加强水利工程安全监测

加强水利工程安全监测浅议
摘要：千里之堤溃于蚁穴，说的是看似固若金汤的千里堤坝，因为小小蚁虫的啃噬，也会被摧毁的，因此加强水利工程安全监测显得格外重要。

本文通过回顾山西两起溃坝事故，从大坝监测及岩土工程仪器有关的国家标准、大坝安全监测、监测手段与监测系统三个方面论述了如何加强水利工程安全监测。

关键词：水利工程；安全监测；国家标准
千里之堤溃于蚁穴。

这则成语故事说的是战国时期，魏国相国白圭在防洪方面很有成绩，他善于筑堤防洪，并勤查勤补，经常巡视，一发现小洞即使是极小的蚂蚁洞也立即派人填补，不让它漏水，以免小洞逐渐扩大、决口，造成大灾害。

白圭任魏相期间，魏国没有闹过水灾。

成语故事告诉我们，在基层从事水利工程管理的科技人员，尤其是担任水利枢纽工程监测任务的工作人员一定要认真钻研业务，勤奋工作，严格仔细做好每一项监测工作，确保水利工程安全度汛，并且讯后乃至整个非汛期也要一如既往的认真工作，确保水利枢纽安全运行。

2008年9月8日，山西省襄汾县新塔矿业有限公司塔儿山铁矿的一座尾矿库发生溃坝事故，倾泄出来的共26.8万立方米的带矿渣的泥水波冲击下游500米处的矿区办公室、集贸市场与民宅等，事故共造成261人死亡，山西省省长孟学农引咎辞职。

2013年2月15日，山西洪洞县曲亭水库输水洞破裂漏水，1900
万立方米的蓄水量以每秒5—6立方米的流速下泄，致使太原到运城、太原到离石、大同到西安三条客运线停运。

这起溃坝事故发生在春节假期，给祥和的节日蒙上了一层阴影，如此漏水在当今世界恐怕也没有第二例，可见输水洞破裂恐怕比蚁穴的隐患更大。

一、大坝监测及岩土工程仪器有关的国家标准
2010年5月底出版的《大坝监测及岩土工程仪器国家标准汇编》收录了与大坝监测及岩土工程仪器有关的国家标准4大类共计33项。

（一）大坝监测仪器标准
1.gb/t 3408.1-2008 大坝监测仪器应变计第1部分：差动电阻式应变计；
2.gb/t 3408.2-2008 大坝监测仪器应变计第2部分：振弦式应变计；
3.gb/t 3409.1-2008 大坝监测仪器钢筋计第1部分：差动电阻式钢筋计；
4.gb/t 3410.1-2008 大坝监测仪器测缝计第1部分：差动电阻式测缝计；
5.gb/t 3410.2-2008 大坝监测仪器测缝计第2部分：振弦式测缝计；
6.gb/t 3411.1-2009 大坝监测仪器孔隙水压力计第1部分：振弦式孔隙水压力计；
7.gb/t 3412.1-2009 大坝监测仪器检测仪第1部分：振弦式仪
器检测仪；
8.gb/t 3413-2008 大坝监测仪器埋人式铜电阻温度计；
9.gb/t 21440.1-2008 大坝监测仪器沉降仪第1部分：水管式沉降仪；
10.gb/t 21440.2-2008 大坝监测仪器沉降仪第2部分：电磁式沉降仪；
11.gb/t 21440.3-2008 大坝监测仪器沉降仪第3部分：液压式沉降仪；
12.gb/t 2254.2.1-2008 大坝监测仪器垂线坐标仪第1部分：步进电机式垂线坐标仪；
13.gb/t 22543.1-2008 大坝监测仪器引张线仪第1部分：步进电机式引张线仪；
（二）岩土工程仪器标准
1.gb/t 15406-2007 岩土工程仪器基本参数及通用技术条件；
2.gb/t 21029-2007 岩土工程仪器系列型谱；
3.gb/t 23872.1-2009 岩土工程仪器土压力计第1部分：振弦式土压力计；
4.gb/t 24104-2009 岩土工程仪器型号命名方法；
5.gb/t 24105-2009 岩土工程仪器基本环境试验条件及方法；
6.gb/t 24106-2009 岩土工程仪器术语及符号；
7.gb/t 24108-2009 岩土工程仪器可靠性技术要求；
（三）土工试验仪器标准
1.gb/t 4934.1-2008 土工试验仪器剪切仪第1部分：应变控制式直剪仪；
2.gb/t 4934.2-2008 土工试验仪器剪切仪第2部分：现场十字板剪切仪；
3.gb/t 4935.1-2008 土工试验仪器固结仪第1部分：单杠杆固结仪；
4.gb/t 493
5.2-2009 土工试验仪器固结仪第2部分：气压式固结仪；
5.gb/t 9357-2008 土工试验仪器渗透仪；
6.gb/t 12745-2007 土工试验仪器触探仪；
7.gb/t 12746-2007 土工试验仪器贯人仪；
8.gb/t 13606-2007 土工试验仪器岩土工程仪器振；
（四）弦式传感器通用技术条件
1.gb/t 21043-2007 土工试验仪器应变控制式无侧限压缩仪；
2.gb/t 21997.1-2008 土工试验仪器液限仪第1部分：蝶式液限仪；
3.gb/t 21997.2-2008 土工试验仪器液限仪第2部分：圆锥式液限仪；
4.gb/t 22541-2008 土工试验仪器击实仪；
5.gb/t 24107.1-2009 土工试验仪器三轴仪第1部分：应变控制式三轴仪。

