水库大坝安全监测调查研究

【摘要】水库大坝安全监测是检验设计、校核施工和了解大坝安全状态的有效手段。为准确了解水库大坝安全监测现状，采用函调、现场调查结合水库督察信息，对我国水库大坝安全监测情况进行了分析，指出了水库大坝安全监测存在问题，并提出了相关建议。

【关键词】水库大坝安全监测调查研究

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大坝是水库最主要也是最重要的水工建筑物，它的安全性直接影响着水库设计效益的发挥，同时也关系下游人民群众的生命财产安全、社会经济建设和生态环境等。因此，必须高度重视水库大坝的安全监测，使之安全运行。

一、大坝安全监测的重要意义

大坝建造在复杂的水文地质和工程地质环境中，运行中的大坝不仅承受着巨大的水压力和温度等环境荷载，有时还会受到地震荷载的冲击，工作条件极为复杂。同时，由于材料性能、施工过程中造成的人为影响等因素，随着使用年限的增长，大坝也会出现不同程度的老化、病变和裂缝等问题。这些缺陷或隐患若不能及时被诊断发现并解决，将随时可能影响到大坝的安全运行，严重时还会造成灾难性事故。目前，国内已建成大坝8．6万多座，其中大部分是20世纪50～60年代修建的中小型土石坝，这些大坝或没有布设安全监测设备，或设备仪器落后，其病害十分严重。此外，随着时间流逝，一些早年布置了监测设备的大坝也出现了老化和安全问题。大坝安全监测问题已不容忽视，令人欣慰的是:近年来已得到国家的高度重视。造成大坝失事的原因很多，主要有：(1)坝体泄水能力不足或遭遇超标准的洪水；(2)坝体质量和基础存在问题；(3)其他运行管理方面引发的问题。土石坝失事的主要原因是渗透破坏和坝坡失稳，表现为坝体渗漏、坝基渗漏、塌坑、管涌、流土及滑坡等现象。据统计，在失事大坝中，仅有35%是由于其自身泄洪能力不足，也就是勘测设计中存在洪水计算和防洪能力方面的问题;大部分大坝失事仍是由于其他工程原因或运行管理问题造成的，而这些问题却是可以通过加强安全监测及早发现问题并及时处理解决的。因此，建设和完善大坝安全监测设施重要且必需。

二、大坝安全监测的手段

1、把巡视检查和仪器监测结合起来

巡视检查和仪器监测是大坝安全监测两个相互补充、密不可分的部分，二者结合实现了监测面上和点上的相互兼顾印证。前者按照一定的检查范围和要求,采用目测对大坝外观表面特别是一些明显的隐患进行检查，以便做到早发现、早处理。后者主要借助观测仪器按规范要求进行必要的点监测。对大坝表面及内部的隐患,如土石坝的洞穴、暗缝、软弱夹层等,很难通过简单的人工检查发现，必须借助于高密度电阻率法、中间梯度法、瞬态面波法等先进仪器和技术进行检查，从而完成对其定位及严重程度的判定。

2、把自动监测和人工观测结合起来

大坝自动监测系统具有测量快、便于分析、可靠性高、可备份等特点，可以大大缩短数据采集的周期，减少人工资料整编分析的繁冗，提高大坝观测的工作效率，减轻劳动强度。由于自动化系统测点种类多、分布广、线路长，易受高低气温、高湿度、强雷电、大风、鼠害等不利环境干扰，易出现短路、断接、接触不良、元器件损坏等系统故障，造成监测中断或监测精度降低，此时采取人工观测方式可保证监测数据连续，校验系统精度，辅助故障处理。在系统运行、检修期间，通过人工比测来校验自动检测值，减小系统误差，提高数据采集的可靠性，为系统维护提供参考依据。

把定性监测和定量监测结合起来

通过定期巡视检查，以目测或摄像头探测记录，比较某部位外表各种异常现象变化和发展趋势，同时结合仪器监测以及数据分析比较，初步判断大坝某部位安全性是否出现异常，如大坝表面某部位出现塌陷、裂缝或渗漏，可结合变形、渗流、应力应变等各个项目的监测结果综合分析判断；也可以将传统的变形、渗流、应力应变及温度监测同面波法、超声波、CT、水质分析等结合起来，多个角度、多个层面地进行数据分析。如土石坝渗流问题分析，不仅要对大坝坝体、坝基、绕坝渗流情况进行定性监测分析，还要结合一些定量观测，比如：测压管（计）的状况、坝后渗流量的监测，以及坝后渗流水质的检测分析，观察坝后渗流水与库水颜色、水质是否相同，是否存在化学管涌或机械管涌或流土液化现象，地下水是否有浸蚀现象。通过定性、定量综合分析、比较，全方位、立体化地反映被监测对象的性态变化，从而做出比较客观准确的判断。

三、大坝安全监测建议以及展望

1、大坝安全监测建议

大坝安全监测工作是发挥工程效益的前提，是水利管理工作中一个至关重要的环节。想要完成这项艰巨的任务，必须从经费、规划、技术力量等方面加强。因此提出以下一些建议：（1）加强观测人员的技术培训。当前观测人员持续更新，亟待提高业务技术水平，各级水利管理部门可以通过多渠道多层次来进行技术培训。为此，各级单位要抓紧培训工作，以适应当前实际情况。（2）通过多种途径解决补设观测设施经费问题。新建工程的监测设施预算占主体建筑物总投资的1%～3%；除了列入基建的出险加固的水库需列进工程概算外，对观测设施的更新和完善，监管单位可以从水费收入里进行安排解决。（3）有目标、有步骤地分批分期改造、补设及完善观测设施。各级主管部门应将制订补设、改造及完善大坝安全监测的近期及长远（年度）实施计划，落实责任。主管部门应加强监督检查，并进行年终考核。（4）从设计、基建、教学及科研等方面采取措施，进一步加强大坝安监工作。可以在大专院校开设大坝安全监测专业课程或者建立科系。（5）定期开展大坝安全鉴定工作。各级水利主管部门可以对大中型水库大坝展开安全鉴定工作，以保安全运行。（6）建立大坝安全监测仪器的研制体系，提升仪器制造的水平。应根据相关文件的统一规格,结合我国当前实际情况与需要并借鉴国外先进技术来进行观测仪的生产、研制。

2、大坝安全监测展望

纵观我国当今大坝安全监测现状，可以发现计算机技术、传感器技术、通信技术在大坝安全监测仪器、观测技术等方面的运用均有了长足的发展，比如渗流热监测、管线传感和“4S”等技术的运用。大坝安全监测的发展趋势可以概括为以下几点：（1）高自动化的观测仪器层出不穷，监测手段更加先进和高效。（2）大坝的安全性、可靠性与不确定性等问题的分析及研究不断展开，并成为热点。（3）更加强调观测仪器和人工安监与控制的结合与互补。（4）数据处理逐步发展成为在线时处理和控制。（5）从单项目、单测点的独立分析评价向多项目、多测点的综合评价发展。（6）观测范围进一步扩大，除了对建筑物的监测之外，还向地基岸及其他更为复杂的地域发展，同时在一定程度上与流域水文监测相结合。

总结

大坝安全监测是了解大坝安全性态、对大坝安全实施科学管理必不可少的重要手段，应实现多种手段方法的综合应用，并与气象、水情、洪水预报及水库调度有机结合起来，使之成为各级防汛决策支持系统的组成部分，为实现工程效益的最大化服务。

参考文献

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