浅析水利工程大坝安全监测应用技术

浅析水利工程大坝安全监测应用技术

王超

江苏汇水创信息科技有限公司 江苏 南京 210000

摘要：在当前的水利大坝建设过程中，有关人员需做好对坝体运行情况的实时监测，综合分析监测数据，确定大坝运行中是否存在安全事故。这不仅有助于提高监测效果，还能延长水利工程的使用寿命。由此，本文对水利工程大坝安全监测应用技术进行研究，通过对其中存在的问题进行分析，提出了相应的技术应用方案，并对优化监测效果的措施进行分析，以促进大坝安全检测的顺利进行。

关键词：水利工程；大坝；安全监测

对水利工程建设而言，其不仅关系着地方农业的发展，还对我国经济水平的提升有着重要的影响。其中，大坝作为水利工程的核心部位，在防灾减害以及水电供给等方面具有不可替代的作用。因此，有关人员需做好对大坝状态的实时监测，引进现代化的监测技术，在有异常现象发生时能够及时做出应对，从而使大坝的运行安全得到保障，水利工程建设也能达到长久运行的目标。

1 水利工程大坝安全监测的内容

1.1 对大坝状态的实时监测

大坝作为水利工程建设的核心内容，只有保障其运行安全，水利工程的功能才得以充分发挥。但从实际情况来看，大坝的安全会受到多种因素的影响， 如周边地质情况、气候变化以及降水量，均会给大坝安全带来不良影响[1]。在这种情况下，有关人员就需要采用遥感的监测手段，对大坝运行中的参数指标、状态等进行实时监测，并做好数据收集、图像收集以及数据分析等工作。通过这种方式，监测人员能够及时发现大坝运行中潜在的安全隐患，并结合大坝运行需求制定相应的处理措施，以将安全隐患的影响降至最低，避免对有安全事故发生对大坝的运行安全与功能发挥造成影响。

1.2 对设备仪器的实时监测

对水利工程建设而言，有关人员应做好对系统、设备等的配合应用。具体而言，水利工程不仅包括大坝工程，还包括堤岸、渠道等工程项目，且各项目建设均需要各类设备设施的辅助，才能得到顺利进行，如泵闸、水电等，这些设备按照工程要求分布在施工现场，充分发挥自身功鞥，进而促进水利工程系统运行的有效性。由此可见，在对大坝的安全监测过程中，对这些设备的状态监测有着十分重要的作用，这也有助于保障大坝基础功能的充分发挥[2]。另外，通过对这些设备的安全监测，工作人员还可以对相关数据进行汇总分析，判断其中是否存在安全隐患，并确定大坝表面是否存在渗漏，是否需要实施保养维护作业等。对此利用科学的监测方式，对水利工程大坝附属设备、仪器等进行安全监测，及时发现其中存在的问题，从而提高对安全隐患的防范效果，为大坝安全提供保障。

2 大坝安全监测中存在的问题

2.1 大坝渗漏问题

渗漏问题是大坝加固及维护环节的重点内容，这不仅关系着大坝的使用寿命，还与现场及周边人员的生命安全有着紧密的联系。通常情况下，大坝渗漏问题主要包括坝基渗漏、坝体填筑不合格以及放水涵管渗漏等。与此同时，我国部分水利工程的建设时期相对久远，建设工艺、技术等相对滞后，致使坝体本身存在质量问题，很容易在后续使用中引发渗漏等问题[3]。因此，对渗漏问题的处理具有十分重要的作用。此外，针对部分使用时间较为久远的大坝，即便有关部门虽然定期实施返修养护，但其中的关键问题仍没有得到有效解决，给后续的大坝运行打来了安全隐患。

2.2 监测人员的专业能力不足

为使大坝安全监测得到顺利进行，施工单位首先应当委派专业的监测人员，提高监测结果的可靠性。但从实际情况来看，我国多数水利工程大坝建设存在专业人员缺乏的问题。再加上传统观念的影响，多数监测人员对自身工作的重要性缺乏正确认识，工作上进心不足，常有敷衍了事的现象发生，导致自身的专业能力已无法满足现代化大坝安全监测的要求。与此同时，还有的员工学习意识不足，对新技术、新知识的接受程度较低，这也是影响水利工程大坝安全监测质量的重要因素。

2.3 监测结果复核差异大

在水库大坝的安全监测过程中，对监测结果的复核也具有十分重要的作用。如在具体的实施过程中，部分各单位会根据坝坡的坡度数值等进行操作，并根据核查数据判断大坝的具体运行状况，确定其中是否存在山体滑坡的问题。此过程中，定期复核的实施能够帮助监测人员及时发现其中存在的安全问题，确定坝坡的坡度设计缺陷。但从实际情况来看，多数大坝的监测数据存在复核差异较大的问题，不满足工程的设计要求，或是复核结果无法反映工程建设的实际情况，给后续大坝建设的运行带来了安全隐患。

3 水利工程大坝安全监测技术

3.1 智能监测技术

在现代化的水利工程建设中，对大坝的结构及内在构造的要求相对较高，且在后续去的验收环节中还会对内在构造建设进行严格验收。这使得水库大坝在投用后，监测人员必须对大坝实施全方位的安全监测，确定其内部是否存在结构变形、构造损坏等问题。此过程中，监测部门可提前在大坝内部安装信息化监测系统，尤其在易发生变形的部位，更需要按要求做好对监测设备的安装，以便实施了解大坝结构的具体情况。需要注意的是，当设备安装完成后，监测人员应对大坝横向及纵向的数据进行汇总，并进行综合分析，确定大坝是否出现位移等问题。现阶段，我国大多数水库大坝采用混凝土结构建设而成，可用的监测预备点较多，但针对水库大坝的位移监测技术并未得到推广应用。在这种情况下，许多小型水库大坝在运行中出现的位移问题难以被及时发现，很容易给水库带来严重的损失。因此，在水库大坝建设中，技术人员应每隔50m设置监测点，确保水库大坝的结构变化能够得到实时监测，以便相关人员及时发现其中存在的质量问题，提高水库大坝的运行稳定。另外，技术人员还需将数据分析系统与自动化监测装置结合应用，充分发挥自动化系统的价值，为水库大坝整体的安全及稳定性提供保障。

