运行期水库大坝变形监测系统的常见问题与改进措施

运行期水库大坝变形监测系统的常见问题与改进措施

发表时间：2020-02-27T15:22:12.633Z 来源：《建筑细部》2019年第17期作者：山永普[导读] 要对水库大坝进行监测操作，确保水库大坝的长久使用。在日常监测环节之中，要对监测设备进行合理化选择，找出异常数据。

中国水利水电第四工程局有限公司青海西宁 811700 摘要：随着我国社会经济的快速发展，水利工程事业也取得了巨大进步。为了确保水利工程建设质量，以及水利工程后续的使用安全性，作为施工单位就需要充分地做好水利工程中大坝变形监测，并结合监测结果，制定出适宜的维护策略。系统能够自动进行数据采集和储存，并对测量成果进行展示、实时分析、输出和报警，提高了工作效率，降低了人员安全风险。因此，粗差会直接的影响大坝安全监

测，降低了大坝安全运行的效果。文章论述了水库大坝安全自动化监测问题的解决对策。

关键词：水库大坝；变形监测；问题；措施

1导言

粗差就是在相同观测条件之下的进行一系列的观测，是一种测量误差问题。一般状况之下绝对值大于三倍中误差就是观测误差，其包括了内外业中因为疏忽等因素造成的误差问题。因此，要对水库大坝进行监测操作，确保水库大坝的长久使用。在日常监测环节之中，要对监测设备进行合理化选择，找出异常数据。

2水利工程中的大坝变形监测与维护的重要性

水利工程中的大坝施工具有着复杂性。这种复杂性主要表现在大坝的结构形式、边界条件、运行环境等多个方面。大坝施工的整体资金投入较大，且一旦发生大坝安全事故将会给下游带来不可磨灭的负面影响。另外。大坝施工从设计、施工到最后的运行管理，每个阶段都存在着不确定因素，且需要充足的工作经验，方可以保证每个阶段工作的顺利进行。也正是由于大坝施工具有以上特点，使得做好大坝变形监测与维护工作成为了重中之重。高质量的大坝变形监测与维护工作，可以将大坝建设、运行过程中存在的潜在风险寻找出来，并采用有效措施将安全隐患规避掉，进而最大程度上确保大坝的安全运行，以及确保施工方的经济效益。

无论是大坝施工还是大坝运行阶段，都需要制定并实施相应的工程措施与非工程措施，以此来保证大坝的安全性。所谓的工程措施是指运用科学合理的工程技术手段来进行大坝设计与施工。大坝建设完成后，一旦投入使用，且在运行过程中出现了相应问题，就要及时地制定出维护与加固措施。非工程措施是指结合水文预报、环境量监测、变形渗流监测等多项措施，来确保大坝运行的安全性。从我国目前的大坝变形监测与维护来看，常用的是非工程措施。

3水库大坝安全自动化监测工作中存在的主要问题

3.1水库大坝自动化监测存在的问题

水库大坝具体监测数据收集传送需要达到精确、准时效果，避免后续工作的执行受到影响。尤其是在暴雨、狂风等恶劣气候环境之下，仍需要对相关数据进行收集操作。但从实际工作角度来说，很多大坝水库监测工作的执行，仍使用传统的人工监测方法，无法确保在恶劣气候环境下收集准确数据。由于自动化监测设备具备读取数据快、对数据分析准确等特点，能够降低实际工作强度，改善监测环境，在近年来被广泛应用，很多中小型水库也开始引入自动化监测工程。需要注意的是，很多工作人员在工作之前并没有制定详细的数据收集计划，影响系统操作的稳定性，使得监测工作无法顺利执行。其中一部分工作人员施工操作不准确，增加了设备的损坏概率，进而让监测操作受到极大影响。

3.2监测设备存在的问题

在水库大坝自动化安全监测系统运行过程中，如果按照现阶段的监管工作要求，很多水库大坝自动化安全监测设备存在不同程度的问题，最为常见的便是监测设备老旧，导致精密度下降，可靠性无法满足要求。还有一些设备在摆放时无法与实际要求相符，监测程序也存在欠缺。很多小规模的大坝干脆不安装监测设备，在转移交换工作开展之前，增加了施工现场的混乱程度，无法进行有效管理。部分工作人员在设备保护操作上也呈现出不足之处，致使设备的大规模破坏。也正是由于重要数据资料的遗失，监测人员的工作效率受到影响，水库大坝安全隐患与无法在短时间内排除。

