大坝安全

大坝安全（精选12篇）

大坝安全 篇1

大坝的安全运行,关系在大坝安全评价中,各评价指标的权值确定具有重要的意义,评价指标是否具有其合理性,直接影响评价结果的准确性[1]。评价指标的确定方法有多种,文献[2]利用广义最大熵原理,将不同赋权方法有机集成确定大坝安全评价中多指标权值。文献[3]基于样本数据驱动基于投影追踪分析新型算法的赋权模型,来提取各样本数据中所反映的各评价指标的权值。文献[4]基于Bayes估计提出一种融合赋权新型方法。文献[5]使用模糊数学理论综合评价大坝安全。以上方法不能避免人为随意性和主观因素的影响。传统的层次分析法进行指标权值的计算,可以一定程度减少人为随意性和主观因素的影响,但层次分析法计算中将矩阵特征向量作为权值的近似值,有一定的误差,并且在对判断矩阵进行单排序一致性检验时,若计算结果没有满足一致性准则(CR≥1),需要人为调整判断矩阵的元素值,由于一致性程度取决于专家对各因素相关关系的把握程度,在调整过程中将改变判断矩阵的各因素关系,故所得权值并非最佳。本文引入量子遗传算法,以判断矩阵一致性指标作为适应度函数,建立新型权值计算模型,并基于量子遗传算法进行智能寻优,得到满足一致性准则的最佳权值,将其运用到大坝安全评价中。本文最后以某混凝土平板坝为例,对比了传统层次分析法以及量子遗传算法计算结果,并将计算结果用于大坝实际变形性态评价,结果表明这种新型权值计算模型计算精度更高,收敛速度较快,评价结果准确,具有一定的实用价值。

1 基本理论

1.1 量子遗传算法

量子遗传算法(Quantum Genetic Algorithm,QGA)以量子理论为基础,采用量子位概率编码表示染色体,通过不断更新量子旋转门的作用来更新和优化种群,达到智能寻优的目的[6]。Narayanan等人最早提出了受量子计算思想启发的量子遗传算法,将量子多宇宙的概念引入遗传算法中,较普通遗传算法整体上提高了算法的搜索效率,具有更快的收敛速度,更小的种群数目,且不容易陷入局部极值[7]。

与遗传算法不同,量子遗传算法中最小的信息单元为量子比特,一个量子比特可以处于|0〉态、|1〉态、以及|0〉和|1〉之间的任意叠加态。可以表示为:

式中:α,β分别为量子位对应态的概率幅。

|α|2用作表示量子状态位于|0〉态时相应概率,|β〉2为量子态为|1〉态的概率,并且对于每一个量子状态概率幅都满足如下归一化条件:

在普通概率优化算法中,如遗传算法等,采用的编码方式有二进制编码、十进制编码和符号编码。在量子遗传算法中,编码方式基于量子比特的性质,用一对复数定义一个量子比特位,一个具有n个量子比特位的系统可以描述为:

式(3)的系统可以同时表示系统的2n种状态。

量子遗传算法中,种群的更新可以通过量子旋转门的更新来实现,量子旋转门可以表示为:

量子门更新过程可以表示为:

式中:(αi,βi)T和(αi′,βi′)T代表染色体第i个量子比特旋转门更新前后的概率幅;θi旋转角。

量子遗传算法通过量子门的旋转来进化种群,旋转门的更新操作保证了算法的收敛,旋转角大小和方向的调整策略[8]如表1所示。计算中加入最优个体的信息来引导进化,即比较当前值与最优值,从而加快算法的收敛。

表1中xi和bi分别为解与当前最佳个体的第i个量子位对应的二进制位。f(x)为适应度函数,Δθi为旋转变异角;S(αi,βi)为旋转角度的方向,实际旋转角为θi=S(αi,βi)Δθi,g=αiβi。