图1 大坝自动监测实景

3.2 自动测试技术

在大坝安全监测环节，监测人员不但要做好对大坝结构的监测，还需对大坝的渗透情况实施重点监测。对不同类型的水库，大坝的渗透情况也存在较大的差异，在应用渗流器测量渗流量以及渗透压力时，结果精确度也会产生一定的差异。因此，政府部门应当为经济较困难的企业提供支持，以便企业采用更高精度的渗流器等设备，实现对水库大坝各时段渗流量的精准统计。通过这种方式，大坝安全监测效率得到提升，测量结果的准确性也能得到保障。与此同时，监测人员在完成对数据的分析后，还能对地下水流量的具体情况来加以全面掌握。另外，监测人员还应当合理设置监测点，积极应用监测设备对水库大坝的积水、排水等情况进行分析。如在监测渗透压力时，需将仪器安装在大坝底部或水渠内等部位，这就要求工作人员对仪器进行严格筛选，并结合大坝的实际运行情况完成仪器采购工作，避免有不合格设备被用于监测工作中，给监测结果带来不良影响。

3.3 大坝CT技术

大坝CT技术的应用主要基于计算机层析成像技术进行。在实际应用中，技术人员通过收集波在坝体内部传播中产生的射线，并形成对应的图形，利用计算机对该波形进行分析，确定坝体内部强度的分布情况，找出其中潜在的安全隐患。与此同时，其还可以根据坝体强度的分布情况，判断其运行安全及建设质量，以此为基础开展对大坝的全面安全监测。现阶段，对大坝CT技术的应用主要分为声波及电磁波两种形式。其中，对声波监测系统，这主要由计算机设备与监测设备共同构成。在实际应用中，监测人员需利用监测设备完成波的接收、发射及记录等工作，并利用移动能源、驱动装置等辅助相关工作的进行。且由于驱动设备可以与记录设备进行连接，能够实现对瞬时波的有效检测，给后续线管工作的开展提供准确支持。此外，对电磁波监测技术，这主要以天线作为核心装置，利用天线发射高频电磁波，再利用另一个天线接收坝体表面反射出的电磁波。根据相关理论可知，电磁波的波形、强度等与介质面的结合形态有着紧密的联系，这使得监测人员可通过对电磁波的分析，确定坝体材料的性能及老化情况，进而对大坝的运行情况产生准确的判断。

4 优化大坝安全监测效果的措施

4.1 做好对监测设备的安装

对水利大坝安全监测工作而言，为提高监测效率，工作人员除了要灵活应用监测技术，还需对技术方案的内容进行优化设计。此过程中，对监测设备的位置选择是最为重要的任务，这就要求技术人员严格按照工程标准，完成对监测设备的合理安装，以使后续监测结果的精度得到保障。另外，受经济因素的影响，部分企业无法实现监测设备的大规模安装。因此，安装人员应对监测设备的安装位置进行合理选择，以实现对整个坝体的精准监测，从而及时发现坝体运行中的潜在隐患，为后续坝体维修等工作的实施提供数据参考。

4.2 对监测体系进行完善

完善的监测体系是保障大坝建设安全进行的基础，且对于后续水利工程建设的有序进行有着重要的影响。具体而言，监测人员的主要工作职责在于收集坝体运行信息，确保各监测设备的安全稳定运行。因此，在实际工作中，管理人员需从以下几方面对监测体系进行完善，以充分发挥大坝监测的作用：第一，做好对日常监测的规划，按照相关要求维护监测设备，以保障设备的稳定性运行。这不仅有助于提高信息采集结果的准确性，还能促进分析工作的顺利进行，对后续监测工作的实施有着重要的促进作用。第二，对安全监测设备的应用，有关人员应制定统一的操作标准，并采用信息化的手段实现对监测设备的有效管理，从而减少设备操作失误的现象发生。

4.3 定期开展监测评价

在坝体监测过程中，为提高监测效果，有关部门应在保障坝体安全基础上，对监测数据进行科学分析，并邀请行业内的专业人员，对现场的监测体系进行合理评价，及时指出其中存在的不足，提出相应的建议及改善措施。与此同时，其还需要结合实际构建更加科学的大坝结构形式，丰富网络数据库，最终结合数据模型，对监测数据进行更加深入的分析。这不仅有助于提高监测效果，还能保障坝体的长久运行，对后续水利工程建设有着重要的促进作用。

结束语

为保障水利工程大坝安全进行，工作人员需做好对大坝的实时监测，以在有异常现象发生时及时进行处理，为后续水利工程的长久运行提供保障。由此，本文对水利工程大坝安全监测应用技术进行研究，通过对其中存在的问题进行分析，提出了做好对监测设备的安装、对监测体系进行完善、定期开展监测评价等措施，以充分发挥安全监测的作用，提高监测结果的准确性。

参考文献

[1]王普秀.水利工程大坝的安全监测技术与发展研究[J].中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术,2022(3):0085-0087.

[2]廖志伟.水利水电工程中的大坝安全监测技术研究[J].中国科技期刊数据库 工业A,2022(3):0132-0134.

[3]胡斌斌,叶芳毅.水利工程安全监测报告自动整编技术研究与实践[J].水利水电快报,2022,43(1):50-54.