浅谈水库大坝安全检测自动化技术应用
来源:用户上传
作者:
摘 要：水库大坝是我国重要的民生建设工程，它的安全检测显得尤为重要。水库大坝的检查监测是水利工程建设的重要一环，是水利管理工作必不可少的重要组成部分。本文现就水库大坝安全监测的目的与意义进行简单的阐释，然后再对自动化监测技术的主要内容以及技术构成进行大概的說明。
关键词：水库大坝;安全监测;自动化技术;研究
水库管理部门工作人员通过对新型的自动化监测技术的应用，可以有效提高监测工作效能，科学精准、规范有序的监测，不仅可以对工程施工提供科学的指引与改进，还可以对大坝的运行情况进行及时的跟踪检测，能够提前预测到大坝可能发生的各种危险事故，从而及早做好防范措施，从而将损失与风险降到最低，为水库大坝的安全运行提供了有力的保障，同时也确保了库区及下游人民群众生命和财产安全。
一、水库大坝安全监测的目的以及意义价值
据资料显示，截至2017年底，全国已建成各类水库98795座，总库容9035亿立方米。水库大坝的运用与我国的经济建设和群众的生活、生产是密切相关的，水库大坝在兴利除害方面发挥了重要的作用。作为关系到国计民生的水利基础设施。对其的安全监测工作就显得更加重要。其中，如建国初期建设的三门峡水库这一类大坝，距今已有数十年了。由于水工建筑物理论技术在不断发展，以前的工程项目原有的设计功能已经不适应现在的发展要求。为了提高水库的防洪能力，必须要对大坝进行全面的除险加固处理，让其充分发挥效益，并对它们进行有效的监管。基于这种情况，政府水利部门已经把大坝的监管列为工作的重中之重。
水库大坝出现故障的主要原因有：第一，自然灾害。如：地震、山体滑坡等地质灾害都有可能会对其造成影响。而且由于我国特殊的地理原因，这些灾害在我国时有发生。第二，人为因素。水库建设工程量大、施工地条件复杂，在工程的勘测、规划、设计和施工中难免有不符合客观状况之处，致使设计方案有所欠缺，没有达到施工标准，可能使得大坝的质量存在严重的隐患，直接影响到了水利工程的安全运行。
其目的与意义：水库在长期的负载运行过程中，会逐渐暴露出一些问题，其安全管理的任务十分艰巨。当前，大坝安全监测自动化是监测工作发展的主流方向，我们要把自动化安全监测技术引入到对水库的实际监管过程中。自动化监测技术包括：数据自动采集和数据自行分析处理两个系统，通过该技术，我们可以准确实时了解大坝运行状况下的各类技术数据和工作指标，并根据监测站中心计算机软件分析预测处理，为大坝安全管理工作提供决策依据。结果表明，大坝通过使用自动化安全监测技术以后，对洪水的应对能力有了质的提升，使得水库里的水位始终保持在安全的范围之内，还能够对水库水位进行合理的调节，以保证下游的农民在耕种的时候有足够的水量进行灌溉。同时，也为本区域经济社会的发展提供了水资源支撑和防汛安全保障。
二、特点与设计的原则
其监测的特点是：大坝工程大多处于比较复杂的地质环境中、需要观测的项目数量多、测点的数量比较宽阔、分布散乱等。设计人员在设计方案的时候，应该根据其自身特殊的情况，再加入需要遵守的原则来制定方案。需要遵守实时、可靠、实用、先进、标准统一等原则。因为水库库区所涉及的区域广泛，水库大坝需要监测的监测点和监测数据繁多。因此，需要科学的选择布设监测设施、监测站点，采用现代先进的技术，自动快速的进行数据传输，以此来实现大坝监测的实效性和精准化。另外，还要保证大坝的自动监测在没有电的情况下依然能够正常运转，需要通过一些系统设备来帮助恢复数据，确保系统使用安全可靠。
三、自动化监测技术应用的主要内容
1. 水库大坝的变形监测。大坝的基础结构是它的核心地带，我们可以通过该技术对大坝实行有效的监测，其中主要监测大坝水平位移与垂直位移两方面。在混凝土的大坝的重要的和有代表性的横截面上，安装埋设仪器，设置相应测点，通过对位移量数据的采集和分析处理，判断变形是否正常，预测变形发展的趋势。
2.水库大坝的渗流监测。这种监测包括两个方面：渗透压力和渗流量。这是大坝监测体系中比较重要的监测工作，通过该技术做到二十四小时不间断的在线监测，密切跟踪渗透压力与渗流量的数据信息，确保大坝的渗流现象处于安全状态。混凝土坝可在廊道安装检测装置，在不同坝段监测点安置感应器，根据大坝的实际情况来安排渗流量的监管标准。土石坝可在大坝的坝体和基部埋设测压管，设置监测感应点，根据监测得到的水位变化数据分析出渗流量的数据。
四、自动化安全监测技术的构成
随着自动化技术在实际工作中的应用，水库管理工作人员应该了解它的技术构成与工作原理。现在所使用的监测技术主要是通过埋设在坝体内部、坝基部位、坝顶、坝坡及周边的监测设备及智能传感器、水压、应力监测装置采集数据，再经过中央控制设备进行数据储存、分析预测、提供处理依据。
一个完整的监测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置构成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。如水平、垂直位移传感器，根据大坝的实际形态，水平位移有横向与纵向两种模式，位移传感器工作方式是电机与电容两种形式。电机反应慢，但对环境要求不高，具有很好的可靠度;电容反应速度快，但是对工作环境要求比较严格，而且如果线路长容易导致偏差，使得监测结果不准确。随着近些年技术的不断进步，激光垂直位移检测得到了使用。收到很好的效果。但是也有不足之处，就是成本比较高，而且后期的保养费也很高。因此会被一些单位拒之门外。现在，随着自动化技术的不断完善，很多单位加大了对这种技术的使用力度，大大地提高了水库大坝安全监测的效率和精度。
五、结语
本文分析了大坝安全监测工作存在的问题，指出了对大坝进行自动化处理的目的与意义所在，阐述了自动化监测技术中的渗流监测、变形监测方面的主要内容，介绍了该技术的构成。通过对其应用的一些研究，使我们认知到大坝安全监测的重要性，通过自动化技术的加盟，来不断提高水库大坝安全监测效能。
参考文献：
[1]陈玉莲.水库大坝安全监测自动化技术在水库安全中的应用[J].中国水运（下半月），2016，（03）.
[2]卢万友.梅山水库大坝安全监测自动化系统及运行管理[J].江淮水利科技，2012，（02）.
[3]温有鸣，王秀弟，刘丹.汤河水库大坝安全监测自动化系统的故障诊断系统分析[J].黑龙江水利科技，2012，（09）.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15036482.htm
