大坝安全监测系统数据采集与分析及其实现

大坝安全监测系统数据采集与分析及其实现

王力江

浙江浙能水电管理有限公司浙江丽水323000

摘要：近年来，随着我国经济的持续稳定增长，使得相关部门加强了对于民生工程的建设。在这一背景之下，我国的水库大坝工程正在如火如荼的开展开来。事实上，大坝工程在实际的建造工程中由于实践环境的限制，使得其在正常运行的过程中存在着较多的安全隐患。基于此，就需要相关部门以及人员加强对于大坝安全的监测，继而由此实现相关的经济效益以及社会效益的取得。本文基于此，分析探讨大坝安全监测系统数据采集与分析及其实现。

关键词：大坝安全；监测系统；数据采集；分析实践

现阶段，我国在实际的发展过程中已经建成的堤坝数量多达建10万余座。堤坝工程的建设以及在后期的正常运行过程中推动了我国经济的持续稳定增长，并在这一过程中推动了民生事业的发展，为百姓的生活创作了较多的福祉，诸如发电、防洪、灌溉、航运等。但是，这些大坝在正常运行的过程中仍旧因为建筑料料老化、管理落后等原因，使得其安全性能逐渐降低，继而导致了一定的安全隐患。基于此，就需要相关部门加强对于大坝安全监测系统的构建，并在此基础之上，实现对于相关数据的收集以及分析，推动我国大坝的更好发展以及运行。

一、大坝建筑物的安全风险

与一般的土木工程不同的是，大坝建筑在实际的运行过程中往往会由于结构各异、承受荷载复杂等原因，出现较多的安全风险。关于大坝建筑物的安全风险，笔者进行了相关总结，具体内容如下。

（一）大坝建筑物承受水的各种作用

事实上，大坝建筑作为一种拦截水资源、利用水资源的工程建筑，其在实际的运行过程中往往需要与水接触。这种状况的出现，就使得大坝建筑在运行的过程中会因为建筑长期与水接触，受到水体的侵蚀，最终导致工程的表面以及周边岩体的强度逐渐降低，继而对大坝的安全稳定造成严重影响【1】。

（二）大坝建筑物的负荷类型复杂

大坝建筑在实际的构建、运行过程中，往往需要进行河流上下游水量的调节，基于此，就使得大坝建筑的表面存在较多的孔洞以及闸门。事实上，这一状况的出现虽然有利于水量调节，但是其也导致了大坝处于多种荷载的复合作用之下，继而由此导致大坝的应力以及变形规律十分复杂，从而对建筑物的强度产生一定的影响【2】。

（三）工程地质条件的不确定性

目前，我国的大坝工程在实际的建设过程中，常常出现基岩条件薄弱的状况。在实际的工程建设过程中，由于施工区域的环境过于复杂以及恶劣，使得作业人员在实际考查的过程中难以对地质缺陷进行全部发掘。这一情况的出现，往往导致大坝工程在建设的过程中出现一定的难度以及不确定性，继而使得工程的质量安全存在一定的隐患【3】。

（四）施工规模大

一般而言，我国的大坝工程在实际的建设过程中往往存在工程量大、工程建设环境复杂的问题。基于此就使得建筑单位在工程建设的过程中会出现因为工程爆破而导致的岩体震动，继而最终由此导致岩体强度的下降，并对大坝工程的安全性能造成了一定的影响。

二、大坝工程安全监测系统的组成

随着我国时代的发展以及相关技术的进步，使得相关部门加强了对于大坝工程安全的检测，并在这一过程中加强了对于大坝工程安全监测系统的建立。事实上，该系统的建立主要是为了掌握大坝的性状变化，并最终由此推动对于大坝工程安全性能的提高。目前，我国的大坝工程安全监测系统在实际的构建过程中主要分为三个环节。对此，笔者进行了相关总结，具体内容如下。

（一）监测仪器仪表数据量测系统

所谓的监测仪器仪表数据量测系统，其在实际的构建过程中是按照相关的监测设计而进行的。事实上，该系统在实际的运行过程中主要借助事先布置好的仪器获取到反映建筑物性状变化的实测数据。

