淺談水庫(kù)大壩安全檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用

馮師懿

摘 要：水庫(kù)大壩是我國(guó)重要的民生建設(shè)工程，它的安全檢測(cè)顯得尤為重要。水庫(kù)大壩的檢查監(jiān)測(cè)是水利工程建設(shè)的重要一環(huán)，是水利管理工作必不可少的重要組成部分。本文現(xiàn)就水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)的目的與意義進(jìn)行簡(jiǎn)單的闡釋，然后再對(duì)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)的主要內(nèi)容以及技術(shù)構(gòu)成進(jìn)行大概的說(shuō)明。

關(guān)鍵詞：水庫(kù)大壩;安全監(jiān)測(cè);自動(dòng)化技術(shù);研究

水庫(kù)管理部門(mén)工作人員通過(guò)對(duì)新型的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，可以有效提高監(jiān)測(cè)工作效能，科學(xué)精準(zhǔn)、規(guī)范有序的監(jiān)測(cè)，不僅可以對(duì)工程施工提供科學(xué)的指引與改進(jìn)，還可以對(duì)大壩的運(yùn)行情況進(jìn)行及時(shí)的跟蹤檢測(cè)，能夠提前預(yù)測(cè)到大壩可能發(fā)生的各種危險(xiǎn)事故，從而及早做好防范措施，從而將損失與風(fēng)險(xiǎn)降到最低，為水庫(kù)大壩的安全運(yùn)行提供了有力的保障，同時(shí)也確保了庫(kù)區(qū)及下游人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)安全。

一、水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)的目的以及意義價(jià)值

據(jù)資料顯示，截至2017年底，全國(guó)已建成各類水庫(kù)98795座，總庫(kù)容9035億立方米。水庫(kù)大壩的運(yùn)用與我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和群眾的生活、生產(chǎn)是密切相關(guān)的，水庫(kù)大壩在興利除害方面發(fā)揮了重要的作用。作為關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的水利基礎(chǔ)設(shè)施。對(duì)其的安全監(jiān)測(cè)工作就顯得更加重要。其中，如建國(guó)初期建設(shè)的三門(mén)峽水庫(kù)這一類大壩，距今已有數(shù)十年了。由于水工建筑物理論技術(shù)在不斷發(fā)展，以前的工程項(xiàng)目原有的設(shè)計(jì)功能已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)在的發(fā)展要求。為了提高水庫(kù)的防洪能力，必須要對(duì)大壩進(jìn)行全面的除險(xiǎn)加固處理，讓其充分發(fā)揮效益，并對(duì)它們進(jìn)行有效的監(jiān)管。基于這種情況，政府水利部門(mén)已經(jīng)把大壩的監(jiān)管列為工作的重中之重。

水庫(kù)大壩出現(xiàn)故障的主要原因有：第一，自然災(zāi)害。如：地震、山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害都有可能會(huì)對(duì)其造成影響。而且由于我國(guó)特殊的地理原因，這些災(zāi)害在我國(guó)時(shí)有發(fā)生。第二，人為因素。水庫(kù)建設(shè)工程量大、施工地條件復(fù)雜，在工程的勘測(cè)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工中難免有不符合客觀狀況之處，致使設(shè)計(jì)方案有所欠缺，沒(méi)有達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，可能使得大壩的質(zhì)量存在嚴(yán)重的隱患，直接影響到了水利工程的安全運(yùn)行。

其目的與意義：水庫(kù)在長(zhǎng)期的負(fù)載運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)逐漸暴露出一些問(wèn)題，其安全管理的任務(wù)十分艱巨。當(dāng)前，大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化是監(jiān)測(cè)工作發(fā)展的主流方向，我們要把自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)技術(shù)引入到對(duì)水庫(kù)的實(shí)際監(jiān)管過(guò)程中。自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)包括：數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和數(shù)據(jù)自行分析處理兩個(gè)系統(tǒng)，通過(guò)該技術(shù)，我們可以準(zhǔn)確實(shí)時(shí)了解大壩運(yùn)行狀況下的各類技術(shù)數(shù)據(jù)和工作指標(biāo)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)站中心計(jì)算機(jī)軟件分析預(yù)測(cè)處理，為大壩安全管理工作提供決策依據(jù)。結(jié)果表明，大壩通過(guò)使用自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)技術(shù)以后，對(duì)洪水的應(yīng)對(duì)能力有了質(zhì)的提升，使得水庫(kù)里的水位始終保持在安全的范圍之內(nèi)，還能夠?qū)λ畮?kù)水位進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，以保證下游的農(nóng)民在耕種的時(shí)候有足夠的水量進(jìn)行灌溉。同時(shí)，也為本區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展提供了水資源支撐和防汛安全保障。

