水电站大坝安全监测及自动化发展方向探析

水电站大坝安全监测及自动化发展方向探析

发表时间：2020-03-24T01:56:46.072Z 来源：《防护工程》2019年21期作者：王强

[导读] 我国水电工程的快速发展推动我国整体经济建设发展迅速，近年来我国经济发展速度较快，对于电力的需求也不断增加。

四川嘉陵江小龙门航电开发有限公司四川南充 637000

摘要：我国水电工程的快速发展推动我国整体经济建设发展迅速，近年来我国经济发展速度较快，对于电力的需求也不断增加。水力发电是获取电力资源的重要途径。为了确保水电站发电系统的正常运行，需要做好水电站大坝的安全监测和管理工作。堤坝作为水电站重要的防护建筑，其牢固性和稳定性直接关系到水电站的安全。

关键词：水电站大坝；安全监测；自动化发展方向

引言

科学技术的快速发展推动我国整体经济建设发展迅速，为我国人们的生活水平和生活质量保驾护航。随着水电工程技术的快速发展，水电站大坝的监测手段也比以前丰富了很多，尤其是计算机技术的发展，让水电站的监测工作迈入了自动化的时代。为了能够合理利用自动化技术，需要结合功能需要，建立自动化的监测系统。

1水电站大坝安全监测自动化的意义

通过对水电站大坝进行自动化安全监测，可以更好地发挥水电站大坝的经济效益。水电站大坝一旦发生安全问题，则会给人民群众的生命财产安全带来较大的影响，其会波及十分广泛的范围，带来严重的社会影响。同时水电站安全稳定的运行，也是水电站大坝建设经济效益和社会效应得以发挥出作用的重要保障。同时采用自动化方式来对水电站大坝的安全进行监测作业，要有效地保证大坝建设过程中具备良好的环保效应，减少对当地环境的破坏。

2大坝安全监测设备

1.水平位移自动化监测设备，水平位移自动化监测设备主要利用垂线和引张线，包括电容式和步进电机式两种，步进电机式垂线坐标仪利用步进式电机带动红外探头对垂线进行跟踪，并通过驱动步进式电机的电压脉冲来计算垂线的位移，电容式仪器使用电感原理进行判断。电容式测读具有速度快的优势，但是在使用的过程中对环境的要求很高，如果线体太长，中间也很容易出现偏离的情况。而步进电机的测读速度虽然很慢，但是相对而言对环境的要求很低，并且测量时也具有较强的稳定性。

2.垂直位移自动化监测设备，多数水电站大坝的垂直位移都是采用静力水准系统进行自动化的监测，观测水平位移的真空激光准直系统也具备对垂直位移的监测功能。目前，比较常用的还有光电式坐标仪，该监测设备利用物镜将垂直图形投射在光电二极管集成块上，利用电子线路的转换来对垂直位移进行观测，一些工程监测土石坝部分的分层沉降情况采用了自动充水装置，利用液压传感器进行自动化监测。

3水电站大坝安全监测自动化的现状

在我国颁布了水电站大坝安全监测设备改进和升级规划，自打颁布了规划之后，我国有多座水电站大坝都进行了相应的改造，经过各工作人员不懈的努力，除了一些规模比较小的水电站还没有进行改造工作以外，剩下的中级及以上规模的水电站，基本上对其完成了安全监测的改造工作。在对水电站大坝安全监测进行改造和升级以后，有效提升了水坝监测的精度、可靠性以及其稳度，不仅如此，在改进和升级水电站大坝安全监测系统的基础上，还优化了整个安全监管系统。在升级的同时，建设了一些防止水泵变形和渗流的监测项目，对于整个水电站大坝安全监测系统的升级工作，要给予非常高的肯定，但是同时不能止步于此，还要看到目前水电站大坝安全监测自动化现状当中存在的一些问题。比方说有些大坝在布置监测点时出现了布置不合理的情况，最后导致整个监测精度不符合规范，还有一些大坝由于长时间没有维修人员进行合理维修出现了设备老化，以及设备损坏的情况，并且一般这样的大坝自动化的技术也不高。另外，对于一些新建设的大坝，不能够按照原有的固定模式来处理其工作方式，对于那些新建的大坝的相关监测项目，必须要根据大坝所处环境，以及其运行的基本情况来完善。目前所使用的水电站大坝安全监测系统相较于80年代来说已经有了非常大的进步，不仅能够对整个水坝系统进行有效的监测还能够利用数据进行模型的建立、报表的制作以及图形的分析，开展水电站大坝安全监测自动化工作有着许多优点，比方说，此自动化系统能够有效的提升数据监测的精准度，并且能够减少人工监测的劳动强度，在一定程度上也提高了整体的监测力度，是保障大坝安全运行的另一种方式。通过多方调查与研究发现目前在水电站大坝监测自动化方面，各个水电站的升级改造的结果各不相同，并且出现了功能层次不一的情况。