在该系统的运行过程中，其主要检测的物理量分为两大类别，分别是：环境量以及效应量。所谓的环境量主要包括气温、水温以及大坝工程建筑周围的降水量。而效应量在实际的监测过程中又被分为两大部分，分别是：常规监测项目以及专项监测项目。在相关数据测量的过程中，常规监测项目包括坝体变形、温度监测等，而专项监测的项目又被分为水力学监测、地应力监测等【4】。

（二）监测数据采集系统

在这一过程中，为了将监测数据传送到监测中心的数据库中，需要相关部门提供专门的技术、设备以及人才的支持，从而推动相关作业的有序进行。但是，现阶段，我国的相关部门在进行数据采集的过程中，主要采用自动化手段。

在进行自动化数据采集的过程中，需要相关部门以及人员借助数据采集单元或者量测控制设备的运用。此外，在进行检测数据传输的过程中，则主要采用可专用电缆、因特网等无线传输技术进行。

（三）数据管理分析及决策支持系统

作为安全监测管理工作的落脚点，监测数据的管理以及分析的质量对安全监测管理工作产生了严重的影响。

事实上，通过构建起数据管理分析及决策支持系统，能够帮助相关的作业人员借助这一系统进行监测数据的管理、存储以及分析。事实上，在这一过程中，相关的技术人员能够对大坝建筑以及大坝周边区域岩体性状变化进行及时的了解，并最终在这一基础之上对大坝的安全状态作出评价。

相关的实践现实，该系统在实际的运用过程中还能够构建起相关的数学模型，继而由此对大坝建筑的安全状况进行预报，并能够实现大坝安全状态的分级，并根据相关的预警提出解决措施【5】。

（四）现场巡查

在进行大坝安全监测系统数据采集与分析的过程中，除了借助上述的安全监测系统进行相关的工作处理之外，相关部门还可以通过除现场巡查的方式进行这一工作。

在这一过程中，需要经验丰富的这监测技术人员通过目视或相关专用设备对大坝建筑周边的坝体、坡脚、坝肩、排水设施、机电设备等部位进行查看、比较以及分析，继而由此发现相关的异常现象。

事实上，现场巡查工作的开展能够在最大程度上弥补监测仪器工作的部位的不足,并在此过程红提供有关大坝建筑安全的一些重要信息,是监测系统不可或缺的组成部分【6】。

结语：

现阶段，随着我国经济的持续稳定增长，使得相关部门加强了对于水利大坝工程的建设。事实上，由于实际环境的限制，使得我国的水库大坝工程在实际的构建以及运行过程中出现较多的安全隐患问题，继而不利于相关的经济效益以及社会效益的取得。基于此，相关部门加强了对于大坝安全监测系统的构建。本文主要分析了大坝建筑物在构建以及运行过程中出现的安全风险，并就大坝工程安全监测系统的组成进行了具体的阐释以及分析。事实上，随着相关安全监测系统的构建以及相关措施的落实到位，我国的水库大坝工程必将获得长足的发展，并最终由此实现大坝工程在实际的运行过程中能够取得较高的经济效益以及社会效益，促进社会的发展以及居民生活水平的不断提高。

参考文献：

[1]温烨婷.流域级大坝安全远程监测网络数据采集系统的设计与开发[D].湖南大学,2014.

[2]贾化萍.C/S与B/S结合模式的大坝安全监测信息管理系统研究[D].河海大学,2016.

[3]丁永忠.基于无线传感器网络的大坝安全远程监测技术研究[D].武汉理工大学,2011.

[4]段国定.天生桥一级水电站大坝安全监测信息系统的开发与研究[D].昆明理工大学,2014.

[5]白崇宇.基于VS与GIS的大坝安全监测系统开发与应用研究[D].合肥工业大学,2013.

[6]王浩军.基于WEB架构的大坝安全监控管理系统若干关键技术的研究[D].浙江大学,2015.