二、特點(diǎn)與設(shè)計(jì)的原則

其監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)是：大壩工程大多處于比較復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中、需要觀測(cè)的項(xiàng)目數(shù)量多、測(cè)點(diǎn)的數(shù)量比較寬闊、分布散亂等。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)方案的時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)其自身特殊的情況，再加入需要遵守的原則來(lái)制定方案。需要遵守實(shí)時(shí)、可靠、實(shí)用、先進(jìn)、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一等原則。因?yàn)樗畮?kù)庫(kù)區(qū)所涉及的區(qū)域廣泛，水庫(kù)大壩需要監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)繁多。因此，需要科學(xué)的選擇布設(shè)監(jiān)測(cè)設(shè)施、監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，采用現(xiàn)代先進(jìn)的技術(shù)，自動(dòng)快速的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)大壩監(jiān)測(cè)的實(shí)效性和精準(zhǔn)化。另外，還要保證大壩的自動(dòng)監(jiān)測(cè)在沒(méi)有電的情況下依然能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需要通過(guò)一些系統(tǒng)設(shè)備來(lái)幫助恢復(fù)數(shù)據(jù)，確保系統(tǒng)使用安全可靠。

三、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用的主要內(nèi)容

1. 水庫(kù)大壩的變形監(jiān)測(cè)。大壩的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是它的核心地帶，我們可以通過(guò)該技術(shù)對(duì)大壩實(shí)行有效的監(jiān)測(cè)，其中主要監(jiān)測(cè)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(shè)儀器，設(shè)置相應(yīng)測(cè)點(diǎn)，通過(guò)對(duì)位移量數(shù)據(jù)的采集和分析處理，判斷變形是否正常，預(yù)測(cè)變形發(fā)展的趨勢(shì)。

2.水庫(kù)大壩的滲流監(jiān)測(cè)。這種監(jiān)測(cè)包括兩個(gè)方面：滲透壓力和滲流量。這是大壩監(jiān)測(cè)體系中比較重要的監(jiān)測(cè)工作，通過(guò)該技術(shù)做到二十四小時(shí)不間斷的在線監(jiān)測(cè)，密切跟蹤滲透壓力與滲流量的數(shù)據(jù)信息，確保大壩的滲流現(xiàn)象處于安全狀態(tài)?；炷翂慰稍诶鹊腊惭b檢測(cè)裝置，在不同壩段監(jiān)測(cè)點(diǎn)安置感應(yīng)器，根據(jù)大壩的實(shí)際情況來(lái)安排滲流量的監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)。土石壩可在大壩的壩體和基部埋設(shè)測(cè)壓管，設(shè)置監(jiān)測(cè)感應(yīng)點(diǎn)，根據(jù)監(jiān)測(cè)得到的水位變化數(shù)據(jù)分析出滲流量的數(shù)據(jù)。

四、自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)技術(shù)的構(gòu)成

隨著自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際工作中的應(yīng)用，水庫(kù)管理工作人員應(yīng)該了解它的技術(shù)構(gòu)成與工作原理?，F(xiàn)在所使用的監(jiān)測(cè)技術(shù)主要是通過(guò)埋設(shè)在壩體內(nèi)部、壩基部位、壩頂、壩坡及周邊的監(jiān)測(cè)設(shè)備及智能傳感器、水壓、應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置采集數(shù)據(jù)，再經(jīng)過(guò)中央控制設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、分析預(yù)測(cè)、提供處理依據(jù)。

一個(gè)完整的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或檢測(cè)裝置通常是由傳感器、測(cè)量電路和顯示記錄裝置構(gòu)成，分別完成信息獲取、轉(zhuǎn)換、顯示和處理等功能。如水平、垂直位移傳感器，根據(jù)大壩的實(shí)際形態(tài)，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(jī)與電容兩種形式。電機(jī)反應(yīng)慢，但對(duì)環(huán)境要求不高，具有很好的可靠度;電容反應(yīng)速度快，但是對(duì)工作環(huán)境要求比較嚴(yán)格，而且如果線路長(zhǎng)容易導(dǎo)致偏差，使得監(jiān)測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。隨著近些年技術(shù)的不斷進(jìn)步，激光垂直位移檢測(cè)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(yǎng)費(fèi)也很高。因此會(huì)被一些單位拒之門(mén)外?，F(xiàn)在，隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷完善，很多單位加大了對(duì)這種技術(shù)的使用力度，大大地提高了水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)的效率和精度。

五、結(jié)語(yǔ)

本文分析了大壩安全監(jiān)測(cè)工作存在的問(wèn)題，指出了對(duì)大壩進(jìn)行自動(dòng)化處理的目的與意義所在，闡述了自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)中的滲流監(jiān)測(cè)、變形監(jiān)測(cè)方面的主要內(nèi)容，介紹了該技術(shù)的構(gòu)成。通過(guò)對(duì)其應(yīng)用的一些研究，使我們認(rèn)知到大壩安全監(jiān)測(cè)的重要性，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)的加盟，來(lái)不斷提高水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)效能。

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