4安全监测自动化的发展

4.1监测项目的设置

在提升水电站监测项目的改造过程中我们始终要从“需要”和“可能”两个词作为发展的出发点。对于运行时间较为久远的水电站大坝，其设置相关的监测项目的主要目的就是为了能够更好地指导施工，在工程完工后其价值与使命也会随之结束;对于一些以科学研究为目的而

设置的监测项目来说，通过监测监控数据变化的规律，以此来达成科研目的。因此一旦科研工作结束，其任务也会随着科学研究的结束而结束。因此应当依据大坝的实际情况，施工设计以及运行情况作为参考，针对大坝目前存在的一些关键部位、薄弱环节等设置监测。通过对监测项目的针对性的加强和凸出，能够有效的减少整个自动化监测系统的测点使用数量，同时能够更好的提升监测数据的准确性和有效性，所得出的数据的可靠性也会更高，对于各个大坝不同的情况也会得出不同的监测数据.

4.2硬件

现如今，早已经不是过去那个不发达的时代，自从迈入了智能化的时代，身边的一切都反映着科学的力量，像电子仪器，计算机等已经深入到了人们生活的各个角落，并且随着时间的发展，生活已经逐渐离不开这些电子仪器。既然电子产品已经深入到了生活的各个角落，当然也不会在研究水电站大坝监测系统时将其遗忘，毕竟水电站大坝系统的安全监测是与生活生产息息相关的。随着科学技术的发展，在研究水电站大坝监测系统时必然会将科学技术融入到水电站大坝的实际工作当中，不断吸收这些科学技术的优势和长处，希望能够为水电站大坝监测工作的自动化研究提供更高的技术支持。比方说智能化的传感器，以及智能化的变送器的应用，将通信技术推向了一个更加准确的发展阶段，当然在水电站大坝监测系统当中，也会使用远程网络以及PDA。

4.3监测范围的发展

在当前我国水电站大坝案例监测工作中，其安全监测范围具有较强的局限性。即往往是水电站需要哪些数据则进行哪些监测，而且基于成本方面的考虑，一些不重要的数据也不进行监测，只是针对一些重要的数据进行监测。这样就会导致一些监测细节被漏掉，极易埋下安全监测隐患。针对大坝安全监测自动化的发展，在未来水电站大坝安全监测工作中，需要进一步拓展监测的范围，同时需要将水电站大坝建设与监测工作相结合，即在大坝建设过程中就要对全程监测问题进行考虑。将安全监测纳入水电站大坝建设体系中来，这样则可以实现水电站大坝的全程的安全监测，并能够针对重点部位实施精细化监测，应用具体的监测数据来对大坝建设进行优化，确保安全监测数据能够更好地服务于大坝建设。

结语

近年来我国水电站大坝安全监测自动化取得了较快的发展，但在实际运行过程中还存在一些不足之处，因此要求监测人员要不断提升自身的业务水平，重视大量自动化监测新技术和新产品的应用，确保水电站大坝监测自动化系统的实用性，并加快推动其智能化的发展，确保水电站大坝的安全运行。

参考文献：

[1]张文飞.浅述水电站大坝安全监测现状及其自动化动态[J].广东科技，2013，22（2）：58-59.

[2]王玉洁，周建波，董永.水电站大坝安全监测资料分析现状及展望[J].大坝与安全，2015（5）：50-57.

[3]姚姿伊，卢正超，裴安荣，等.宝兴河流域梯级水电站大坝安全监测自动化系统设计[J].水利水电技术，2014，45（8）：143-145.