张成阔

摘要：本文主要以水库大坝安全监测自动化技术在水库设备安全中的应用研究为重点进行阐述，结合当下大坝安全监测自动化技术现状为主要依据，从自动化监测设备的埋设、自动化检测系统的组成、自动化监测系统的必要性这几方面进行深入探索与研究，其目的在于实现实时监测，降低人工成本，优化监测效率。

关键词：水库大坝安全监测；自动化技术；现状；应用

对于水库大坝来讲，合理利用水库大坝安全监测自动化技术十分重要，是确保水库设备安全运行的基础，也是保证水库大坝效用全面发挥的关键。为此，相关人员需加大安全监测自动化技术应用力度，促使其存在的价值与效用在我国社会经济发展中发挥出最大化，以期推动我国核心竞争力上升到新高度。本文主要研究水库大坝安全监测自动化技术在水库设备安全中的应用，具体如下。

一、水库大坝安全监测自动化技术现状

（一）安全监测自动化技术分析

以前利用的大坝安全自动化监测技术具体包含垂直与水平位移传感器、中央控制装置以及地下水位监测仪器等。水平位移传感器当前有两种，引线与垂线，实际工作方式为电容式与电机式，采用电机式监测虽然速度慢但是不挑环境，有较强的可靠性；而电容式监测尽管速度较快，但是对工作环境有极高的要求，且线路太长易导致偏移。近些年诞生了激光垂直监测，不仅效果好成本还低；此外还有精度较高的自动化扫描仪，能够对水库大坝进行动态监控，但是成本非常高，对技术要求也非常高。对地下水监测经常使用弦式渗压计，稳定性强，不足是易受气压影响，导致结果失准。中央控制仪器有后备电源、计算机等，随着科技的不断发展逐渐构成监测局域网模式的监测系统，有极高的稳定性、极强的适应性，成本低廉，在当前得到了广泛利用。

（二）安全监测自动化系统

水库大坝安全监测自动化系统系统由三部分组成：现场量测部分、数据采集模块（CCU）、远程终端采集单元（MCU），其中现场量测部分由大坝区降雨强度和雨量监测与大坝渗流量监测这两部分组成。大坝区降雨强度和雨量监测采用翻斗式雨量计测量降雨量和降雨强度。大坝浸润及坝顶基渗压监测：通过埋设渗压计来观测坝体的渗流压力分布情况和浸润线位置及坝基渗流压力分布情况；而大坝渗流量监测在大坝下游设置水堰，安装量水堰计以监测大坝渗流量。安全监测自动化系统有较广的监测范围，监测项目较多，一般情况下，所面对的监测环境都会十分恶劣。在实际设计过程中依据水库大坝的具体状况与实际效用状况全面设计，在设计中需严格遵循标准、实时、可靠等原则，并留有足够的可扩空间，保证安全监测自动化系统的实效性。

二、水库大坝安全监测的特点与必要性

（一）主要特点。水库大坝安全监测有两项特点，其中包括重要性与严谨性，需全面掌握大坝运行规律，一定要做好水库大坝观测工作。水库大坝的安全监测包含对坝体特定测点依据对应频率展开仪器测量且对所采集的资料进行分辨，通过对原本观测获取的数据进行查证与有关计量来保证监测资料的连续性与准确性。

（二）安全监测中心内容与必要性。管理者若想及时了解大坝安全问题及运行状态主要依靠于合理监测。一般来讲，大坝的安全监测是通过人工对监测设备的利用与定期监测来掌握的水利工程坝基、主体结构以及周边环境，并通过分析相关观测数据来判断水库大坝具体运行状况。在该过程中，因水库水坝存在一定的特殊性，在维护水坝时需合理开展完全监测工作。随着当前各类自动监测技术的诞生，与早前人工观测，自动安全监测技术更能实现连续且动态的监测。

三、水库大坝安全监测自动化技术在水库设备安全中的应用

以某水电站为例阐述水库大坝安全监测自动化技术的实际应用。某水库水电站为混合式开发，该水库常规的蓄水位在400米左右，库容量约为6400万立方米，设计引流量约为2500立方米每秒，电站的装机容量约为780兆瓦，平均发电量约为33亿度电。水電站有多个构筑物组成，其中包含电站主厂房、非溢流坝、左岸副坝、尾水渠等。

（一）自动化监测设备的埋设

第一，厂房监测系统。包含在厂房的观测廊道中设置变形监测的监测测点与装备，应用到变形与基础沉降观测；在厂房四号机坝纵周边设置渗流监测断面，采用四支弦式渗压计来监测渗流；另外在厂房四号机附近设置十六支钢筋计来监测钢筋应力状况；在四号机抽线位置设置四组应变计来监测混凝土变化状况；在四号机进口的位置设置一个温度来监测断面，来对四号机进口处混凝土的温度变化进行监测。

第二，泄洪冲砂闸监测系统。一般情况下，泄洪冲砂闸位置设置两个渗流监测断面，分别在十四号闸墩与五号闸墩，每个断面设置四支渗压计，来对坝基的渗透压力进行监测；在坝横0+005一线设置了七孔测压管，来对防渗墙的渗透压力进行监测；在泄洪冲砂闸的位置布设两个应变监测断面，在十四号闸墩与五号闸墩，每个断面设置十二支钢筋计，来对闸墩钢筋应力变化进行监测；设置两套七向应变计组，来对闸墩混凝土的应变在状况进行监测。

第三，安装间监测系统。包含在坝纵0+460的位置设置渗流监测断面，应用渗压计监测渗透集水井与检修集水井的渗透压力；在检修集水井与渗透集水井周遭分别布设两个监测断面，总计十八支钢筋计。

（二）自动化监测系统的构成

监测系统由两方面构成，其中包含监控中心与各部位监测站。该工程计划设置四个监测站、一个监控中心站，在监控中心设置在中控室中，四个监测站设置在安装间观测廊道、泄洪冲砂闸十四号闸墩、厂房观测廊道以及泄洪冲砂闸五号闸墩，其间利用光缆通信，且利用220伏永久电源供电。

（三）自动化监测系统的实效性

该电站已有的监测项目皆基于人工观测为主，有较大的观测强度，并且受人为因素干扰大，观测信息可靠性与实时性相对较差，不能全面反映水工建筑物实际变化状况，尤其是在遭遇洪水与大坝性态异常状况时，无法进行动态监测。为此针对水电站当前安全监测设备的运作状况，加强完善大坝安全检测系统，把一些重点监测项目施以自动化监测。这为行业发展的具体要求，也是水电站管理工作与实际生产的要求，另外，还是水库大坝安全监测自动化技术全面发展的方向，为大坝安全建设至关重要的部分。

四、结语

综上所述，水库大坝安全监测自动化技术在水库设备安全中具有不可或缺的作用，其不但能够保证相关工作人员生命健康安全，还能充分发挥水库大坝的实效性。基于此，相关部门需给予水库大坝安全监测自动化技术高度重视，让其含有的实效性在我国社会发展中全面发挥出，为我国现代化社会持续稳定发展提供有利条件。