水电站大坝安全监测存在的问题及对策

水电站大坝安全监测存在的问题及对策

【摘要】水电站大坝的受力情况比较复杂，受各种因素的影响，工作状况随时都在变化，而大坝的缺陷又具有隐蔽性、渐变性等特点，随着时间的推移，将逐渐暴露，不时地会出现异常现象。而水工安全监测工作是确保大坝长期安全运行的重要手段。本文归纳了水电站大坝安全监测存在的问题，对加强水电站大坝安全监测提出了对策。

【关键词】水电站大坝；安全监测；自动化；观测资料；监测设备

一、水电站大坝监测状况

水电站大坝的安全监测，是指运用特定的仪器设备，对大坝主体、大坝地基部位、大坝附近的岸坡以及大坝周边自然状况所做的观测和巡查。对于水电站大坝进行及时的监测，有利于在第一时间发现大坝的安全隐患，采取适当的措施消除这些隐患，确保水电站大坝质量安全，保护大坝附近居民的健康和财产安全。

截至目前，我国各地共有约8.5万座大中型水库，这些水库运行状况基本平稳，尤其是某些性能稳定的大型水库。但是，由于受到社会历史因素的影响，各种类型的水电站大坝在具体运行过程中也暴露出了一些安全隐患，其中部分大坝成为隐患较为集中的区域，大坝的主体存在风险，随时有决堤、溃塌的可能性。这些危险性较高的水电站大坝很有可能在外界气候条件和水文条件发生改变时，给当地居民造成严重灾害。因此，在发现大坝安全隐患的初期，我们就要果断采取加固措施，确保水库功能的正常发挥。

二、水电站大坝安全监测中存在的问题

（一）安全监测措施存在的问题

大坝安全监测系统中，根据现行规范要求以及现代化管理工作的需要，大多数大坝的安全监测设施存在不同程度的问题，如观测设施陈旧、精度低、可靠性差；监测系统布置不合理，缺少某些必要的监测项目，有些比较小的坝则基本没有监测设施；施工期间及移交前期管理混乱，易造成观测设施遭受人为的破坏；观测工作中断，资料丢失等。

（二）大坝监测自动化问题

大坝原型观测数据的采集传输应做到准确、可靠、及时，尤其要保证在暴雨、大风、地震等恶劣条件下测读数据的可靠性、适时性。而目前绝大多数水电厂大坝还是采用人工施测，很难保证在恶劣条件下采集数据的可靠、及时。由于自动化监测系统测读快、准确性高、传输和处理迅速，可改善观测条件和降低劳动强度，因而近几年有一部分大坝相继实施监测自动化改造工程，但因规划不周、仪器稳定性差等原因，大坝自动化监测工作遭到挫折和反复。

（三）水工观测资料分析问题

目前水电厂水工观测人员对观测资料整理分析工作内容包括月报表、日常资料整编以及年度观测成果初步分析等，分析评价深度只停留在短期的定性分析，缺乏系统性与综合性，使观测成果不能完整、客观地反映大坝安全状况。

三、水电站大坝安全监测的内容

（一）监测事项

1、对大坝周边环境的监测

包括对水库上游和下游水位高低、水库水温、空气环境温度、大坝底部泥土淤积程度和大坝下游的淤泥冲击程度的监测。

2、对水流渗出和大坝形状变化的监测

对水流渗出的监测，包括对水流渗出量、环绕大坝的水流量、渗出水流的透明程度以及化学性质、混凝土材料的扬压作用力、土石材料的浸润程度、大坝地基的水分渗透能力以及导入水流渗入能力的监测；对大坝形状变化的监测，包括对大坝主体水平方向和垂直方向位置移动的监测、对大坝接缝部位和裂隙的监测、对混凝土材料倾斜程度的监测，以及对土石材料固结程度的监测等。

（二）监测对象

1、大坝的主体部分

技术人员要检查相邻大坝段落之间的错位状况、伸缩面与止水状况、大坝表面情况、大坝道壁情况以及较宽缝隙内部有无漏水现象发生。还要注意观察混凝土材料有无缺损、溶解和腐蚀现象发生，检查排水孔是否处于正常工作状态中，观察水分渗漏量和水质有没有发生明显的改变。

2、大坝的地基和大坝肩部

要检查基础性的岩石主体是否受到了挤压，是否发生了松动、错位、凸起现象，大坝主体与岩石基础性部位的结合接缝处是否发生了松动或者渗水，大坝肩部有无明显的裂缝、滑落、侵蚀等现象。另外，大坝基础部位的排水功能也是一个重要的监测对象，它关系到排水设施的工作状态、水分渗出量、水体浑浊程度等因素。

四、加强水电站大坝安全监测的对策

（一）加强监测设施、仪器设备的管理工作

1、户外设施中，水准工作基点尽量设在山体平洞中，区段沉陷点应设立永久性保护牌，测点安设应规范化，混凝土浇筑红色瓷片饰面，这样既美观，又提醒人们对它的重视，投资不大，效果明显；平面控制网点应建立永久性观测亭，既可以保护设施，又可以美化装点环境。

2、户内设施中，对于照明线路，采用双路电源，一路为36V 电源作为仪器烘烤及工作用电，夏、秋季节全天投入；对于大坝廊道内的工作环境，为了消除结露或潮湿对设施的影响，对观测房墙抹上防结露材料、室内设置吸湿机以及封堵所有与大气对流的门洞，以隔绝外界湿热空气的窜入，观测时，把门打开交换空气。

（二）强化日常观测管理工作

在大坝日常观测工作中，保持观测人员的稳定，重点观测项目实行专人负责，以保证观测项目不误时、不缺项、不漏测；为保证观测精度满足规范要求，每次观测完毕后即刻进行整理计算，发现数据异常立刻查找原因，以便返工或加以修正，并做好记录，对观测成果资料进行认真校核。

（三）加强观测资料分析工作

1、深化观测资料分析工作

为了使观测资料成果客观、真实地反映大坝实际变化，更好地服务于大坝安全，分析工作不能只停留在短期的定性分析和单项定量分析上，要以联系的、全面的、系统的观点去综合分析，加强与大专院校、科研单位的合作，采取多种分析方法，如统计模型、确定性模型，对原始观测数据进行定量分析，建立预报模型且提出分阶段大坝监控指标，要找出影响坝体最不利的运行工况，以对大坝运行提出指导性意见。2、对水工观测资料实行微机管理

建立、完善水工观测资料管理系统，将历史的、现在的各种观测资料全部输进计算机且能进行水工观测资料的数据处理工作，不仅能进行测点位移计算、观测资料整理整编工作，还能进行过程线、相关曲线的点绘和观测成果综合分析及观测信息资料（如历史考证数据、异常记录、设备设施档案等）的处理工作，从而达到当需要各类成果资料时，只要打开管理库便一目了然，既方便、快速又准确、可靠。

（四）加强对水电站大坝安全监测自动化技术的推广和应用

1、水平移动设施

随着电子科技和通讯科技的快速发展，各国都致力于发展遥感测量设备，并开始推广自动监测技术。水电站大坝变形检测的遥感测量装置包括：电机设备、光电设备、感应设备和激光设备。目前，我国应用较广的大坝安全监测水平移动