1.2 QHA?AHP模型

量子遗传算法具有收敛快,不易陷入局部极值的优点,将其与层次分析法结合,构造权值计算模型,本模型计算基本步骤如下。

步骤1:将问题进行条理化、层次化分析,构造梯阶层次结构。大坝安全评价指标体系如图1所示。

步骤2:将上层元素和下层元素进行两两对比,构造出各层次的判断矩阵。判断矩阵中的各个元素即标度使用数字1~9及倒数表示。

步骤3:确定量子遗传算法适应度函数,得到确定单排序权值。传统层次法进行判断矩阵修正时,修正的随机性较大,修正后再得到的权值不一定是最佳权值,本文引入了量子遗传算法智能寻优以求满足一致性准则的最佳权值,建立了大坝安全评价的指标权值计算QGA-AHP模型。在已建立了目标层(A)、准则层(B)、方案层(C)的情况下,以B层次判断矩阵B1为例,设矩阵B1={bij}n×n,其中i=1,2,…,n,矩阵B1中,bij表示在此层次内元素i相对于元素j的重要程度,设各因素在这一层次的单排序权值为ωi,其中i=1,2,…,n。根据判断矩阵基本定义,若矩阵B满足以下条件:(1)bii=ωi/ωi=1;(2)bji=ωu/ωi=1/bij;(3)bijbjk=(ωi/ωj)(ωj/ωk)=ωi/ωk=bik。则矩阵B中元素bij与权值ωi之间有如下关系式:

其中条件(3)称为矩阵的一致性,满足该条件则表示矩阵元素间的相互关系可以定量传递。对式(6)进行进一步推导,于是有:

一致性程度主要取决于工程科技人员对因素关系的把握程度,对各因素认识得越清楚,判断矩阵的一致性程度就越高。故公式(6)~(8)中等号严格成立时,说明判断矩阵具有最佳一致程度,即一致性指标CR=0。式(8)可以转换为如下优化求解问题[9]:

需满足约束条件:

式中:FCI表示一致性指标函数。

式(9)是一个非线性优化求解问题,常规方法求解比较困难。基于此,本文引入量子遗传算法,以单排序权值ωi为优化变量,以FCI为适应度函数,使用量子遗传算法,对单排序权值进行智能寻优。经过一系列测量、更新、变异、输出最佳适应值,得到矩阵B的各个单排序权值ωi,此时矩阵B的一致性指标函数FCI小于0.1,则计算结果可以接受,否则应重新调整判断矩阵。

此外,为了避免算法寻优过程中陷入局部极值,本模型按照一定的概率引入变异操作,量子位α|0〉+β|1〉经变异操作后,可以表示为α|1〉+β|0〉。变异概率为0.1~0.01,变异操作可以保持种群多样性,并防止陷入收敛于局部极值点。

步骤4:进行各层次元素总排序及其一致性检验。确定每一层次各元素对于顶层元素的排序权值并检验各判断矩阵的一致性。总排序权值要自上而下地将单排序权值进行合成。

步骤5:输出以上结果。

QGA-AHP模型的基本计算流程图如图2所示。

2 实例分析

某大坝为钢筋混凝土平板坝,坝顶高程137.70m,最大坝高约43m,坝顶长为225.0m由27个跨度为7.5m的平板坝垛组成(左岸2号坝垛至右岸29号坝垛),2号坝垛以左和29号坝垛以右为重力式接头部分,其余均为挡水坝垛。变形监测包括水平位移、垂直位移和测缝计等项目;渗流监测包括扬压力监测、渗漏量监测、绕坝渗流监测等;环境量监测包括水位和温度监测。

根据实测资料建立递阶层次结构:目标层A:大坝安全状况。准则层B:变形,渗流,环境量。方案层C:水平位移,垂直位移,关键部位裂缝;扬压力,渗流量,绕坝渗流;坝体温度,坝体材料老化程度。

根据专家学者对各种评价因素的重要性的判断,并结合工程的实际情况两两评比各个安全指标,建立如下判断矩阵:

