自动化技术在水库大坝安全管理中的应用探析

杜海波

（内蒙古赤峰市三座店水库管理局，内蒙古 赤峰 024000）

1.前言

在水库大坝的安全管理体系中，监测工作是重要举措之一，随着信息技术发展速度的持续加快，自动化技术的广泛应用将有效完善水库大坝的设计规划方案，从根本上改善施工效果，打造出更加安全、可靠的运行环境。为此，在日后的安全管理工作中，应当积极研究并合理应用自动化技术，参考以往的安全管理经验来降低水库大坝的安全风险，提高安全管理效率。

2.水库大坝的安全管理现状

2.1 管理落后

由于我国的水库数量基数较大，并且各个地区中缺乏统一化的管理标准，进而导致很多小型水库的建设管理水平相对落后。在水库的建设施工阶段，各项施工技术的落实会受到相关条件的限制。很多施工团队为了能够进一步突出水库大坝的功能性，在没有落实整体规划的情况下即盲目施工，在多个建设环节中均留下了安全隐患。此外，部分地区中的小规模水库目前正处于年久失修的状态，不仅缺少日常的养护和管理工作，同时也没有对其进行改造和升级，一旦出现汛情，势必会对周围民众的生命财产安全构成极大威胁。

2.2 监督不力

截止到目前，很多地方上的水利管理部门在开展水库管理工作时缺乏执行力，不能够切实有效地落实上级所布置的各项任务。在缺乏监督力量的情况下，很多管理人员并未深入到水库大坝的实际现场，展开全方位的勘察工作，不仅没有充分了解水库目前的通信设施体系，而且也没有掌握河道的实际情况。事实上，很多水利工程已经处于报废边缘，可利用率极低，而部分地区的河道也被恶意占用。但在实际的管理工作中，因管理资金不到位、管理制度不完善等现实问题，阻碍了水库修复工程的全面落实，不仅严重威胁着周围群众的生命财产安全，同时对于社会经济体系的顺利构建也设下了重重阻碍。

2.3 素质较低

由于绝大多数的水库均处于位置偏远的地区，当地的生活条件相对匮乏，而随着时代发展速度的持续加快，水利工程项目的数量在持续增多。各个地方上为了能够尽快落实安全管理任务，也在面向社会广泛招收优秀人才。但在实际工作中，由于水库安全管理工作的环境比较恶劣、条件十分艰苦，因此很难真正留住高水平的技术人员。部分地区中的水力管理部门不得不聘请临时工，大多临时工都是由外来务工人员组成，不仅缺乏管理经验，而且也没有经过系统化的技术培训，这就导致在工作过程中极易出现各种类型的不规范操作，阻碍了水库大坝的安全运行。

3.自动化技术在水库大坝安全管理中的应用原则

3.1 实时性

通过在水库大坝的安全管理工作中合理运用自动化技术，将大幅度提高工作效率，其中所要遵循的第一项原则即为实时性原则。由于水库大坝的安全管理工作内容相对复杂，而监测工作的辐射范围也非常广泛，因此必须要从细节出发，将其落实到各个运行环节中。监测人员需要全面了解水库大坝的运行状态，利用自动化技术对水流量进行实时监测，并对监测结果展开全面分析，以此来保证安全管理工作的整体质量。

3.2 可靠性

自动化技术的应用同时也要遵循可靠性原则。在日常的安全管理工作中，由于部分安全管理人员缺乏丰富的工作经验，且技能水平相对较差，因此必须要积极展开系统化的技术培训工作，全面提高安全管理人员的专业技能水平，通过此种方式来提升自动化安全管理系统的工作效率。

3.3 实用性

在传统的安全管理模式中主要依赖的是人力资源，工作质量和工作效率仍然有着很大的进步空间。为此，自动化技术的应用需要遵循实用性原则，安全管理人员要综合分析不同地区中水库大坝的运行状态，从实际情况出发来划分运行故障的类别。需要强调的是，安全管理方法的选择要做到因地制宜，合理利用自动化技术，根据现实问题来有针对性地制定出安全管理方案，并利用国际水准来对水库大坝的安全管理工作进行衡量。

