我國水庫大壩在安全管理中常見的問題主要包括下面幾個問題：第一，水庫大壩應急系統不完善，這主要體現在應急方案不完善、應急組織協調性較差、應急設施不足等問題，由于在我國夏季是防洪防汛期，如果應急系統不夠完善，將會導致我國水庫大壩不安全運行。第二，是我國水庫大壩普遍存在技術標準不完善的問題，這主要是因為我國水庫大壩都是我國在不同時期建設的，因此，不同時期建設的水庫大壩在管理標準、施工標準上都存在這樣那樣的問題，使得我國在進入新世紀后，沒有一個統一的技術標準。第三，我國病險水庫大壩的加固問題，這在我國水庫大壩管理和安全運行中，會造成不可估量的損失和危害。由于很多水庫大壩是我國在建國以后為了迅速恢復農業生產而興建的一些應急性水庫大壩，在建設過程中，由于沒有采用統一的技術標準和技術規格，導致在進入新世紀后，很多水庫出現了使用問題，而且很多病險水庫大壩沒有得到有效的加固措施，使得很多水庫大壩出現了不可用的情況，即使使用，也會存在著安全隱患。

二、自動化技術在水庫大壩安全管理中的應用

（一）自動化應用意義

針對我國水庫大壩現階段存在的問題，通過自動化技術的應用，保證我國水庫大壩的安全運行，從而保證我國水庫大壩持續為社會主義市場經濟貢獻力量。通過在水庫大壩中應用自動化技術，通過互聯網技術，可以使得我國國家數據中心實時監控各個地方的水庫大壩安全運行，從而為我國在防洪、抗旱等國家主要自然災害面臨，能夠統籌全國力量，通過全國力量來解決洪水、自然干旱等問題，也可以保證我國水庫大壩在全國經濟建設中的保障作用。另一方面，在水庫大壩中應用自動化技術，也可以使水庫大壩安全管理得到保證，從而為我國水庫大壩出現的問題做到有針對性，能夠采取及時有效的措施保護水庫大壩的正常運行，從而保護人民生命財產安全[2]。

（二）自動化應用現狀

現階段，我國在水庫大壩中應用自動化技術主要包括兩個方面，一方面是變形監測。水庫大壩的變形主要是由于水庫大壩在長時間的使用過程中，由于水庫水侵蝕、腐蝕以及流水沖擊、需水量超標等問題，會對大壩造成一定的損傷，這種損傷經過不斷的累計，就會造成水庫大壩的變形，從而為水庫大壩帶來不可修復的風險，造成水庫的病險等問題，從而造成水庫大壩的不可用，因此，在水庫大壩安全管理中應用變形監測系統是極為緊要和關鍵的。另一方面是滲流監測，滲流監測主要對水庫大壩滲透壓力和滲流量進行的監測。由于水庫大壩在蓄水，水位提高時，會對水庫大壩造成持續性重力壓力，因此，在水庫大壩的一些部分就會出現滲流的現象，也就會出現一些比較嚴重的侵蝕性損傷，如果不對這種滲流現象進行監測，就會導致滲流量越來越大，造成水庫大壩不可修復的損傷，導致水庫大壩安全風險的出現[3]。

（三）安全監測管理裝置

目前，對水庫安全管理安全監測的主要裝置分為三類，包括水平和垂直位移傳感器、地下水位監測裝置以及智能傳感器。這三類傳感器的功能和作用不同，水平、垂直位移傳感器主要是對水庫大壩的表面進行監測，監測的主要目標是觀察水庫大壩是否變形。地下水位監測裝置主要是監測水庫大壩滲流的情況，通過氣壓的變化來反映滲流的多少，這種設置必須耐久性和穩定性，因此，這種裝置主要是采用從國外進口的滲壓計。智能傳感器，主要是將傳感器與計算機結合，從而使監測的數據能夠實時的反映在計算機上，從而更加便利對水庫大壩的監測和管理。

結語：綜上所述，我們可以看到，水庫大壩安全管理監測系統主要包括三個部分，即測控單元、監測管理站以及監測管理中心三個部分，而我國水庫大壩安全管理常見的問題主要包括應急管理問題突出、基礎設施建設不足、技術標準不完善以及病險水庫管理加固等問題，針對這些問題，必須建立水庫大壩安全管理自動化系統，通過自動化技術應用在水庫大壩安全管理中，使得我國水庫大壩監測可以達到實時、準確，從而保證我國水庫大壩的變形、滲流等問題得到有效監管，通過相關傳感器，如水平、垂直傳感器，地下水位傳感器以及智能傳感器等保證自動化技術和系統得到有效的應用。只有加強水庫大壩的自動化技術的應用，才能夠使我國水庫大壩保證安全性和可靠性，從而保證水庫大壩為我國社會主義經濟建設帶來一個很好的效益，從而為我國實現社會主義新農村建設奠定穩固的物質生產基礎。

參考文獻：

[1]楊光，王秘學，秦明海.美國水庫大壩安全管理及思考[J].人民長江，2011，12：19-23.

[2]袁坤，傅蜀燕，歐正峰，王之博.水庫大壩安全評價技術現狀與發展[J].人民珠江，2013，06：63-67.

[3]譚界雄，陳尚法，翁永紅，楊光.水庫大壩安全管理與應急響應信息系統研究[J].人民長江，2014，14：102-106.