水库工程安全监测工作的措施分析

王艳军

天津市于桥水库管理中心 天津 301900

水库是我国人民经济中最重要的基础设施之一，它们在一个国家的经济发展以及社会的发展与稳定中发挥着关键作用。但是，由于各种原因，一些水库大坝仍具有疾病风险和不安全因素，影响着水库的运行，且给民众的生命健康安全带来巨大隐患。因此，加强水库工程安全监测尤为重要。通过监控水库工程想安全性，不仅可以及时获取水库工程的运行状况，以在安全运行中获得大量收益；而且还可以预先发现异常和风险，并及时针对风险对项目管理加以改善、维护和维修。此外，还可以检测实际项目的设计和运营状态的变化，可谓是一举多得[1]。

1 水库存在的安全问题

1.1 水库疾病缠身，年久失修

由于某些水库的初期建设时的设计标准和要求很低，有些仍然是依靠经验去建设的。除了工程机械和设备的短缺或简单之外，大多数都依赖于人为建造，建筑质量参差不齐且每况愈下。此外，还会出现设备老化、大坝泄漏、排水设施损坏甚至无法完成工作等情况。

1.2 水库管理缺失

一些水库位于乡镇等较偏远地区，处于管理水平低下、个人和集体管理意识淡薄、缺乏技术支持和缺乏经济保障的现状中。诸如此类情况，均加剧了水库的安全运行、管理和维护的工作难度。

1.3 病险水库剧增，处理困难

由于危险水库的问题长期未得到全面的解决，经过很长一段时间后，就会愈演愈烈，使得水库安全问题日渐严重，危险水库的数量也随之逐年增加。但是，由于资金不足等许多实际问题，水库的安全性虽然一直被关注，但并适中未得到充分解决，开始了恶性循环。

1.4 安全监测系统投入不足

在当今的水库管理中，安全监控系统的作用不可忽视。在关键时刻，它可以发挥重要作用，因此应该重视这项工作。但是，根据当前统计的数据分析，许多中小型水库尚未建立大坝测量报告系统和安全管理系统，尽管某些水库拥有此设备，但资格不足的操作员也无法对此类设备负责，日常监视、维护和保养不足会导致这些设备出现故障、形同虚设，导致它在洪水预报、防洪防旱、供水和水库预警工作中无法起到相应的作用[2]。

1.5 安全监测设备简陋，监测手段落后

以陕西省为例，大多数水库项目尚未安装或完成工程监控设备，有水库仅仅只只能够观测水位，此外，某些设备的检测技术也已经跟不上时代的进程，逐渐被淘汰。借助这些设备，我们无法实现准确的水系统和水风险监控，无法进行预测和警报，也无法识别安全的水库运行并确保民众的生存安全。

1.6 安全制度不健全，人员素质参差不齐

当前，许多水库没有对安全系统和风险管理的责任进行有效和科学的检查，也没有对整体工程实施强有力的、系统性的奖惩制度。为了确保检查的质量和数量，尤其是在洪水期间，要着重检查关键区域和薄弱的连接点，并针对不同的情况制定专有的制度，还有加大排查力度，及时调查隐患，并向有关部门报告以及相互沟通。

2 水库工程安全监测的措施

2.1 安全监测设计应贯穿于各阶段设计之中

应根据每个步骤的细节设计和解释项目，并制定监控系统的项目预算。此外，项目法人必须完成批准的所有工作内容，并且认真完成安全监控设施（系统），这一点十分重要。

2.2 完善和建立已成水库工程的安全监测设施

大多数水库项目的失败意味着尚未建立安全监控系统，并且无法理解运行状态和异常项目信号。但如果建立了完整的安全审核系统，并认真进行监控，及时收集和分析监控数据，就会始终了解项目运营的现状，发现存在的隐患，并且及时实施对策。因此，应积极建立和完善相应的监测工程，以确保工程的安全和人员的生命财产安全。