4.自动化技术在水库大坝安全管理中的应用建议

4.1 渗流监测

渗流监测技术的主要应用内容包括以下两点：即为渗流压力与渗流量。为了能够充分发挥出自动化技术在渗流监测工作中的实际作用，技术人员应当根据实际情况来展开具体分析，进而确定出准确的渗流监测点。通常情况下，如果水库大坝为土石型，则要考虑将监测点安置在水坝底部，优先选择渗水情况相对集中的监测区域。与此同时，技术人员还要在处于水坝两岸山坡区域的位置加设监测点，以此来实时观测地下水位的变化情况，避免遗漏水坝周边的渗流变化；其次，如果水库大坝为混凝土结构类型，技术人员则要在基础区域的廊道位置设置检测点。另外，为了能够保证监测结果的完整性，技术人员还要在不同的水坝段单独设置独立监测点。当全方位掌握了水库大坝的排水沟积水信息后，技术人员则要专门设置渗流量的监测点，将所有分区都成功划入到监测范围内。

4.2 变形监测

在水库大坝的安全管理工作中，监测水坝结构的变形情况是重中之重。在这一环节中，监测内容同样可被分为以下两个部分：即为垂直方向和水平方向的变形情况，比较常见的变形形式为水库大坝的坝体出现不同程度上的位移。其中，在对水平方向的变形情况进行监测时，技术人员需要保证安排3个以上的监测点。如果水库大坝的水坝为土石型，则要将监测点安置在坝体的后部和顶部。需要强调的是，技术人员要控制好监测点之间的距离，大多数情况应在30~50m以内，避免距离过大而影响监测效果。此外，如果水库大坝为混凝土结构，技术人员则要在水坝的最高处，按照一定顺序设置三个以上的监测点，同时也要控制好各个监测点之间的距离。

4.3 自动化装置

4.3.1 垂直及水平位移传感装置。在对混凝土结构的水库大坝进行安全监测工作时，最为常用的自动化装置为电机式或电容式。其中，电机式装置的优势在于，具有更强的适应性和可靠性；而缺点则是监测速度相对较慢；电容式装置的优势是监测速度快，但缺点是对使用条件的限制较多，如果线路距离过长，将大幅度提高偏离现象的发生率。除去上文中所提到的两种装置以外，目前还可以选择真空激光装置。此装置的应用效果更强，但由于使用和维护成本较高，因此应用频率有所下降。现如今，随着自动化技术在水库大坝安全管理工作中的深入应用，大多数区域中的水库都引进了自动全站仪，相比较而言，自动全站仪可以实时采集变形数据，并具有更高的测量精度。

4.3.2 地下水位自动监测装置。目前，在水库大坝的安全管理监测工作中最为常用的地下水位监测装置即为渗压计。渗压计主要包括通气式和弦式这两种类型，其中前者的应用频率更高，但由于会受到应用环境中的湿气影响，因此需要根据实际情况来对监测结果进行适当修正。而弦式装置具有更加优秀的稳定性和耐久性，但同样会受到使用环境中气压变化，因此更加适用于量程较大的情况。

4.3.3 智能传感装置。智能传感装置是新时代中的产物，十分依赖先进的计算机和信息技术。此项装置不仅能够保证各个监测点布置方案的合理性，同时还可以降低使用成本，解放大量的人力资源。目前，智能传感装置的核心设备即为中央控制系统，其中主要包括任务主机、监控主机、备用电源等相关附属设备。

5.注意事项

通过初步了解上文内容可知，自动化技术在水库大坝的安全管理工作中具有绝对的优势。为了能够减少安全管理工作中的现实问题，一方面要全面提高安全管理人员的自动化技术应用水平，另一方面则要加强日常的安全教育工作，积极完善监督管理机制，督促所有安全管理人员必须要严格按照要求来规范作业，从根本上避免工作疏忽。

此外，各个地方上的水库大坝管理站也要进一步细化管理责任，各个部门要做到分工明确，当问题发生时可以在第一时间找到相关责任人。所有安全管理人员都要将工作数据及时上传至平台系统中，在学习和应用自动化技术的同时积累宝贵的工作经验，并与其他管理站中的工作者进行交流互动。此外，管理站还要重视对相关感应设备的检查和养护工作，使其能够在良好的状态中高效率运行，增加使用寿命。

在未来的发展过程中，水库大坝的安全管理工作将会更加依赖先进的信息技术和感应装置。为此，各地安全管理部门要从工作实际出发，尽快构建出科学完善的网络安全管理体系。重点关注水库大坝在运行过程中所出现的渗流问题和结构变形问题，督促安全管理人员尽快树立起正确的创新意识和学习意识。进一步加大对自动化技术的研究力度，以此来促进安全管理目标的顺利实现。