水库大坝安全监测技术标准相关问题探析

水库大坝安全监测技术标准相关问题探析

孔雪刚

新疆头屯河流域管理局  新疆  831100

摘要：在水库大坝安全管理的过程中，水库大坝安全监测是非常重要的部分，通过对水库大坝安全监测技术的运用，能够实现对水库大坝安全情况的充分掌握，从而在此基础上实现水库的安全、稳定运行。水库大坝安全监测有关技术标准的制定与实施将会对大坝的安全监测工作造成非常直接的影响，倘若所制定的安全监测技术相关标准缺乏科学性与合理性，就将会对水库大坝的安全运行造成阻碍。因此，针对水库大坝安全监测技术标准所进行的研究是很有必要的。

关键词：水库大坝；安全检测；技术标准

引言

当前，清洁能源技术大力发展，对水资源的开发利用愈发频繁，水库大坝等水工建筑物不断增多。然而，近年来，各地水工事故频发，水库大坝安全监测工作对挡水建筑物设施的安全运行而言至关重要。不管是正在施工，还是已经投入使用的水库大坝，均需布设安全监测系统，监测不同时期的坝体、基础变形、渗压渗流、应力变化等情况，从而掌握水库大坝的演变趋势，精准预测水库大坝安全事故的发生可能性，加以预警，提出针对性解决措施，保障人们的生命财产安全。

1水库大坝安全监测的主要内容

渗流监测和变形监测是水库大坝安全监测的两个主要工作内容。其中，“渗流监测”需要对渗透压力、渗流量两项参数指标进行实时监测，“变形监测”需要从垂直和水平两个方向出发，实时监测水库大坝整体结构是否出现位移情况。

2水库大坝安全监测技术标准的相关问题

在水利行业当中，针对于大坝安全监测的相关技术标准通常情况下会被运用在大中型水库的土石坝及混凝土坝工程当中，而除这些工程以外的其他类型工程安全监测技术标准还并不完善，如堤防工程、水闸工程以及引调水工程等。与此同时，当前的相关监测技术标准也没有将梯级水库大坝间的安全联系作为重点来进行考虑，未对施工期安全监测和更新改造情况下的安全监测进行明确区分，同时也未充分结合安全监测与具体结构的失事风险。

3水库大坝安全监测相关技术的实际应用

3.1注重自动化监测系统的功能优化

水库管理部门可通过以下措施对水库大坝安全自动化监测系统的使用功能进行优化更新，以此改善监测系统层面存在的问题，获得更好的监测效果：（1）在自动监测系统中嵌入基于人工智能技术开发的大坝安全分析评价预报系统。该系统能够利用计算机、大数据及人工智能技术，根据监测数据自动开展坝体裂缝分析、浸润线分析、位势分析、过程线分析等数据深度处理分析工作，并通过人工神经网络评价模型、灰色关联度评价模型等数字模型的构建，对大坝安全性进行智能分析，当发现潜在安全风险后会在第一时间发出的预警信息。（2）对系统通信形式进行优化。优先采用光纤传输作为系统的主要通信方式，以此降低外界噪声、电磁辐射等因素对数据信息传输过程的干扰，保证监测数据传输的完整性和质量性。光纤传输分为单模和多模两种传输模式，前者适用在长距离、大容量的传输系统中，后者在使用时需要通过降低传输数据率的方式来防止信号码元串扰。

3.2 编写针对小型水库的大坝安全监测技术标准

就目前来看，水利行业的水库大坝安全监测技术标准中，主要应用的是《土石坝安全监测技术规范》以及《混凝土坝安全监测规范》，但这些规范是针对大中型水库而制定的，其中的要求也更符合大中型水库的情况，小型水库往往只能够参考其中的内容，但在具体落实方面存在诸多问题。例如，上述技术标准明确提出渗流监测横断面布置应当为 3 个以上，但具体来看，小型水库的规模往往比较有限，无论是工程建设的投入还是管理水平都相对较低，因此渗流监测通常只是简单的布置，一般会在老河床坝段设置 1 个横断面，对其渗流压力情况进行监测。基于这种情况，必须要充分结合小型水库大坝在规模、资金等各方面的实际情况，提出更具有针对性的小型水库大坝的技术标准，例如《小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范》《中小型水利工程地质勘查规范》等。

