论述水库监测设施的日常运行及其管理

王敏洁

(修水县竹坪乡人民政府,江西 九江 332400)

0 引 言

水库监测设施能否安全稳定的运行,直接关系到监测数据的准确性和真实性,对修水县社会经济持续健康的发展有非常重要的意义。修水县水库众多,很多水库建设时间早,监测设施随着使用年限的增加,已经出现了不同程度的损坏,甚至监测设施已经无法正常获取水库运行的实时情况,无法为水库的有效运维提供可靠的数据支撑,影响到水库运行的安全性。基于此,开展水库监测设施日常运行及其管理的分析研究就显得尤为必要。

1 工程概述

修水县是个比较典型的山区县,以山为主,素有“八山半水一分田,半分道路和庄园”的说法。境内四周群山环绕,从四周向中心依次是中山、低山、丘陵和河谷地形。中、低山占总面积的65%,高丘占总面积的20.5%,低丘占总面积的13.5%,河谷阶地仅占总面积的1%。全县地势西高东低,向东北倾斜,略如碗状。修河是境内主要水系,修河及其11条支流,流贯全境。修河发源于幕阜山东麓,上游又称渣津水,汇合司前水,大桥水,东港水,东津水,山口水,北岸水,杭口水,奉乡水,安溪水,三都水等,蜿蜒曲折,呈树枝状分布,向中心河谷辐合。在曾家桥起称修河,向东北出境,流经武宁、永修,在吴城汇合赣江后注入鄱阳湖。西部汩罗水,发源于黄龙,经水源、大桥和湖南平江,注入洞庭湖。

2 水库大坝安全监测现状

修水县已有74座小型水库,大坝管理目前普遍存在健康安全监测设施还不够全面、雨水情数据不准确、上报不能及时、管理不轻松、无自动化的数据采集和数据分析机制。修水县2022年度基本实施完成了74座小型水库雨水情和视频监控设施建设,已按要求完成了对74座小型水库的安全监测数据的上报。目前已有74座小型水库中20座为小(1)型水库,其余54座为小(2)型水库。其中有11座小型水库建设完成了自动表面监测设施,共计布设了44个全自动GNSS监测点。63座小型水库现已建设完成了渗流压力监测设施,共计布设了302根测压管,302支渗压计。

3 运行技术要求

对水库监测设施而言,其运行稳定性,直接关系到水库运行中各项数据检测的准确性和有效性,监测设施监测到的数据可实时录入到省级监测平台。监测设施在自动化运行监测中,需要以某一个水库为监测单元,并通过专用的数据传输单元,快速、及时传输到省级监测平台之上。如果采取了人工观测的方法,需由专人负责将监测到的数据上传到省级监测平台之上。为保证水库监测设施运行的稳定性、可靠性、持续性,需要明确水库监测设施运行的技术要求,主要体现在以下几个方面:

3.1 日常巡视检查

水库监测设施的日常巡视检查工作,应由专业的水库安全人员全权负责,结合每座水库的特点,以及监测设施的功能及使用情况,选择合适巡查频次、方法以及巡查内容,以便及时发现水库监测设施存在的问题,及时进行有针对性的处理。

3.2 渗流压力观测

渗流压力是反应水库大坝工程安全稳定运行的关键,因此,需要定期对水库大坝的渗流压力进行观测,以掌握水库大坝运行情况。修水县水库在渗流数据观测中采用了测压管中放置渗压计的方法,可对渗流压力进行自动采集,每天至少采集一次渗流压力数据。没有布设渗压计的水库,可进行人工采集,在汛期每天要至少采集一次渗流压力数据,在非汛期每周采集一次即可[1]。

3.3 表面变形

表面变形监测是水库监测的主要内容,主要采用GNSS进行自动观测,监测设施为北斗设备,但需要保证观测精度能够满足相关规范和标准的要求。观测设施要埋设到安装天线的强制对中底盘上,监测设施之上需要有完善的保护装置,以免发生人为破坏。针对那些缺乏GNSS设施的水库,在进行表面变形观测中,可采取人工观测的方法,但需要按照相关要求,明确观测的次数,以及观测的方法。

3.4 自动化采集

在水库安全运行自动化观测中,自动化采集系统是必不可少的水库监测设施,主要是利用各种先进的传感器来自动化采集。采集频次可设定每天一次。采集到的各种数据,要及时备份,但为节约备份空间,降低备份成本,要控制好备份周期,最长≤30d。每年年底需要将采集到的数据进行整理,打印成纸质文档进行归类保存。每个自动化采集点位,每年要至少进行1次人工比对[2]。

