浅议水库大坝安全监测管理

浅议水库大坝安全监测管理

刘相鹏

塔城市水资源中心 新疆塔城 834700

摘要：水利水电工程是通过科学合理的措施对水资源进行调控和利用。通过对水资源的合理优化与利用,达到促进社会经济发展、降低洪涝灾害的发生。近些年我国为合理利用水资源,大力的推行水利水电工程的建设。而水库大坝作为水利水电工程中的基础,对其进行安全监测也是维护水利水电工程安全运行的重要措施。本文通过对水利水电工程中大坝安全监测工作的解读,积极推进我国大坝安全监测工作的完善与改进。

关键词：水库大坝；安全；监测管理

引言

大坝是投资与效益成正比、溃坝后会对下游群众生命财产造成严重灾难的重点建筑物,及时掌握其结构、边界条件及运行环境以及工作状态,保证大坝安全运行与效益正常发挥。

一、、我国水库大坝安全监测与管理过程中出现的问题

在进行水库大坝选址以及使用时，需要对其周边的地质情况进行勘查。特别是在水库大坝修建过程中，会改变其所在区域的地形、地应力以及承受能力，不仅如此，水库中的水还会出现下渗，若水库所在区域土壤较为疏松或者地质情况恶劣，容易出现地面下降以及地质断层等危险情况，危害周边居民的生命安全。

二、大坝安全监测的主要内容

2.1变形监测

变形监测是通过人工或仪器手段观测大坝整体或局部的变形量，用以掌握大坝在自重、水压力、扬压力及温度等环境量作用下的变形规律，了解大坝在施工和运用期间是否稳定和安全，研究有无裂缝、滑坡、滑动和倾斜等趋势。变形监测主要包括的内容有：表面变形，内部变形，坝基变形，裂缝及接缝，混凝土面板变形及岸坡位移等。在监测过程中，主要运用外部变形观测网、正倒垂线、印张线、伸缩仪、水准点、静力水准仪、倾角仪、多点位移计等方式进行变形监测。

2.2渗流监测

渗流监测是指在上下游水位差作用下产生的渗流场的监测，主要包括渗流压力、渗流量及其水质的观测。结合我国土石坝的病害情况，可将土石坝的渗流病害分为：坝基渗漏，坝肩渗漏，坝体及防渗体渗漏，下游排水体及反滤料淤堵，坝下涵管渗漏，防渗体与刚性建筑物接触渗漏，动物危害，岩溶渗漏，侵蚀性危害等。

针对上述病害，土石坝在渗流方面主要监测项目有坝体渗流压力观测，坝基渗流压力观测及渗流量观测等。坝体渗流压力观测主要包括观测断面上的压力分布和浸润线位置的确定。坝基渗流压力观测主要包括坝基天然岩土层、人工防渗和排水设施等关键部位渗流压力分布情况的观测。渗流量观测主要由三部分组成，分别为坝体的渗流量、坝基的渗流量、通过两岸山体绕渗或两岸地下水补给的渗流量。

2.3内部监测

内部监测主要包括温度监测、混凝土应变力（压力）监测、钢筋应力监测及锚索应力监测等。土石坝而言，其压力（应力）监测主要包括孔隙水压力、土压力（应力）、接触土压力以及混凝土面板应力等。混凝土坝而言，其内部监测主要包括坝体（坝基）应力监测、锚杆（锚索）应力监测、钢筋应力监测、钢板应力监测及温度监测等。值得说明的是，在进行内部监测的同时，应与变形监测、渗流监测项目相结合。

2.4水力学监测

水库大坝作为水利工程枢纽的重要组成部分，对其进行水力学监测就显得尤为重要。水力学监测项目主要包括动水压力监测、水流流态监测、水面线监测、流速监测、泄流量监测、空蚀及消能监测等。值得注意的是，水力学监测项目应根据实际输、泄水建筑物的结构模式、工程或试验研究的需要进行选择。

2.5环境量监测

环境量监测主要包括气温监测、降雨监测、水库水温监测、水库泥沙淤泥监测、下游河床冲淤测量等。通过监测环境量，可以进一步掌握环境量的变化规律及其对大坝变形、渗流和应力等的影响情况，对水库大坝安全监测的精确度打下了坚实的基础。

