關(guān)于水庫(kù)大壩工程自動(dòng)安全監(jiān)測(cè)的探析

【摘要】水庫(kù)大壩工程具有體量大、建設(shè)和使用周期長(zhǎng)的特點(diǎn)。水庫(kù)加強(qiáng)大壩自動(dòng)安全監(jiān)測(cè)主要包括監(jiān)測(cè)方法的采用和設(shè)備設(shè)施的研制開(kāi)發(fā)、監(jiān)測(cè)方案的設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)設(shè)施的埋藏和布置、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果的收集，傳送和歸類，以及對(duì)監(jiān)測(cè)相關(guān)資料的分析等方面。本文概述了水庫(kù)大壩工程自動(dòng)安全監(jiān)測(cè)，簡(jiǎn)述了水庫(kù)大壩工程的主要作用及其安全監(jiān)測(cè)，并論述了水庫(kù)大壩工程自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)的主要設(shè)施及其措施。

【關(guān)鍵詞】水庫(kù)大壩工程；作用；安全監(jiān)測(cè)；自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)

一、水庫(kù)大壩工程自動(dòng)安全監(jiān)測(cè)的概述

水庫(kù)大壩工程自動(dòng)安全監(jiān)測(cè)貫穿于水庫(kù)大壩工程施工、運(yùn)行和維護(hù)的整個(gè)過(guò)程。水庫(kù)大壩工程自動(dòng)安全監(jiān)測(cè)指運(yùn)用特定的儀器設(shè)備，對(duì)大壩主體、大壩地基部位、大壩附近的岸坡以及大壩周邊自然狀況所做的觀測(cè)和巡查。對(duì)于水庫(kù)大壩工程進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測(cè)，有利于在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)大壩的安全隱患，采取適當(dāng)?shù)拇胧┫@些隱患，確保水庫(kù)大壩工程質(zhì)量安全。

二、水庫(kù)大壩工程的主要作用

水庫(kù)大壩工程的主要作用體現(xiàn)在：（1）防洪作用。過(guò)去我國(guó)不斷建立完善以水庫(kù)、堤防、分滯洪區(qū)等構(gòu)成的防洪工程體系對(duì)洪水進(jìn)行調(diào)控。這些防洪工程體系不僅有效保護(hù)了人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全，也保衛(wèi)了國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)秩序和改革開(kāi)放的成果。同時(shí)，水庫(kù)在調(diào)整城鄉(xiāng)水資源供需關(guān)系，緩解城鄉(xiāng)供水壓力方面發(fā)揮的作用意義重大。（2）保障供水。水庫(kù)大壩工程是調(diào)節(jié)配置河流水量，保障飲水安全、糧食安全和城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展用水安全的重要基礎(chǔ)設(shè)施。近些年糧食持續(xù)豐收，與水庫(kù)有效發(fā)揮灌溉保障作用是密切相關(guān)的。（3）提供水能。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源緊缺的矛盾日益突出，如果過(guò)度依賴火電必將引發(fā)二氧化碳過(guò)量排放，因此大力發(fā)展包括水能等在內(nèi)的各種可再生能源已成為我國(guó)基本的能源政策。

三、水庫(kù)大壩工程的安全監(jiān)測(cè)分析

1 水庫(kù)大壩工程安全監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容。（1）對(duì)水庫(kù)原材料應(yīng)力和溫度的監(jiān)測(cè)。主要包括混凝土大壩原材料的應(yīng)力和抗壓性能監(jiān)測(cè)、鋼筋材料性能監(jiān)測(cè)、鋼管和蝸殼的應(yīng)力監(jiān)測(cè)、混凝土與大壩地基的溫度監(jiān)測(cè)，以及土石材料縫隙中水土壓力的監(jiān)測(cè)。在這些項(xiàng)目中，變形和水流滲出是最主要的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。（2）對(duì)大壩周邊環(huán)境的監(jiān)測(cè)。包括對(duì)水庫(kù)上游和下游水位高低、水庫(kù)水溫、空氣環(huán)境溫度、大壩底部泥土淤積程度和大壩下游的淤泥沖擊程度的監(jiān)測(cè)。（3）對(duì)水流滲出和大壩形狀變化的監(jiān)測(cè)。對(duì)水庫(kù)水流滲出監(jiān)測(cè)主要有對(duì)水流滲出量、環(huán)繞大壩的水流量、滲出水流的透明程度以及化學(xué)性質(zhì)等方面的監(jiān)測(cè)；對(duì)大壩形狀變化的監(jiān)測(cè)，包括對(duì)大壩主體水平方向和垂直方向位置移動(dòng)的監(jiān)測(cè)、對(duì)大壩接縫部位和裂隙的監(jiān)測(cè)、對(duì)混凝土材料傾斜程度的監(jiān)測(cè)，以及對(duì)土石材料固結(jié)程度的監(jiān)測(cè)等。

