自動(dòng)化技術(shù)在水庫大壩安全管理中的實(shí)踐

霍曉峰

摘要：隨著人們對(duì)防洪抗?jié)彻ぷ髦匾暢潭仍黾?，水庫修建變得越來越廣泛。本文根據(jù)現(xiàn)實(shí)狀況對(duì)水庫大壩中的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用以及自動(dòng)化安全管理的意義做出簡(jiǎn)單的闡述，并在此技術(shù)上分析了水庫大壩管理中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù)；水庫大壩；安全管理；實(shí)踐探析

中圖分類號(hào)：TU714 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6487 （2018） 01-0108-02

1 水庫大壩自動(dòng)化安全管理的重要意義

檢測(cè)管理工作作為水庫大壩日常安全管理工作中的重要措施之一，可以對(duì)大壩的設(shè)計(jì)與規(guī)劃進(jìn)行很好的分析與檢驗(yàn)，同時(shí)還有利于對(duì)水庫的管理方式進(jìn)行優(yōu)化、讓大壩的使用安全得到進(jìn)一步保障、對(duì)大壩的突發(fā)問題進(jìn)行研究、對(duì)工程的施工效果進(jìn)行改善等。通過一系列的實(shí)踐，我們可以知道，通過安全管理，可以將水庫大壩的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效的降低，讓防災(zāi)自救的能力得到有效提升，在對(duì)庫區(qū)的安全調(diào)蓄利用進(jìn)行保證的同時(shí)，讓水庫安全管理的能力得到改進(jìn)。

我國現(xiàn)在正在建設(shè)的水利水電工程項(xiàng)目非常多，根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)顯示，在眾多存在問題的水庫中，大中型水庫存在問題的，已經(jīng)占到了30%～40%。由此可見，重視大壩的安全問題，勢(shì)在必行。通過研究我國近些年來的相關(guān)資料可以知道，大壩潰決大約有3000起，其中主要是小型堤壩，但是有3%～4%潰決是高壩。

通過對(duì)以上資料文獻(xiàn)進(jìn)行研究不難發(fā)現(xiàn)，我國中小型大壩的安全管理工作存在很多的安全隱患，針對(duì)這一現(xiàn)狀，我們必須對(duì)水利水電工程的安全管理體系進(jìn)行建立。自動(dòng)化技術(shù)可以對(duì)大壩的安全狀況進(jìn)行及時(shí)掌握，同時(shí)還可以根據(jù)長(zhǎng)期以來對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的積累，根據(jù)水庫的實(shí)際狀況制定與實(shí)際情況相符合的維護(hù)管理措施，以及控制運(yùn)用方案。

2 在水庫大壩安全管理中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 大壩位移監(jiān)測(cè)和滲流監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容

2.1.1大壩位移監(jiān)測(cè)

在大壩監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)中，大壩的結(jié)構(gòu)變形是非常重要的一個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。其中包含了垂直方向以及水平方向的位移。就大多數(shù)情況而言，垂直位移以及水平位移的監(jiān)測(cè)是非常普遍的。一般而言，混凝土壩會(huì)根據(jù)不同的情況對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行分段設(shè)置，而位移監(jiān)測(cè)一般會(huì)在重要的大壩以及高壩上進(jìn)行設(shè)置，中低壩在位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置上沒有太多的要求。隨著近年來對(duì)壩段的水平位移監(jiān)測(cè)越來越重視，一般會(huì)在壩上選擇3個(gè)以上合理的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，而水平垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)一般則設(shè)置在土石壩壩頂端以及后部進(jìn)行設(shè)置，間隔根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置為30～50m不等。

2.1.2滲流檢測(cè)

在水庫大壩的監(jiān)測(cè)中，大壩滲流也是非常重要的監(jiān)測(cè)內(nèi)容，大壩滲流主要包含了滲流量以及滲透壓力等兩個(gè)方面?；炷了畨蔚膲毫τ^測(cè)孔一般情況下設(shè)置在基礎(chǔ)廊道，并且在不同的壩段都會(huì)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置。在對(duì)滲流量的監(jiān)測(cè)位置進(jìn)行分布的時(shí)候，需要將排水溝集水的實(shí)際情況進(jìn)行研究，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)分布的位置進(jìn)行設(shè)置，這一環(huán)節(jié)需要對(duì)總滲流量以及分區(qū)流量進(jìn)行測(cè)定。如果測(cè)定土石壩的滲流量，那么一般集中在土石壩壩底的滲水匯集的地方。除以上外，還需要在山坡上以及大壩的左右岸，對(duì)地下水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，其目的只為了更好地對(duì)繞壩滲流的整體情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2 自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)管理的主要裝置

