段马建
新疆昌源水务集团阜康供水有限责任公司 新疆阜康市831500
摘要：水库大坝安全监测的主要目的是保证大坝运行安全稳定，当前发展下大坝建设水平不断提高，为降低大坝运行环境等方面不利影响，做好安全监测与管理具有重要意义。下面文章就对我国水库大坝安全监测与管理展开探讨。
关键词：水库大坝；大坝安全；安全监测；监测管理
引言
大坝安全监测自动化系统是一种利用电子、信息、传感技术，通过准确的采集、处理、分析大坝监测数据，反映出大坝运行状态的观测系统，人们在水库工程中应用该系统能够为施工操作提供有力的依据，因此技术人员要深入分析该系统在建设中的具体应用措施，提升水库工程的建设水平。
1大坝安全监测自动化发展现状
采用自动化技术对水利水电大坝工程进行安全监测，能够及时采集大坝相关数据，并通过采用高效的数据分析和处理方法，获得较为全面的监测数据结果，为相关工程决策活动提供依据。经过几十年的建设发展，我国在大坝安全监测自动化体系的建设过程中已经取得了许多重要成果，目前基本具备综合监测能力，能够对大坝运行状态进行动态掌，这对于大坝工程的建设发展具有重要意义。只有确保大坝安全监测工作的有效开展，才能最大化的发挥大坝工程价值，保障人民群众生命财产安全。此外，通过开展水文环境监测等工作，也有利于提高大坝建设环保效益，降低对自然环境的影响和破坏。红星水库位于阜康市东南约8km处山坡中心村境内的天池公路西侧。库区地理坐标为：东经88°03′00″，北纬44°06′48″。水库位于天池公路以西0.3km处。红星水库为注入式平原水库。水库通过三工河总干渠引蓄三工河河水。三工河总干渠始于三工河渠首，止于三工河水管站总分水闸，全长4.5km。水库最大坝高12.6m，坝体总长约为1.7km，下接泄洪渠道。其中：主坝长900m，副坝长800m；水库实际蓄水库容100万m3，汛限水位688.38m，汛限库容75万m3。水库至华能管线长4842m、至水厂8100m，工业园内东西管线长4802m、南北管线长4356.4m。由于大坝监测系统的安装，水库管理人员可以及时观测掌握水库大坝的安全状况，为保障水库安全运行提供了科学依据。
2我国水库大坝安全监测与管理策略
2.1水库大坝的变形监测
水库的垂直位移和水平位移监测反应大坝的外部变形,是判断大坝是否正常运行的重要指标。通过监测水库大坝在自重、水压力、扬压力及温度等环境变量作用下的变形规律,了解水库大坝在施工和运用期间的稳定性和安全性,研究大坝有无裂缝、有无滑坡、有无滑动和倾斜等趋势。水库大坝的变形监测主要项目包括:大坝表面变形,大坝内部变形,大坝坝基变形,大坝裂缝及接缝,大坝混凝土面板变形及大坝岸坡位移。大坝外部变形的观测的方法有:视准线法、极坐标法、交会法等。
3.2内部观测
内部观测主要是指通过将应变计、裂缝仪、渗压机、测压管、渗流量仪、温度计等,在大坝内部特定部位进行埋设,持续自动化的观测大坝的应力应变、裂缝、渗流渗压与温度等,而且在混凝土坝的温度、应力应变、渗压等监测中,对弦式仪器与差动电阻式仪器进行广泛的应用。因为根据实测应变所计算坝体内部的应力,例如拱向应力、梁向应力与拱坝的径向应力等,监测大坝是否存在较大的拉应力,从而对大坝的安全进行评判。所以在应变、渗压、温度与裂缝测量中,对Fabry-Perot的光纤传感技术进行应用,主要其可以布设为分布式的网络,从而Fabry-Perot的光纤传感技术在大坝内部观测中被广泛的应用。