三、如何进行我国水库大坝的安全监测与管理

3.1对水库大坝周围的地质情况进行细致的勘查

要想对水库大坝更好地进行安全监测与管理，第一步需要做的是对其周围的地质情况进行细致的勘查。勘查的主要内容包括该区域的稳定性、地形地貌特征以及岩石的结构。同时针对坝址附近是否存在地质断层进行勘查，为坝址的选择提供科学的数据支持。例如，在对水库大坝周围地质情况进行勘查时，勘查人员需要勘测区域内的地形地貌，选择狭小、分明的基岩“V型”谷或者“U”型的基岩河谷内作为坝址，一方面，“U”型谷具有较为坚硬的岩石结构，适合修建混凝土重力坝，便于对水流产生较强的缓冲作用。另一方面，在“U”型谷修建大坝对周边环境的影响较小，可以发挥真正的作用。此外，在对岩石结构进行勘测时，需要勘测其结构是否完整，并对其抗水性能、坚硬程度以及透水性能进行科学的评估，尽量选择花岗石作为岩石结构，同时对岩石的风化夹层与风化壳的位置进行标注，从而为水库大坝的施工与使用提供准确的数据记录，降低后续大坝出现风险的概率，提高大坝的使用效率。

3.2针对水库大坝可能出现的风险制定应对措施

另一个需要采取的措施是针对水库大坝可能出现的风险制定应对措施。由于水库大坝在施工以及使用过程中有着较多的不确定因素，因此需要对使用过程中容易出现的风险进行预防，制定预防措施。一方面，水库大坝的施工一般要承包给建筑企业，有关部门需要针对施工进程、施工质量以及关键技术制定统一的技术标准，并对施工过程中容易出现的误差以及失误进行记录，同时简化风险汇报体系，将风险及时地反馈给管理部门。另一方面，受气候影响，水库大坝容易出现溃坝等险情，而管理部门需要对溃坝等险情建立监测预警系统，便于对水库大坝正常使用的管理。

例如，管理部门需要对施工过程进行安全监测，重点监管施工材料的采购、各岗位的人员配置以及机械设备的使用等方面。在施工材料的采购上，选择坚硬程度高、规格参数准确以及透水性能较弱的材料，并做好水流冲刷的性能测试，以保证施工过程的质量。并针对材料配比、施工质量控制以及后期监理等工作环节做好人员配置，同时选择合适的机械设备，保证施工进程。在水库大坝的应用过程中，管理人员应当对溃坝等突发情况做出应急预案，同时完善风险预估系统，尽可能地考虑到气候以及自然灾害等不确定因素，并将应急措施覆盖到水库大坝施工以及后续使用的所有环节。

3.2提高对水库大坝的安全监测水平

以互联网技术为基础的智能监测系统对水库大坝的使用提出了新的要求，而安全监测与管理也在朝着系统化以及智能化的方向发展，因此，利用智能监控系统对水库大坝进行科学的监测符合技术发展的潮流。管理部门需要对监测工作中的风险预警、信息反馈以及问题解决等环节进行完善，以保证水库大坝的使用安全。

例如，在对水库大坝进行安全监测时，管理部门可以引入智能监控系统，对经过大坝的流速、水流冲击力以及水流水位进行实时的监控，而当水位下降或上升时，将水位变化的信息通过信息传输装置传至计算机设备，以便于监测人员根据水位变化采取合理的应急措施，保证水量的稳定以及大坝的使用安全。在出现自然灾害以及气候变化时，则可以对智能控制系统进行设置，做好防洪防汛或者抗旱工作，使水库大坝发挥出应有的作用。

四、结束语

小型水库存在大坝安全隐患多、管理薄弱、安全监测落实不到位等问题，近年来许多水库的除险加固工程陆续开展，但更需要加强对大坝变形、渗流、水文气象等安全因素进行科学合理的监测，通过管理和制度创新，使小型水库各项工作良性发展，确保大坝安全、人民生命财产的安全和生态环境的安全。

参考文献：

[1]田建平.探析大坝安全监测工作的开展[J].四川水泥,2017(10):243.

[2]谢家军,张大伟.小型水库大坝安全监测技术研究[J].中国水能及电气化,2017(10):19-21.