2 水庫(kù)大壩工程安全監(jiān)測(cè)的對(duì)象。（1）大壩的主體部分。相鄰大壩段落之間的錯(cuò)位狀況、伸縮面與止水狀況、大壩表面情況、大壩道壁情況以及較寬縫隙內(nèi)部有無(wú)漏水現(xiàn)象發(fā)生等等。（2）大壩的地基和大壩肩部。要檢查基礎(chǔ)性的巖石主體是否受到了擠壓，是否發(fā)生了松動(dòng)、錯(cuò)位、凸起現(xiàn)象，大壩主體與巖石基礎(chǔ)性部位的結(jié)合接縫處是否發(fā)生了松動(dòng)或者滲水，大壩肩部有無(wú)明顯的裂縫、滑落、侵蝕等現(xiàn)象。另外，大壩基礎(chǔ)部位的排水功能也是一個(gè)重要的監(jiān)測(cè)對(duì)象，它關(guān)系到排水設(shè)施的工作狀態(tài)、水分滲出量、水體渾濁程度等因素。（3）用來(lái)引水和排水的設(shè)備。應(yīng)當(dāng)仔細(xì)檢查進(jìn)水和排水的設(shè)備是否發(fā)生了堵塞、損毀等現(xiàn)象，泄水用的設(shè)備有無(wú)裂隙和損壞，各種設(shè)施有無(wú)侵蝕或者磨損。還要檢查水庫(kù)下游的河道以及岸坡淤泥沖擊的情況。

四、水庫(kù)大壩工程自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)的主要設(shè)施及其措施

1 水庫(kù)大壩工程自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)設(shè)施。（1）垂直移動(dòng)設(shè)施。垂直移動(dòng)設(shè)施多運(yùn)用靜力系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)水平移動(dòng)的同時(shí)，還能監(jiān)測(cè)垂直移動(dòng)的距離。光電坐標(biāo)系統(tǒng)是采用物鏡設(shè)備將特定的圖形投影在集成裝置上面，通過(guò)特定的線路來(lái)轉(zhuǎn)換成垂直移動(dòng)。激光式設(shè)備是用激光來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的裝置。在現(xiàn)實(shí)的監(jiān)測(cè)活動(dòng)中，運(yùn)用范圍較廣的是變壓器儀器和電容儀器。近年來(lái)，有部分水庫(kù)大壩工程監(jiān)測(cè)工程采用了自動(dòng)補(bǔ)充水的設(shè)備來(lái)對(duì)大壩內(nèi)部的土石進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)在設(shè)備內(nèi)部設(shè)置了一個(gè)液壓原理的傳感裝置，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于大壩的自動(dòng)安全監(jiān)測(cè)。（2）水平移動(dòng)設(shè)施。水庫(kù)大壩工程變形監(jiān)測(cè)的遙感測(cè)量裝置包括：電機(jī)設(shè)備、光電設(shè)備、感應(yīng)設(shè)備和激光設(shè)備。目前，我國(guó)應(yīng)用較廣的大壩安全監(jiān)測(cè)水平移動(dòng)技術(shù)設(shè)備有垂線和引張用線兩種。常見(jiàn)的坐標(biāo)儀器有感應(yīng)式儀器和電機(jī)式儀器，其中電機(jī)式坐標(biāo)裝置利用紅外線的探頭來(lái)跟蹤設(shè)定的垂線，通過(guò)對(duì)電機(jī)電壓和脈沖的計(jì)量，來(lái)獲得垂線位置的具體移動(dòng)情況。感應(yīng)式裝置采用電感和電容相關(guān)原理制作而成，其中的電容裝置測(cè)量和閱讀速度較快，但是對(duì)周邊環(huán)境的要求也相對(duì)高一些。

2 加強(qiáng)水庫(kù)大壩工程自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)的措施。（1）改進(jìn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。由于大壩安全監(jiān)測(cè)的測(cè)點(diǎn)較分散，且一起種類較多，因此對(duì)現(xiàn)有各種大壩監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開(kāi)放性、可兼容性、可靠性及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的廣泛易組性（適應(yīng)多重通行介質(zhì)），可遠(yuǎn)程監(jiān)控性等進(jìn)行改進(jìn)，是一個(gè)重要的發(fā)展方向。（2）開(kāi)展安全報(bào)警研究。為避免產(chǎn)生安全災(zāi)害和減少損失，在進(jìn)行了各種監(jiān)測(cè)及資料分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行安全報(bào)警是非常重要的。我國(guó)這方面還比較薄弱，建議開(kāi)展報(bào)警系統(tǒng)研究，對(duì)報(bào)警準(zhǔn)則、分級(jí)、設(shè)備及方法等提出一套切實(shí)可行的技術(shù)方案，制定安全報(bào)警的規(guī)程、規(guī)范。（3）發(fā)展智能傳感器，這是一種講傳感器與微型計(jì)算機(jī)集成在一起的裝置，使其具有感知本能外，還具有認(rèn)知能力，即能同時(shí)測(cè)量多重物理量和化學(xué)量，比如測(cè)量液體溫度、流速、壓力和密度；還具有自補(bǔ)償和計(jì)算功能，自檢、自校、自診功能及消息存貯和傳輸功能。

結(jié)束語(yǔ)

科技進(jìn)步發(fā)展，使得自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)新技術(shù)被推廣應(yīng)用，水庫(kù)大壩工程自動(dòng)安全監(jiān)測(cè)將朝著功能更強(qiáng)大、性能更可靠、測(cè)量更準(zhǔn)確和維護(hù)更方便的智能化方向發(fā)展，從而保障水庫(kù)大壩工程的安全運(yùn)行。

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