其中矩阵B中元素b12表示变形相对于渗流的重要程度,b12=2表明在大坝安全评价指标中,变形重要程度大于渗流。应用上述QGA-AHP计算模型与层次分析法分别计算B、C层的单排序权值以及一致性指标FCI,两种方法计算结果见表2和表3。

由表2和表3得到上述单排序、总排序权值计算结果以及各层次FCI值对比,显然QGA-AHP模型的一致性指标更小,计算精度较AHP法更高。结果表明,大坝安全评价指标中权值较大的指标分别是水平位移、扬压力、垂直位移、坝体老化程度。权值越大表明该因素在大坝安全评价中的重要性越强。以“变形”及“渗流”性态为例。本文中“变形”指标是最大坝安全评价中最重要的指标。而“变形”是“坝体及坝基”性态最直观、最有效的反映。长期以来形成了比较完善的研究“变形”的方法,故“变形”在各指标中的重要性最大。由于渗流的复杂性,在反映“坝体及坝基”性态方面存在一些不确定因素,因此“渗流”重要性稍小于“变形”[10]。本文在以专家建立的判断矩阵基础上,运用科学的赋权方法,得到了符合实际物理意义的结果。

为了验证计算结果的有效性,由可拓学知识[11],将本例计算得到的变形性态下的分项权值ω1=0.608、ω2=0.287、ω3=0.105作为可拓模型特征的权值系数,对大坝变形进行评价。性态评价等级按五级评定:恶性失常(M1)、重度异常(M2)、轻度异常(M3)、基本正常(M4)、正常(M5)。根据大坝多年观测资料的数值变化以及趋势[12],确定各物理量的特征值为v1=0.81、v2=0.76、v3=0.77。

该性态经典域为:

节域为:

待评物元为:

根据等级关联度计算公式,“变形”指标关于各等级的关联度Kj(vi)如表4所示。

由表4计算得,K1(M)=-0.728,K2(M)=-0.625,K3(M)=-0.479,K4(M)=0.043,K5(M)=-0.023。舍去负值,取K4(M),大坝变形性态的评价等级为基本正常(M4)。根据本坝2015年度监测资料分析报告,由多年实测资料建立统计模型定量分析各监测量的变化规律以及影响因素,结果表明大坝左右岸方向水平位移时效已趋于稳定,大坝水平位移变化规律属正常;大坝上下游方向倾斜测值变化稳定,大坝倾斜变化规律基本正常;裂缝沿开度方向及沿测面方向测点测值趋于稳定,裂缝变化规律基本正常,大坝变形性态基本正常。故本模型计算结果对大坝变形性态评价是准确合理的。

3 结语

本文提出在进行一致性检验时,基于量子遗传算法基本原理,以权值的一致性指标FCI作为遗传算法的目标函数,使用量子遗传算法进行权值智能寻优,最终得出以下结论。

(1)本文基于量子遗传算法的QGA-AHP模型以适应值函数作为权值计算的一致性指标,基于量子遗传算法对权值智能寻优,弥补了传统层次分析法的不足,为大坝安全评价指标权值计算提供了一种新方法。

(2)本文进行了大坝安全评价指标权值重要性排序,得到了某大坝效应量重要性排序,为大坝安全评价决策提供了一定依据。

(3)本文以指标权值为基础对某大坝变形性态进行评价,评价结果准确合理,表明本计算方法在大坝安全评价方面具有较强的实用性。

参考文献

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[2]霍映宝,韩之俊.基于广义最大熵原理和遗传算法的多指标权重确定方法研究[J].数理统计与管理,2005,24(3):39-44.

[3]马福恒,刘成栋.大坝安全评价中的信息赋权模型[J].水电自动化与大坝监测,2005,29(3):68-70.

[4]刘成栋,马福恒,王献辉.大坝安全评价中的组合融合赋权方法[J].水电能源科学,2005,23(4):35-37.

