简述水利水电工程中的大坝安全监测技术梁亚勇张鹏飞

简述水利水电工程中的大坝安全监测技术梁亚勇张鹏飞
发布时间：2021-10-30T02:38:07.080Z 来源：《基层建设》2021年第19期作者：梁亚勇张鹏飞[导读] 中国作为世界上著名的筑坝大国，全国已建成各类水库大坝近10万座，数量和规模均居世界首位
瀚海工（河南）水电工程有限公司河南开封 475000水摘要：中国作为世界上著名的筑坝大国，全国已建成各类水库大坝近10万座，数量和规模均居世界首位。

江西省作为水利水电大省，中小型水库众多，据统计，全省已建成中小型水库10605座，占全省水库总数约98%，这些水库在江西省的经济建设和发展中发挥了巨大作用。

水库综合能效的发挥必须建立在工程安全的基础上。

因此，采取合理有效的措施，了解和掌握在役水库的安全状况，对于保障水库的安全运行具有重要意义。

水库是否安全，要依托科学的数据。

依托大坝预埋的各类监测设施，对大坝的安全状况实施监测，及时获取大坝安全监测资料，科学评估大坝的工作状态，进而采取有效的工程性措施，以确保水库的安全运行。

关键词：水利水电工程；大坝；安全监测技术
引言
大坝工程安全监测工作旨在排除会对大坝工程造成影响的隐患因子，保障水利水电工程的质量，作为大坝工程中重要的内容，安全监测技术至关重要。

虽然我国水利水电工程中大坝安全工程监测技术已经在一定程度上实现了突破，但距离发达国家还有一定差距，所以相关部门要进一步完善大坝安全监测工作，针对现存的问题，制定行之有效的改革措施，提高大坝工程建设质量，从而提高水利水电工程的整体质量，推动我国水利水电工程的快速发展。

1大坝安全监测技术应用重要意义1.1提升观测精度以往在开展大坝监测工作期间，主要采用的是人工测量的方式。

受设备、人员等因素的影响，监测结果难免存在一定的误差。

同时，监测期间所使用的方法、监测环境等因素，也对监测结果有重要的影响。

但是，通过大坝监测系统的应用，可以通过信号的方式进行数据的收集与传输，并且数据采集设备的精确度显著提升，使监测结果更加精确。

此外，监测到的数据还能进行远距离实时传输，极大地降低了监测人员的工作量。

1.2系统功能性提高采用人工方式进行大坝监测时，数据采集仅是整个监测环节的第一步，完成数据采集之后，还要进行数据的计算、审核、整理、分析等流程。

上述工作需要消耗大量的人力、物力与财力，并且工作人员的工作强度大大提高。

近几年来，通过安全监测自动化系统的合理应用，使烦琐的流程变得简单，同时该系统有强大的功能，通过将监测到的数据以表格、曲线的形式展示给技术人员，使监测流程变得简单。

2水利水电工程中的大坝安全监测技术2.1预警预报
正常状态指大坝完成设计功能后不存在影响正常使用的明显缺陷，且各主要监测量的变化连续在允许区间内；异常状态指大坝工程的某些功能已不能完全满足设计要求，或主要监测量频繁出现异常而可能影响正常使用；险情状态指大坝工程出现危及安全的严重缺陷或环境监测量中危及安全的因素正在加剧，致使主要监测量出现较大异常，按设计条件继续运行将会出现大事故的状态。

预警预报模块主要包括发送配置、预警配置、模板管理和预警信息四部分。

在三种状态下，都有相应的触发阈值，一旦达到某种状态，预警模块可根据定制的发送规则，发送水库大坝运行状态消息。

管理人员可以根据生成的评价报告和状态信息及时对水库大坝安全运行制定准确的措施办法，为水库运行调度提供直接、可靠、及时的信息及决策依据。

2.2日常安全巡视安全巡视是大坝安全监测基本的监测方式，由于大坝在水利水电工程中的重要性，其安全监测工作也尤为重要，因此日常的安全巡视工作是不可或缺的工作环节。

安全巡视工作主要针对大坝的整体结构进行巡视和安全检查，检查大坝是否出现变形、裂痕、渗水等质量问题，并且在巡查过程中清理大坝周围的污染物，避免污染物进入大坝的泄洪通道中，导致泄洪功能效率的降低，影响水利水电工程的正常运行。