3.5 监测资料整理分析

水库监测设施运行管理单位,需要定期对监测到的数据进行整理编辑,每隔5a需要委托专业单位进行资料整编分析,以便从大量的监测数据中提取出有用有价值的数据来指导水库大坝安全运行。年度资料分析时间要选择在次年汛期来临之前完成,水库监测资料整理分析的结果,作为对水库大坝工作状态评估的依据,并提出有针对性的指导意见,形成检测资料分析报告[3]。

4 水库监测设施的有效管理

4.1 建立完善运行管理制度

制度是管理的主要依据,如果缺乏有效的制度支持,很多管理的措施、手段就无法落实到实处。水库监测设施涉及范围广、布置分散,为提升管理效果,必须建立起先进完善的管理制度。

1)结合水库监测设施的特点和运行要求,需要建立起一套有效的规章制度,明确每位运维管理人员的职责、任务、权限等。以保证各项资料文档的收集整理有专人负责,系统硬件和软件的管理、数据库的维护有专人负责。

2)完善考核激励措施。水库监测设施运行管理表现优异的人员进行资金和物质上的奖励,对玩忽职守,弄虚作假的人员进行处罚,以促使管理制度能够落到实处,提升每位管理人员参与水库监测设施运行维护的积极性。

3)要进一步明确每个单位、每个管理部门在水库监测设施运行维护管理中的作用和职责,促使各部门相互配合,积极协调,更好的完成水库监测设施运行维护相关工作。

4.2 规范化制度化管理

要更加深入的学习水库监测设施运行维护管理相关规章制度,在实际工作中能够严格按照相关规范和标准来开展管理工作,依法维护每个单位的合法权益,并强化监督检查的工作力度,逐步建立起现代化、规范化的水库监测设施管理运行新模式。本项目在日常运行中,需要对水库监测设施数据的采集和运维进行系统培训,既要培训系统的原理以及操作要点,也要培训水库监测设施的应用和现代化网络技术的融合,逐步打造一支高水平、高专业性的 水库监测设施运行维护管理队伍,全面提升工作效率和业务管理水平。检查渗压计是否标识清晰、外观无损伤、电缆连接完好、滤头未堵塞,以及渗压计量程与测点实际承受的压力是否相适应。检查差阻式渗压计电阻比、电阻值及绝缘电阻是否合格,检查振率式渗压计频率、频率极差、及温度极差是否合格。

4.3 加强自动化系统的应用

检查数据采集装置的通信端口、供电电压、防雷模块和接地保护装置有效性,并及时更换蓄电池、防雷模块等易损易耗件。检查数据采集和管理分析软件各项功能,及时升级采集和管理分析软件。自动化系统通信、供电、防雷和接地保护等装置设施应及时检查维护,按要求检查通信设施工作状态,无线通信设施应测试无线信道,检查供电设施工作状态测试相关参数。检查供电系统稳压电源、隔离变压器、UPS 等[5]。检查并保持太阳能板牢固、完整和清洁。检查避雷设施可靠性,并测试接地电阻,必要时应采取降阻处理措施,测试系统绝缘电阻,电阻值应满足相关要求。检查位移观测点(含工作基点)基础是否坚固完整稳定。观测墩顶部的强制对中底盘完好,有无松动倾斜等。检查 GNSS 测点上空是否开阔、发射装置是否稳固,发射天线 15°角以上障碍物清理或其他异常时应及时维护。测点保护措施可靠,无外来人员破坏。采用视准线观测时,视准线偏离障碍物1.0m以上。

4.4 定期升级改造

安全监测运行和管护单位应定期对监测设施进行鉴定,鉴定周期为 5～10a/次,宜结合大坝安全鉴定进行。监测设施损坏时应及时修复或更换,确保监测成果连续可靠。对于无法恢复或恢复代价很大的,可申请停测或报废,应进行监测系统评价鉴定,并获得上级主管单位批复,采取必要措施加以代替。

5 结 语

综上所述,结合实际案例,分析了水库监测设施的日常运行及管理,结果表明,水库监测设施运行的有效性和稳定性,直接关系到水库运维的成效。针对目前修水县水库监测设施运行现场,需要加强进一步加强日常运行监测和维护,并从建立完善运行管理制度、规范化制度化管理、加强自动化系统的应用、定期升级改造等方面同时入手,可提升水库监测设施运行效果,延长使用寿命,为水库运维提供有效的参考数据。