2.3 应彻底根除“重经济轻效益的工程管理”思想

水管单位的首要任务是监测项目的安全，然后是项目的维护和修理，最后才是经济利益。因为水库工程只有在人员和工程安全都得到保证后，才能更好的运营，从而为整个社会带来经济效益。

2.4 水库工程安全监测人员应具有一定的素质

水管单位应该成为一个技术熟练、技能高超、责任心强的专业工程师组成的管理团队。在提高他们的专业素质和敬业责任心的同时，还要注重提升他们的理论知识和实践专业技能，令他们在工作中可以呈现更好的状态，以及时且准确地发现工程中的不足和安全隐患，并提出有效的管理、改进和维修措施。

2.5 正确处理水工建筑与安全监测设备之间的管养分离问题

对于水库工程中牵扯到的建筑与设备的养护问题，需要专业的养护维修人员结合具体的实际情况作出定夺，对于是否分离养护，也需灵活处理。

2.6 修订完善和严格执行水库工程安全法规

改革开放以来，我国正在不断加强了行业法规的建设，先后针对水库工程颁布了多项法规和技术标准。然而，随着时代的不断进步和技术水平的快速发展，还需针对现状和近几年出现的问题，对这些法规和技术标准进行改进和完善。

3 监测系统总体设计

3.1 系统结构设计

水库安全监控系统包括水库管理局工作站、左坝头、筏道入以及下连的各种传感器组成

3.2 系统通讯设计

通信系统由三部分组成：测控单元通过双绞线连接、测控单元管理局工作站通过SR-232接口的双绞线连接、水利部安全管理中心与管理局和使用带解调器的电话线连接。

3.3 系统防雷设计

所有系统都应具有防雷保护功能。一个在系统工程建筑区域中布置地网，传感器的接地电阻小于8欧姆，其他设备的接地电阻小于5欧姆。此外，裸露的电缆均应由钢管保护。雷雨季节要切断电源，以防止电源引起的雷击。

3.4 传感器设计

水库大坝安全监测传感器包括PWS型孔隙水压力计、KPSI型上游水位计、PWF型下游水位计、气压计和雨量计。其主要技术性能指标见表1。

表1 传感器主要技术性能指标

4 水库大坝安全监测监控系统网络安全防护技术解决方案

根据风险评估的结果，确定风险安全性，以在网络设备的体系结构、物理检查以及网络监视和操作上监视大坝、水库和水系统，以保护软件和硬件系统。从入侵检测和网络安全认证两个方面实现网络行为的安全保护。水库大坝安全监测监控系统网络安全防护技术解决方案[3]。

4.1 上位机防护

在工程师站，操作站，OPC服务器等处部署工业控制单元，通过用于USB移动存储、网络和USB程序技术，可以保护用户免受非法操作的滥用，从而提高了系统网络的全面“免疫”功能[2]。

4.2 关键节点防护

通过智能保护终端对现场控制层的RTU进行安全防护，有效识别和拦截对RTU的攻击行为，允许上位机发送的合规操作流量通过，以动态学习和自适应的防护策略为基础，达到对RTU的防护目的[3]。

4.3 网络监测审计

在监控层、通信层、现地层旁路部署监测审计平台，可以有效地监视和威胁检测网络通信流量，并告警和审计对内网进行的非法收集、恶意攻击、数据篡改、违规操作等行为，有效预防和阻止违规操纵和网络攻击行为。

4.4 集中安全监管部署

通过安全监管平台对水库大坝安全监测监控系统实施统一化的监管和运维，管理平台可以智能化、高效化地收取现场安全设备收集和分析的威胁数据，并根据安全模型辨别整体的安全性。这有助于监管人员及时发现安全隐患，并及时解决安全问题。

5 结语

重视对水库安全工程监控，一方面可以实时了解当时的水库运行情况，另一方面还能够运用相关技术和工具进行数据分析工作，以及时发现水库工程中的安全隐患问题，并针对各类问题进行优化和改进。如此一来，既可以综合完善相关的制度及规定，又能够进一步提高水安全监测的有效性，最终达到了改善水利的目的。