探析水庫大壩安全評價技術(shù)與方法探討

楊曉峰

摘 要：隨著我國對新能源利用的不斷探索，對水利資源的利用不斷發(fā)展，通過興修各種水庫大壩，更好地利用水利資源，但是這些大壩由于時間以及氣候變化的不斷沖擊，大壩本身的安全性存在著很多隱患問題，容易引起許多的安全事故，因此，這個時候迫切的需要針對水庫大壩的安全評價技術(shù)來對水庫大壩的安全性做及時的安全監(jiān)測。據(jù)此，該文主要結(jié)合國內(nèi)外水庫對安全和風(fēng)險監(jiān)測研究現(xiàn)狀，提出當(dāng)前水庫大壩安全評價技術(shù)與方法的缺陷，并對提升水庫大壩的安全評價技術(shù)做進(jìn)一步的探究。

關(guān)鍵詞：大壩 安全評價 安全監(jiān)測 風(fēng)險分析

中圖分類號：TV64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）03（c）-0039-02

我國水庫的發(fā)展歷史較早，大多數(shù)興建于20世紀(jì)50多年代，由于受到技術(shù)水平以及社會經(jīng)濟(jì)條件的因素影響，水庫大壩的總體工程質(zhì)量不能達(dá)到安全性標(biāo)準(zhǔn)，存在著種種問題以及隱患，除了本身的因素以外，后期的管理維修工作也不能及時地做好，導(dǎo)致當(dāng)前我國存在病險水庫數(shù)量超過了一半以上。對于這些水庫來說，在實際工作上已經(jīng)無法達(dá)到對水利資源的充分利用，而且存在的隱患問題容易對社會發(fā)展造成阻礙。故而對整個大壩施行定期的安全檢測，進(jìn)行安全評價是非常有必要的，這對大壩的安全以及社會效益的提高具有非常重要的意義。

1 水庫大壩安全評價技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 水庫大壩安全評價的主要內(nèi)容

隨著大壩問題的日漸凸顯，人們對大壩的安全問題逐漸重視，各個國家開始對大壩的安全性制定和采取新的管理和監(jiān)督政策。主要內(nèi)容涉及對大壩的安全風(fēng)險評價以及不確定性的評估問題。同時各國制定對水庫大壩的安全評級主要從風(fēng)險分析和大壩的安全監(jiān)測兩方面進(jìn)行安全性評價。

1.2 監(jiān)測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

在早期，外國人們主要的監(jiān)測手段是通過自己的感官來判斷，而后又有人通過統(tǒng)計學(xué)方法進(jìn)行對大壩外部變形的定性測量。再往后大約10年，通過采用回歸分析發(fā)對大壩實測，建立一個最優(yōu)化的回歸方程。多元線性回歸方法對此進(jìn)行了進(jìn)一步的完善。而后又有學(xué)者通過采用MDV方法對大壩進(jìn)行監(jiān)控，從測值序列中將水壓分量和溫度分量分離出來，通過對失效和殘差的變化規(guī)律分析對大壩的安全進(jìn)行檢測評估。到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為自動化監(jiān)測，采用人工智能手段融入監(jiān)測技術(shù)中。很久以前，我國主要對水庫的水平位移、沉降、溫度以及應(yīng)變力等的指標(biāo)進(jìn)行觀測。而后也應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)的回歸方法分析大壩的安全監(jiān)測資料，同時提出諸多研究模型。20世紀(jì)80年代，我國開始采用自動化遙感觀測技術(shù)，對洪水災(zāi)害信息的預(yù)警監(jiān)測起到重要作用。到現(xiàn)在我多自動化觀測技術(shù)趨向成熟。

1.3 風(fēng)險分析技術(shù)的發(fā)展

風(fēng)險分析是后期新應(yīng)用與大壩安全評估體系的一種方法，主要原理是通過對大壩發(fā)生事故的可能性進(jìn)行分析，并且對失事后的后果進(jìn)行預(yù)測評估的一種新型評價方法。因此，在有關(guān)學(xué)者的深入研究之下，提出相關(guān)的風(fēng)險分析的技術(shù)。有單一的風(fēng)險分析法，安全度評價分析方法，隨著數(shù)理統(tǒng)計方法的不斷完善，對風(fēng)險分析技術(shù)的發(fā)展到應(yīng)用均值一次二階矩法、JC法、二次二階矩法到現(xiàn)在的綜合分析法，人工網(wǎng)絡(luò)法，我國對風(fēng)險分析技術(shù)的運(yùn)用逐漸成熟，能夠靈活地運(yùn)用技術(shù)進(jìn)行水庫大壩安全評估的問題。

2 當(dāng)前我國水庫大壩安全評估中存在的主要問題

2.1 相關(guān)的技術(shù)規(guī)范體系還未成型

就目前而言，我國所制定的有關(guān)法律政策中，有關(guān)具體水庫大壩安全的內(nèi)容還不是很完善。在已經(jīng)頒布的《書庫大壩安全評價導(dǎo)則》中，所涉及的內(nèi)容主要是水庫大壩的防洪滲流等安全評價，抗震機(jī)構(gòu)安全的評價方法以及標(biāo)準(zhǔn)。但是對大壩具體的評估方法以及指導(dǎo)內(nèi)容并沒有進(jìn)行詳細(xì)說明，沒有一個完整統(tǒng)一的技術(shù)手段，對于大壩的安全評價體系來說是不夠完整的。

