自动化技术在水库大坝安全管理中的实践

霍晓峰

摘要：随着人们对防洪抗涝工作重视程度增加，水库修建变得越来越广泛。本文根据现实状况对水库大坝中的相关技术应用以及自动化安全管理的意义做出简单的阐述，并在此技术上分析了水库大坝管理中自动化技术的应用前景。

关键词：自动化技术；水库大坝；安全管理；实践探析

中图分类号：TU714 文献标识码：A 文章编号：2095-6487 （2018） 01-0108-02

1 水库大坝自动化安全管理的重要意义

检测管理工作作为水库大坝日常安全管理工作中的重要措施之一，可以对大坝的设计与规划进行很好的分析与检验，同时还有利于对水库的管理方式进行优化、让大坝的使用安全得到进一步保障、对大坝的突发问题进行研究、对工程的施工效果进行改善等。通过一系列的实践，我们可以知道，通过安全管理，可以将水库大坝的风险进行有效的降低，让防灾自救的能力得到有效提升，在对库区的安全调蓄利用进行保证的同时，让水库安全管理的能力得到改进。

我国现在正在建设的水利水电工程项目非常多，根据不完全统计显示，在众多存在问题的水库中，大中型水库存在问题的，已经占到了30%～40%。由此可见，重视大坝的安全问题，势在必行。通过研究我国近些年来的相关资料可以知道，大坝溃决大约有3000起，其中主要是小型堤坝，但是有3%～4%溃决是高坝。

通过对以上资料文献进行研究不难发现，我国中小型大坝的安全管理工作存在很多的安全隐患，针对这一现状，我们必须对水利水电工程的安全管理体系进行建立。自动化技术可以对大坝的安全状况进行及时掌握，同时还可以根据长期以来对监测数据的积累，根据水库的实际状况制定与实际情况相符合的维护管理措施，以及控制运用方案。

2 在水库大坝安全管理中的应用现状

2.1 大坝位移监测和渗流监测的主要内容

2.1.1大坝位移监测

在大坝监测环节中，大坝的结构变形是非常重要的一个监测项目。其中包含了垂直方向以及水平方向的位移。就大多数情况而言，垂直位移以及水平位移的监测是非常普遍的。一般而言，混凝土坝会根据不同的情况对监测点进行分段设置，而位移监测一般会在重要的大坝以及高坝上进行设置，中低坝在位移监测点的设置上没有太多的要求。随着近年来对坝段的水平位移监测越来越重视，一般会在坝上选择3个以上合理的监测点进行设置，而水平垂直位移监测点一般则设置在土石坝坝顶端以及后部进行设置，间隔根据实际情况设置为30～50m不等。

2.1.2渗流检测

在水库大坝的监测中，大坝渗流也是非常重要的监测内容，大坝渗流主要包含了渗流量以及渗透压力等两个方面。混凝土水坝的压力观测孔一般情况下设置在基础廊道，并且在不同的坝段都会对监测点进行设置。在对渗流量的监测位置进行分布的时候，需要将排水沟集水的实际情况进行研究，根据实际情况对分布的位置进行设置，这一环节需要对总渗流量以及分区流量进行测定。如果测定土石坝的渗流量，那么一般集中在土石坝坝底的渗水汇集的地方。除以上外，还需要在山坡上以及大坝的左右岸，对地下水位监测点进行设置，其目的只为了更好地对绕坝渗流的整体情况进行监测。

2 自动化安全监测管理的主要装置

2.1垂直、水平位移传感器

根据对我国现有的混凝土坝工程的情况进行分析可以知道，引线以及垂线等，是水平位移自动化监测装置中最为主要的两种方式，其中电机式以及电容式是最为主要的两种形式，电容式的优点是测定迅速，缺点是对使用条件的要求比较高，一旦线路过长，容易出现偏离。电机式的测定较慢，但是对使用条件的要求不高，相对于电容式而言，电机式的可靠性要高一些。

除了以上两种，近年来得到较多应用的还有真空激光准直监测装置。该装置近年来在多个工程中得到了应用，并且应用效果都比较好。但缺点是真空激光准直监测装置的成本较高，同时在运行过程中需要不断地进行维护，而维护的成本也较高。在我国，部分工程还采用大量程位移计进行串接，或者是采用电信号的引线水平位移计，这两种方式的应用也逐渐增加，但通过对使用效果的观测而言，还有很多需要进行改进的地方。

2.2地下水位检测装置

渗压计是在实际的水库大坝项目中对大坝地下水位进行监测的过程中，运用最多的手段。其中最为常用的装置是进口的弦式渗压计。弦式渗压计的稳定性以及耐久性十分优秀，但是在进行数据测定的时候，会受到气压的影响。如果量程较小，在大多数情况下可以采用通气式渗压计，但是该装置如果处于潮湿的环境，通气管内部可能会受到潮湿的环境的影响，而对测量的准确性造成影响。

2.3智能传感器

将计算机技术与传感器进行有机的结合，这是智能传感器的设计思路，二者进行结合，可以较为有效地将信息技术与感应技术进行融合。该装置可以更为合理的对监测点进行布置，与此同时，还可以简化电缆敷设的任务，应用效果总体而言较为理想。

2.4中央控制设备

中央控制设备的核心部件有任务主机、监控主机以及电源。现今我国的计算机网络技术变得越来越成熟，在安全管理中，运用的越来越多的是功能更加完善的小型观测局域网。计算机制造水平的提升很大程度上提升了计算机监控主机的可靠性以及持续运行的能力，该装置在价格上的优势也非常明显。

3 自動化技术在水库安全管理中的未来展望

随着科学技术的发展，人们对大坝安全管理工作的理念发生了较大的改变，监测对象从原本的大坝相关内容开始向水库周边的生态环境进行扩展。除了对水库大坝进行安全监测之外，水库对周边的经济环境影响以及人们生活方式的影响也逐渐成为重点考虑的对象。除此之外，对标准化的监管体系进行构建，有利于完善我国的安全管理制度，虽然我国的安全管理制度发展时间比较早，但是与之相关的管理器具的使用以及开发还存在较多的不足之处，例如标准化工作以及水利信息化等。随着管理任务的不断提升，自动化技术在安全管理中需要不断地向着智能化以及实时化的方向进行改进和提升。

4 结束语

自动化技术的使用以及发展，对于我国的水库大坝的安全管理工作具有十分重要的意义，在提升水库大坝安全管理的整体水平的同时，还能够让我国的水利工程发展得到促进。

参考文献

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