淺談水庫大壩安全檢測自動化技術應用

馮師懿

摘 要：水庫大壩是我國重要的民生建設工程，它的安全檢測顯得尤為重要。水庫大壩的檢查監測是水利工程建設的重要一環，是水利管理工作必不可少的重要組成部分。本文現就水庫大壩安全監測的目的與意義進行簡單的闡釋，然后再對自動化監測技術的主要內容以及技術構成進行大概的說明。

關鍵詞：水庫大壩;安全監測;自動化技術;研究

水庫管理部門工作人員通過對新型的自動化監測技術的應用，可以有效提高監測工作效能，科學精準、規范有序的監測，不僅可以對工程施工提供科學的指引與改進，還可以對大壩的運行情況進行及時的跟蹤檢測，能夠提前預測到大壩可能發生的各種危險事故，從而及早做好防范措施，從而將損失與風險降到最低，為水庫大壩的安全運行提供了有力的保障，同時也確保了庫區及下游人民群眾生命和財產安全。

一、水庫大壩安全監測的目的以及意義價值

據資料顯示，截至2017年底，全國已建成各類水庫98795座，總庫容9035億立方米。水庫大壩的運用與我國的經濟建設和群眾的生活、生產是密切相關的，水庫大壩在興利除害方面發揮了重要的作用。作為關系到國計民生的水利基礎設施。對其的安全監測工作就顯得更加重要。其中，如建國初期建設的三門峽水庫這一類大壩，距今已有數十年了。由于水工建筑物理論技術在不斷發展，以前的工程項目原有的設計功能已經不適應現在的發展要求。為了提高水庫的防洪能力，必須要對大壩進行全面的除險加固處理，讓其充分發揮效益，并對它們進行有效的監管。基于這種情況，政府水利部門已經把大壩的監管列為工作的重中之重。

水庫大壩出現故障的主要原因有：第一，自然災害。如：地震、山體滑坡等地質災害都有可能會對其造成影響。而且由于我國特殊的地理原因，這些災害在我國時有發生。第二，人為因素。水庫建設工程量大、施工地條件復雜，在工程的勘測、規劃、設計和施工中難免有不符合客觀狀況之處，致使設計方案有所欠缺，沒有達到施工標準，可能使得大壩的質量存在嚴重的隱患，直接影響到了水利工程的安全運行。

其目的與意義：水庫在長期的負載運行過程中，會逐漸暴露出一些問題，其安全管理的任務十分艱巨。當前，大壩安全監測自動化是監測工作發展的主流方向，我們要把自動化安全監測技術引入到對水庫的實際監管過程中。自動化監測技術包括：數據自動采集和數據自行分析處理兩個系統，通過該技術，我們可以準確實時了解大壩運行狀況下的各類技術數據和工作指標，并根據監測站中心計算機軟件分析預測處理，為大壩安全管理工作提供決策依據。結果表明，大壩通過使用自動化安全監測技術以后，對洪水的應對能力有了質的提升，使得水庫里的水位始終保持在安全的范圍之內，還能夠對水庫水位進行合理的調節，以保證下游的農民在耕種的時候有足夠的水量進行灌溉。同時，也為本區域經濟社會的發展提供了水資源支撐和防汛安全保障。

二、特點與設計的原則

其監測的特點是：大壩工程大多處于比較復雜的地質環境中、需要觀測的項目數量多、測點的數量比較寬闊、分布散亂等。設計人員在設計方案的時候，應該根據其自身特殊的情況，再加入需要遵守的原則來制定方案。需要遵守實時、可靠、實用、先進、標準統一等原則。因為水庫庫區所涉及的區域廣泛，水庫大壩需要監測的監測點和監測數據繁多。因此，需要科學的選擇布設監測設施、監測站點，采用現代先進的技術，自動快速的進行數據傳輸，以此來實現大壩監測的實效性和精準化。另外，還要保證大壩的自動監測在沒有電的情況下依然能夠正常運轉，需要通過一些系統設備來幫助恢復數據，確保系統使用安全可靠。

三、自動化監測技術應用的主要內容

1. 水庫大壩的變形監測。大壩的基礎結構是它的核心地帶，我們可以通過該技術對大壩實行有效的監測，其中主要監測大壩水平位移與垂直位移兩方面。在混凝土的大壩的重要的和有代表性的橫截面上，安裝埋設儀器，設置相應測點，通過對位移量數據的采集和分析處理，判斷變形是否正常，預測變形發展的趨勢。

2.水庫大壩的滲流監測。這種監測包括兩個方面：滲透壓力和滲流量。這是大壩監測體系中比較重要的監測工作，通過該技術做到二十四小時不間斷的在線監測，密切跟蹤滲透壓力與滲流量的數據信息，確保大壩的滲流現象處于安全狀態。混凝土壩可在廊道安裝檢測裝置，在不同壩段監測點安置感應器，根據大壩的實際情況來安排滲流量的監管標準。土石壩可在大壩的壩體和基部埋設測壓管，設置監測感應點，根據監測得到的水位變化數據分析出滲流量的數據。

四、自動化安全監測技術的構成

隨著自動化技術在實際工作中的應用，水庫管理工作人員應該了解它的技術構成與工作原理。現在所使用的監測技術主要是通過埋設在壩體內部、壩基部位、壩頂、壩坡及周邊的監測設備及智能傳感器、水壓、應力監測裝置采集數據，再經過中央控制設備進行數據儲存、分析預測、提供處理依據。

一個完整的監測系統或檢測裝置通常是由傳感器、測量電路和顯示記錄裝置構成，分別完成信息獲取、轉換、顯示和處理等功能。如水平、垂直位移傳感器，根據大壩的實際形態，水平位移有橫向與縱向兩種模式，位移傳感器工作方式是電機與電容兩種形式。電機反應慢，但對環境要求不高，具有很好的可靠度;電容反應速度快，但是對工作環境要求比較嚴格，而且如果線路長容易導致偏差，使得監測結果不準確。隨著近些年技術的不斷進步，激光垂直位移檢測得到了使用。收到很好的效果。但是也有不足之處，就是成本比較高，而且后期的保養費也很高。因此會被一些單位拒之門外。現在，隨著自動化技術的不斷完善，很多單位加大了對這種技術的使用力度，大大地提高了水庫大壩安全監測的效率和精度。

五、結語

本文分析了大壩安全監測工作存在的問題，指出了對大壩進行自動化處理的目的與意義所在，闡述了自動化監測技術中的滲流監測、變形監測方面的主要內容，介紹了該技術的構成。通過對其應用的一些研究，使我們認知到大壩安全監測的重要性，通過自動化技術的加盟，來不斷提高水庫大壩安全監測效能。

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