2.2 大壩管理監(jiān)測隊伍的員工素質(zhì)不達(dá)標(biāo)

在整個安全評價的隊伍中，水工監(jiān)測隊伍人員的專業(yè)素質(zhì)參差不齊，導(dǎo)致隊伍整體不夠穩(wěn)定，隊伍內(nèi)員工流動量較大。此外，在進(jìn)行工作時候，監(jiān)測人員的工作不夠仔細(xì)，監(jiān)測與維護(hù)不能及時地完成，導(dǎo)致整個安全評價工作不能順利完成。

2.3 對水庫大壩的觀測資料分析不夠完整

由于對水庫大壩觀測的資料缺少系統(tǒng)性的分析，使得分析工作缺少深度，只停留在對數(shù)據(jù)短期的分析中，使得分析的結(jié)果不夠完整，不能很好地反應(yīng)實際的大壩安全狀況。

2.4 對水庫隱患嚴(yán)重程度的判定難度較大

由于水庫大壩安全現(xiàn)狀判斷的基礎(chǔ)資料非常的缺乏，導(dǎo)致對風(fēng)險程度的分析不能與實際相符，風(fēng)險程度的級數(shù)排序混亂給安全評價工作帶來了很大阻礙。

3 水庫大壩安全評價技術(shù)方法的探析

3.1 大壩安全監(jiān)測儀器的發(fā)展

隨著社會的發(fā)展，數(shù)字化、信息化的技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到各項領(lǐng)域且取得了良好效果，對于大壩的安全監(jiān)測儀器來說，如何在復(fù)雜的環(huán)境下穩(wěn)定工作是人們首先要考慮。將網(wǎng)絡(luò)化與智能化技術(shù)應(yīng)用于大壩安全監(jiān)測儀器中，是保障其穩(wěn)定運(yùn)行的一個非常重要的技術(shù)手段，智能儀器在大壩的安全監(jiān)測方面廣泛應(yīng)用，能夠更好地促進(jìn)大壩安全評價技術(shù)的發(fā)展，是大壩安全監(jiān)測發(fā)展的潮流趨勢。

3.2 大壩安全評價的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有待加強(qiáng)

對于大壩的安全評價來說，最主要的依據(jù)還是通過對系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。由于當(dāng)前國內(nèi)外對監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)不是很重視，監(jiān)測系統(tǒng)的可互操作性不是很強(qiáng)，針對這一問題，需要加強(qiáng)對大壩監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)一步的開發(fā)與研究，增加系統(tǒng)的開放性和兼容性以及可靠性，以便于適應(yīng)多種通信介質(zhì)的組合，這對大壩的安全評價提升來說是非常重要的一步。

3.3 群壩安全信息系統(tǒng)集成的發(fā)展

就目前而言，對于水庫的綜合管理還不是很完善，大多數(shù)地區(qū)的管理還比較分散。因此針對這一問題，應(yīng)當(dāng)提升管理的總體水平，形成以公司為核心的統(tǒng)一式管理。各個水庫大壩地區(qū)進(jìn)行分類、分地區(qū)、分中心管理，由中心管理人員對片區(qū)設(shè)備正常運(yùn)作進(jìn)行管理，大大減少了人力，充分地利用了資源，提升了工作效率，對提升大壩的安全評價管理具有深刻的意義。

3.4 加大對風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)的研究

結(jié)合國內(nèi)外的發(fā)展趨勢來看，風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)的研究在水庫大壩的安全評價工作中是非常重要的一個環(huán)節(jié)，對國內(nèi)生命風(fēng)險和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險的標(biāo)準(zhǔn)研究在國外發(fā)達(dá)地區(qū)已經(jīng)有一段時間了。環(huán)境風(fēng)險以及社會風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)的研究還未確定，我國對風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)的研究還處于未知階段，總體上并沒有制定一套完整的風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)評價體系，因此，應(yīng)當(dāng)加快風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)的研究進(jìn)度。

3.5 基于風(fēng)險的大壩安全評價體系的發(fā)展

對于傳統(tǒng)的大壩安全評價體系來說，更加注重評價的是在工程施工過程中自身因素的安全評價，對于工程以外的因素，比如：地形氣候等因素的影響，并未考慮在內(nèi)。但是隨著評估方法的完善，對風(fēng)險分析技術(shù)的引入，帶入了評估體系中，使評價體系更為完善，采用了風(fēng)險作為水庫大壩安全的衡量標(biāo)準(zhǔn)，對于水庫大壩中下游的安全評價需要更多的關(guān)注。傳統(tǒng)的安全評價體系已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在的實際情況，建立以風(fēng)險為基礎(chǔ)的安全評估體系顯得尤為重要。

4 結(jié)語

隨著對水利資源深入應(yīng)用，對水庫大壩的建設(shè)力度勢必會加大，對于水庫大壩安全評價工作的要求也會進(jìn)一步的加大。因此，水庫大壩安全評價技術(shù)的發(fā)展一定要跟上時代的腳步，這樣才能進(jìn)一步保障水電大壩的長久高效運(yùn)行，為社會創(chuàng)造巨大效益。

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