二、大坝安全监测
大坝安全监测是通过仪器观测和巡视检查对水利水电工程主体
结构、地基基础、两岸边坡、相关设施以及周围环境所作的测量及观察。

监测既包括对建筑物固定测点按一定频次进行的仪器观测，也包括对建筑物外表及内部大范围对象的定期或不定期的直观检
查和仪器探查。

1.监测工作内容。

主要包括观测方法的研究，仪器设备的研制、生产，监测设计，监测设备的埋设安装，数据采集、传输和储存，资料整理和分析，大坝实测性态的研究、评价等。

2.监测项目。

不同级别的大坝要求监测的项目不同。

对于一二级大坝，仪器监测主要有（1）工作条件监测。

也就是上下游水位、库水温、气温、坝前淤积、下游冲淤；（2）渗流监测。

渗流量、绕坝渗流、渗水透明度及化学分析、混凝土坝的扬压力，土石坝的浸润线、坝基渗水压力、导渗降压；（3）变形监测。

水平位移和垂直位移、接缝和裂缝、混凝土坝的挠度和倾斜、土石坝的固结等；（4）应力应变及温度监测。

混凝土坝的混凝土应力、应变，钢筋应力，钢管、蜗壳的钢板应力，混凝土温度、坝基温度、土石坝的孔隙水压力、土压力；（5）其它监测：近坝区岸坡稳定，局部结构的应力、应变，坝体地震反应，水力学监测。

其中变形和渗流观测是最重要的观测项目。

3.监测仪器。

应变计、位移计、渗压计、读数仪、钢筋计、测缝计、量水堰计、集线箱、土压力计、沉降仪、水位计、多通道数据采集仪、锚索测力计、测斜仪、温度计、无线智能数据记录仪、垂
线坐标仪、雨量计、软件等等。

三、完善监测手段与监测系统
我国拥有数量众多的以土石坝为主体的中小型水库，这些水库为防御洪水灾害和保障国民经济建设发挥了重要作用。

但是目前大部分中小型水库由于建设年代久远，基础设施较差，缺乏有效的监测预警措施，无法对水库的运行情况进行及时有效的安全监测，水库的病险状况不能及时掌握和处理，极易成为安全隐患。

因此，建设一套完善的安全监测与预警系统就显得尤为迫切。

1.充分利用当前物联网技术、智能传感技术、云计算技术、嵌入式技术、通信和多媒体信息技术，以自主研发设备和应用软件系统为核心，构建一套行之有效的水库安全监测与预警系统，面向省、市、县水利管理部门提供一套可靠、实用、专业的安全监测与预警系统解决方案。

2.中小水库安全监测与预警系统主要由监测仪器、基于物联网技术、云技术的专用监测与预警平台等部分组成。

可实现对大坝渗流、降水量、库水位等参数的自动化监测。

3.监测项目包括降雨量监测、库水位监测、大坝渗漏渗压监测、渗流渗压监测、渗漏监测、视频监控系统、监测与预警云服务平台。

4.水库大坝监测系统的监测平台，用户可以自行建设监控中心，也可采用基于物联网技术、云计算的监测与预警云服务平台，或者两者兼顾。

5.水利工程监测与预警云服务平台基于无线通信网络为用户提
供传感器数据、视频图像、图片远程采集、传输、储存、处理及预警信息发送。

通过该平台，以集中式分区化的方式为用户提供便捷、经济、有效的远程监控整体解决方案。

6.大坝监测项目包括应力应变监测、位移监测、倾斜倾角监测、压力监测、水压（位）监测、沉降监测、温度监测等等。

监测适用设备包括标定设备、设备附件、数据采集装置、自动化采集系统、振弦式土压力计等等。

（作者单位：四平市二龙山水库管理局）。