4水库大坝安全自动化监测问题的解决对策

4.1统计检验法

异常值统计检验法是一种在随机样本测定值上在正态分布以及小概率原理基础之上，综合分析测定值正态的具体分布特征，其最大的偏差测定值概率相对较小，综合小概率原理来说其最大偏差测定值如果存在异常桩基，其获得的最大偏差测定值则就是异常值。现有研究中发现大坝安全监测资源一般要遵从正态分布特征，对此可以通过统计检验的方式对其进行异常值的检验处理。常用统计检验法主要有拉伊达、格拉布以及狄克松等准则。

4.1.1拉依达准则

在测量值中，如果某个测量值所对应的剩余的参差大于x，对应剩余参差大于3σ，则可以将测量值判定为粗差，要及时将其剔除。拉依达准则在测量过程中的前提就是其测量次数充分大。在实际测量中会通过贝赛公式计算获得的S代替。在应用拉依达准则的时候，如果假定观测值中没有含有系统误差是服从正态分布。因为拉依达准则是在其测量数据充足的基础之上建立的，因此在数据量小于等于10的时候，要通过此准则提出粗差则缺乏稳定性。

4.1.2格拉布斯准则

格拉布斯准则主要就是在小样本的状况中应用。在一组测定值中如果其有一个异常值状况之下是最优的检验方式。而在一组测定值中存在一个以上的异常值。一般状况之下狄克松准则应用样本容量为3≦n＜30粗差剔除。通过通过公式计算获得的检验高端异常值统计量高于临界数值，则认为其含有粗大误差，要将其剔除。同样，如果计算中获得的检验低端异常值的统计量高于临界数值的时候，则意味着其含有粗大误差要剔除，要通过不包括在剔除样本值在内新样本数据以及样本容量重复处理，直至剔除所有的粗差。在剔除粗差的下一个重复过程中要选择新的样本容量对应的临界值以及计量公式。

4.2利用自动化监测系统开展资料分析操作

水库大坝自动化监测系统的应用，具备分析方便、测量速度快等优势，将最终数据采集时间大大缩短，还能强化人工编辑分析数据资料的速度，简化工作程度，降低劳动压力，让大坝监测效率提升一个等级。另外，在系统检修和运行过程中，还可以通过人工比测形式，对自动化检验值进行校验，强化数据分析和采集的可靠性，降低系统误差，为后续系统维护操作提供参考依据。更为重要的是，根据实际坝体稳定、设计复核等情况，可以将大坝安全情况和结构特点进行全面评价，这也是工作效果展示的根本所在，对其结构性态势进行全面评价。因此，要将大坝监测资料和分析工作结合在一起，对大坝整体安全情况进行深入性分析，将客观性特点反映出来。

4.3大坝沉降监测与维护要点

水利工程中大坝沉降的监测重点主要包括以下内容。在对大坝沉降进行监测时，需要监测人员严格按照监测规范来展开具体的监测工作。有效确定大坝变形的影响范围，并在影响范围外进行埋石处理。且各个埋石间的距离需要有效控制在开挖变线外50米左右，并保证埋石的数量大于3处。另外，在进行埋石工序时，工作人员需要将变形观测点设置到变形体以上部分，并将各个埋处的距离控制在20米左右。为了确保观测点设置的科学合理性，观测人员可以在支护阳角与距离基坑较近的位置尽量增加观测点的数量，并在大坝外墙的四周进行观测点的布置工作，且相邻观测点的距离控制在10到15米之间。对于一些原型大坝，需要将观测点设置到原型大坝基础轴线对称的尾部，并在正式施工之前，运用高精度水准仪来有效观测大坝易变形的位置，如人工地基与天然地基的接壤处、裂缝处等。在观测过程中，一旦发现大坝沉降量较大，且沉降较为严重时，工作人员就需要加大沉降观测次数，并有效记录好每次观测结果，进而给后续大坝变形情况的确定工作与维护措施的制定工作提供充足的数据信息支持。

结语：

在实际水库大坝建设执行过程中，自动化监测问题已经成为施工单位想要解决的重点内容所在，涉及的内容也很多。分析大坝安全监测中的粗差问题，了解不同的处理与识别方式与手段，根据实际状况探究合理的处理方式与对策，合理的降低粗差问题，进而在根本上避免因为粗差而造成的误差问题，提升大坝监测的精准性，为大坝的安全运行提供更为完善的数据信息支持。

参考文献：

[1]赵鹏云.浅谈水利工程中的大坝变形监测与维护[J].城市建筑，2016（12）：338.

[2]苏凯.刍议自动化技术在大坝变形监测中的应用[J].现代物业（中旬刊），2019（6）：50.