2.1垂直、水平位移傳感器

根據(jù)對(duì)我國現(xiàn)有的混凝土壩工程的情況進(jìn)行分析可以知道，引線以及垂線等，是水平位移自動(dòng)化監(jiān)測(cè)裝置中最為主要的兩種方式，其中電機(jī)式以及電容式是最為主要的兩種形式，電容式的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)定迅速，缺點(diǎn)是對(duì)使用條件的要求比較高，一旦線路過長(zhǎng)，容易出現(xiàn)偏離。電機(jī)式的測(cè)定較慢，但是對(duì)使用條件的要求不高，相對(duì)于電容式而言，電機(jī)式的可靠性要高一些。

除了以上兩種，近年來得到較多應(yīng)用的還有真空激光準(zhǔn)直監(jiān)測(cè)裝置。該裝置近年來在多個(gè)工程中得到了應(yīng)用，并且應(yīng)用效果都比較好。但缺點(diǎn)是真空激光準(zhǔn)直監(jiān)測(cè)裝置的成本較高，同時(shí)在運(yùn)行過程中需要不斷地進(jìn)行維護(hù)，而維護(hù)的成本也較高。在我國，部分工程還采用大量程位移計(jì)進(jìn)行串接，或者是采用電信號(hào)的引線水平位移計(jì)，這兩種方式的應(yīng)用也逐漸增加，但通過對(duì)使用效果的觀測(cè)而言，還有很多需要進(jìn)行改進(jìn)的地方。

2.2地下水位檢測(cè)裝置

滲壓計(jì)是在實(shí)際的水庫大壩項(xiàng)目中對(duì)大壩地下水位進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過程中，運(yùn)用最多的手段。其中最為常用的裝置是進(jìn)口的弦式滲壓計(jì)。弦式滲壓計(jì)的穩(wěn)定性以及耐久性十分優(yōu)秀，但是在進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)定的時(shí)候，會(huì)受到氣壓的影響。如果量程較小，在大多數(shù)情況下可以采用通氣式滲壓計(jì)，但是該裝置如果處于潮濕的環(huán)境，通氣管內(nèi)部可能會(huì)受到潮濕的環(huán)境的影響，而對(duì)測(cè)量的準(zhǔn)確性造成影響。

2.3智能傳感器

將計(jì)算機(jī)技術(shù)與傳感器進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，這是智能傳感器的設(shè)計(jì)思路，二者進(jìn)行結(jié)合，可以較為有效地將信息技術(shù)與感應(yīng)技術(shù)進(jìn)行融合。該裝置可以更為合理的對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行布置，與此同時(shí)，還可以簡(jiǎn)化電纜敷設(shè)的任務(wù)，應(yīng)用效果總體而言較為理想。

2.4中央控制設(shè)備

中央控制設(shè)備的核心部件有任務(wù)主機(jī)、監(jiān)控主機(jī)以及電源?，F(xiàn)今我國的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)變得越來越成熟，在安全管理中，運(yùn)用的越來越多的是功能更加完善的小型觀測(cè)局域網(wǎng)。計(jì)算機(jī)制造水平的提升很大程度上提升了計(jì)算機(jī)監(jiān)控主機(jī)的可靠性以及持續(xù)運(yùn)行的能力，該裝置在價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)也非常明顯。

3 自動(dòng)化技術(shù)在水庫安全管理中的未來展望

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)大壩安全管理工作的理念發(fā)生了較大的改變，監(jiān)測(cè)對(duì)象從原本的大壩相關(guān)內(nèi)容開始向水庫周邊的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行擴(kuò)展。除了對(duì)水庫大壩進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)之外，水庫對(duì)周邊的經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響以及人們生活方式的影響也逐漸成為重點(diǎn)考慮的對(duì)象。除此之外，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的監(jiān)管體系進(jìn)行構(gòu)建，有利于完善我國的安全管理制度，雖然我國的安全管理制度發(fā)展時(shí)間比較早，但是與之相關(guān)的管理器具的使用以及開發(fā)還存在較多的不足之處，例如標(biāo)準(zhǔn)化工作以及水利信息化等。隨著管理任務(wù)的不斷提升，自動(dòng)化技術(shù)在安全管理中需要不斷地向著智能化以及實(shí)時(shí)化的方向進(jìn)行改進(jìn)和提升。

4 結(jié)束語

自動(dòng)化技術(shù)的使用以及發(fā)展，對(duì)于我國的水庫大壩的安全管理工作具有十分重要的意義，在提升水庫大壩安全管理的整體水平的同時(shí)，還能夠讓我國的水利工程發(fā)展得到促進(jìn)。

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