3.3智能管理

应用物联网技术的主要优势在于信息的互联互通与智能控制，基于对安全监测数据的分析，能在如下几方面实现智能化管理与控制。（1）以往的安全监测基本上是间隔一定时间进行自动化数据采集，而时间间隔太短，则极易造成内存占用过大，无形中徒增采用设备的使用频率，缩短使用寿命，而且大部分数据是无用数据；时间间隔太长，易漏掉数据极值，不能第一时间发现隐患。依据采集数据自动化调整采集频率（如水位升高后，自动增加监测频次），不仅能确保隐患及时察觉，而且不会过多采集数据。因此，水库大坝安全监测系统可通过对数据的挖掘分析，依据监测平台对洪水漫顶、渗透破坏、边坡失稳等风险的实时分析结果，动态化调整监测频次，一旦洪水、渗透、边坡的风险发生率达到预设值，将自动提高数据采集频率。（2）依据粗差识别，合理判断采集所得数据，与仪器自检结果进行比较，便能判断仪器是否失效，一旦察觉失效便立即发出预警，则要及时换新仪器。（3）数据采集之前需要第一时间自检，尤其是采集系统的电力供应情况，如果电量不足则发出报警；对内存动态监测，内存不足会直接影响采集效率，定期清理无用内存。（4）针对混凝结构的水库大坝（比如重力坝、堆石坝等），如果温度发生变化，会产生明显的温度应力，从而导致出现结构性破坏，直接降低使用寿命，因此要结合对温度参数的监测数据，自动启用对水库大坝的喷淋装置，通过喷淋操作降低水库大坝温度，保障大坝安全性。针对拱坝等大体积混凝土，还应考虑建设时设计通水降温系统，当传感器监测坝体内部温度达到预警值时，将自动通水降温，确保水库大坝不会出现温度裂缝。

3.4智能监测结构，保证大坝稳定

在对水库大坝进行施工建设时，对于大坝的结构及内在构造有着较高的要求，在项目的安全验收阶段当中，还将会对其内在构造实施严格的验收。所以，在水库大坝投入使用以后，必须要针对大坝的各个方面进行全面的安全监测，如结构是否存在变形、内在构造是否存在损坏等等。在进行监测的过程中，相关人员能够通过对安全监测技术的运用来在水库大坝施工建设之初就在大坝结构内安装监测系统。尤其是对那些容易出现变形的位置，应尽快安装相应的监测设备。在安装过程中，需要分别在大坝的垂直与水平方向上实施安装监测。在大坝正式运行以后，相关人员在监测水库大坝的过程中应以大坝在横向与纵向方向上的数据来作为依据，在此基础上分析是否存在位移等的各种问题。现阶段，我国超过90%的水库大坝所使用的均为混凝土结构，因此存在众多的监测预备点，但针对水库大坝位移问题所进行的监测在当前还并未广泛推广。在此情况下，许多小型水库大坝在运行时就算出现了位移问题往往也难以被及时发现，这就会导致水库出现严重损失。所以，在所有的水库大坝当中，需要结合情况，每隔50m左右就对监测点进行设置，保证水库大坝的所有结构及构造均能够被严格监测，使相关监测人员能够尽快发现问题所在，以此来进一步加强水库大坝运行的稳定性。

结语

伴随着科技的发展，当前对水库大坝的安全监测提出了更高的要求，水库大坝安全监测的相关法规、规章及技术标准也应当不断更新、优化，从而满足当下水库大坝在安全监测方面的需要。为了避免水库大坝在运行的过程中出现事故，必须要结合水库大坝的实际情况，制定出更具有针对性的安全监测技术标准，并在这些技术标准中对水库大坝的安全监测提出具体要求，从而为水库大坝的运行与发展提供帮助。

参考文献

[1]马梦鸽,厍海鹏.安全监测自动化技术在三河口水利枢纽中的应用[J].陕西水利,2022(08):109-112.

[2]马合木提·阿木提.安全监测系统在水利工程运行中的应用[J].河南水利与南水北调,2022,51(06):100-102.