三工河洪水主要发生在春季和夏季，春季洪水一般以积雪消融或积雪消融与降水形成的混合型洪水，大致发生在3月下旬至4月；夏季洪水主要是山区暴雨和、高山积雪消融以及这两种形式的洪水叠加后形成的混合型洪水，是三工河发生洪水的主要原因，多发生在6月下旬至8月上旬。夏季洪水多表现为陡涨陡落现象，洪峰流量入洪水总量与暴雨强度及持续时间有直接关系，三工河夏季洪水的特点是强度大，历时短，一般2－4小时，突发性强，洪峰流量大，融雪型洪水一般不足三日，混合型洪水一般不足七日。由于本水库为引水注入式水库，因此不存在防洪设计。
2.3完善大坝安全监测指标体系
在开展大坝安全监测工作的过程中，需要根据具体工程情况以及环境监测要求，合理制定安全监测指标体系，提高大坝运行掌控能力。因此，在积极更新技术手段的同时，也需要对大坝安全监测指标体系加以完善，其中，大坝运行环境监测的主要任务是对堤坝上下游水流量、水位高度进行进行监测，预测水流量参数变化趋势，判断大坝是否能够满足安全储备要求，从而在出现洪涝灾害时，提前采取应对措施。在大坝修筑过程的开展过程中，也需要根据运行环境监测结果，判断施工可行性，制定科学合理的施工方案。为满足相关应用需求，在制定大坝安全监测指标体系的过程中，应对各项指标进行细化，合理制定上下限值，然后利用自动化监测系统对大坝运行环境进行监测和判断。
2.4选择智能传感，降低风险概率
目前在水库大坝的智能传感设备中，最主要运用的是位置移动传感、地下水位监测传感、中央控制传感等几个设备。位置移动传感在之前已经说过，它主要是对大坝是否有进行位置移动进行监测，以方便安全监测人员对大坝的使用寿命进行评估。但是通常位置移动的智能传感设备在对数据进行监测时，获取监测结果比较慢。虽然，它对实际监测的环境要求不严格，但很容易导致对监测位置的偏移，使监测结果不准确。对于中央控制传感设备而言，它是由整个电源设备控制设备、显示设备和任务主机辅助构成的。在信息化技术不断发展的今天。中央控制传感设备是对水库大坝形成了一个全网络覆盖式的监测系统。通过对这个系统的记录与运作，可以保证大坝的有效运行。并且中央控制传感设备有它独特的优点，监测数据也较精确，后期的维修成本较低。由于它采用的是激光悬浆，虽然它很耐用，也不易受到大气压的影响，但是他所监测出的数据不是很准确，并且为了保持渗压器其内部的干燥性，它也需要增设辅助气压计，这也造成了它的成本较高，许多小型水库无法承担。
2.5大坝日常巡检
巡视检查分为经常性检查、定期检查和特别性检查。经常性检查也就是日常巡检一般每天一次,主汛期、水位上升期增强每天巡检次数。技术人员要对日常监测的大坝变形、水库渗流等数据资料进行处理,通过对数据进行审查、计算、绘图建立数学模型,也可将监测数据与大坝的设计标准或安全评价标准相比对,对大坝的安全性进行诊断。定期检查每年的汛前汛后、冰冻期和融冰期都要专门检查,特别性检查在发生暴雨、洪水、地震、地质灾害以及库水位骤升骤降或持续高水位、发生比较严重的破坏现象或出现其他危险迹象时检查，检查范围包括:主副坝体、坝脚、面板、坝基、泄洪设施、泄洪通道、闸门、启闭机、溢洪道及附属设施等。巡检要按照规范认真进行并做好记录,资料留存备考。大坝日常巡视检查是仪器监测不可替代的,具有全面、及时、直观的特点。红星水库为方便管理和工程保卫,增加了大坝的视频监测设施。
结语
综上所述,在我国建筑中大坝安全属于极其重要的因素,只有保障大坝的安全,才能够使我国建筑的安全性得到提高。因此,为确保对大坝的安全进行有效的监测、分析与预报,必须积极对大坝安全监测、分析与预报技术进行创新与优化,实现大坝安全的自动化监测,有效的排除大坝所存在的安全隐患,提高大坝的安全性，推动水利工程事业的全面发展。
参考文献
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