另外，大坝内部的电气设备也需要定期的维修和监测，确保其能够正常的供电，不影响水利水电工程的安全运行。

2.3大坝应力监测
大坝的应力坝体在外力和自重作用下形成的内部应力，应力监测是在坝内埋设土压力计，根据对大坝自身应力的计算，掌握大坝的应变量，将大坝安全监测数据控制在安全应变量内，就可以避免大坝出现变形、沉降的情况，确保大坝运行的安全性。

随着科学技术的发展和大坝结构的变化，大坝应力监测用到的设备应运而生，现阶段常用的设备包括平衡式压力计、钢弦式土压力计、电阻应变式土压力计，以及差动电阻式土压力计等，在选择时要根据大坝的实际情况，结合压力计的使用功能妥善选择，从而确保监测数据的精准性。

2.4安全评价分析
针对大量监测数据，采用灰色系统理论和过程突变理论，建立监测数据在线检验模型，利用模型对监测数据的合理性和真实性进行在线检验，采用模糊测度和模糊积分算法，梳理监测数据，建立准确度高、能够代表大坝安全运行的评价大数据库。

依据鉴定标准和监测规范，对大坝安全进行定期评价、实时评价和动态评价，形成数据评价报告。

利用监测数据和评价报告，采用层次分析法确定权重向量和安全影响因子，通过权重融合原理将模糊一致判断矩阵法和均方差法确定的两种权重系数综合得出诊断元素的最终权重。

在确定模糊评价矩阵各因素的隶属度过程中，针对定性因子采用逐级估量法和专家评分法进行隶属度确定，并应用人工神经网络技术建立基于自学习神经元的网络监控模型，预测预报大坝安全状态演进趋势，建立具有逻辑推理功能的大坝安全监测专家系统，实现大坝安全智能决策支持功能。

最终软件系统对水库大坝的安全状态进行综合预评价，按预先设置的三种状态（正常状态、异常状态、险情状态）发布预警输出和人机互动。

3应用案例分析
某水电站在进行大坝建设工作时，用到了安全监测系统。

该水电站水库的蓄水位高达398m，库存容积方面达到了6630万m3。

设计过程中，采用了混合开发的模式。

其中，水库的引流量达到了2640.9m3/s，水电站装机容量为772MW。

工程建设期间，由于水电站项目包含了多个厂房、水坝、闸阀等设施，因而施工工作存在一定的复杂性，工程施工过程中用到了大坝安全监测系统。

①在厂房的廊道内部安装了相应的监测装备，对结构的升降数据进行全面观测；②在厂房机蜗壳附近安装了钢筋计，用于钢筋受力状况的监测；③在坝纵处布置下渗流设备，用于断面结构的监测。

同时，使用渗压计进行集水井、渗透集水井的监测，主要的监测参数为渗透压力；④在坝体的泄洪冲沙闸中，利用渗流监测设备进行断面情况的监测。

通过上述监测设备的安装，可以对设备状况以及工程建设情况进行实时的监测，进而为水库建设与后期维护提供了保障。

需要指出的是，由于大坝安全监测系统的合理应用，节省的工程成本超过了两百万，同时规避了数据采集过程中外界环境以及人员因素对数据精度造成的不利影响。

此外，该系统的应用减少了数据采集环节的工作量，降低了工作强度，并且为后期数据的整理、分析提供了便利。

结语
综上所述，大坝作为水利水电工程中重要的组成部分，其安全监测工作尤为重要，要提高对安全监测的重视，引进先进的大坝工程安全监测技术，相关的监测部门要对现用的监测流程进行系统分析，借鉴先进的安全监测技术，找到现存的问题，采取有效的措施进行优化和改进，确保大坝工程安全监测工作的顺利开展，提高安全监测的有效性，为整个水利水电工程提供安全运行的保障。

参考文献：
[1]梁定浩.水利水电工程中的大坝安全监测[J].建材发展导向（上），2020，18（3）：357-358.
[2]朋毛当智，郭金敏.浅谈水利水电工程中的大坝工程安全监测控制[J].建材发展导向（下），2019，17（9）：336.。