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[6]梁昌勇,柏桦,蔡美菊,等.量子遗传算法研究进展[J].计算机应用研究,2012,29(7):2 401-2 405.

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[9]吴中如,苏怀智,郭海庆.重大水利水电病险工程运行风险分析方法[J].中国科学,2008,38(9):1 391-1 397.

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[11]何金平,廖文来,施玉群.基于可拓学的大坝安全综合评价方法[J].武汉大学学报(工学版),2008,41(2):42-45.

[12]何金平,李珍照,施玉群.大坝结构实测性态综合评价中的权重问题[J].武汉大学学报(工学版),2001,34(3):

大坝安全 篇2

1.大坝洪水标准复核，包括水文和洪水调度计算的复核;

2.大坝抗震复核，包括地震烈度和大坝抗震的复核;

3.大坝质量分析评价，包括施工期和大坝现状质量分析;

4.大坝结构稳定和渗流稳定分析，包括变形稳定分析;

5.大坝运行情况分析，包括工程老化分析;

6.大坝安全综合分析，提出大坝安全论证总报告。

第十三条大坝安全鉴定主管部门应组织现场安全检查。现场安全检查工作由安全鉴定主管部门主持，组织有关单位专家参加，大坝的运行管理单位密切配合，检查后，应编写出现场安全检查报告。现场安全检查内容按有关规范规定进行。

第十四条大坝安全鉴定过程中，发现尚需对工程补作探查或试验，以进一步了解情况作出判断时，鉴定主管部门应根据议定的探查试验项目及其要求和时限，组织力量或委托有关单位进行。受委托单位应按要求提交探查、试验成果报告。

第四章大坝安全鉴定成果

第十五条在对大坝安全进行分析评价和组织现场安全检查的基础上。专家组应认真审查，充分讨论。对大坝的安全作出综合评价，并评定大坝安全类别，提出安全鉴定报告书。安全鉴定报告书格式见附件。

第十六条大坝安全分类标准：

一类坝：实际抗御洪水标准达到部颁规范规定、大坝工作状态正常;工程无重大质量问题，能按设计正常运行的坝。

二类坝：实际抗御洪水标准不低于部颁水利枢纽工程除险加固近期非常运用洪水标准，大坝工程状态正常，工程无重大质量问题，能按设计正常运行的坝，鉴定材料《水库大坝安全鉴定》。

三类坝：实际抗御洪水标准低于部颁水利枢纽工程除险加固近期非常运用洪水标准，或者工程存在较严重的质量问题影响大坝安全，不能正常运行的坝。

第十七条大坝安全鉴定工作结束后，鉴定主管部门即应进行总结，并将总结和安全鉴定报告书报上级主管部门审查备案。全部鉴定资料成果均应存档，长期妥善保管。

第十八条大坝主管部门和管理单位应根据安全鉴定结果，采取相应的运行意见和有关措施，对三类大坝，应即立项，安排计划，进行除险加固，限期脱险。在未除险加固前，大坝管理单位应制定保坝应急措施。

第五章附则

第十九条大坝安全鉴定工作所需费用，由大坝管理单位或其主管部门列经费解决。

第二十条本办法自发布之日起施行。第一章总则

第一条为加强水库大坝安全管理，完善大坝安全鉴定制度，保证大坝安全运行，根据国务院《水库大坝安全管理条例》的规定，制定本办法。

第二条本办法适用于坝高15米以上或库容在100万立方米以上的水库大坝。坝高小于15米、库容10万至100万立方米的小型水库可参照本办法执行。

本办法所称大坝包括永久性挡水建筑物以及与其配合运用的泄洪、输水、发电和过船建筑物。

第三条大坝安全鉴定实行分级负责：大型水库大坝和影响县城安全或坝高70米以上的中小型水库大坝由盛自治区、直辖市水行政主管部门组织鉴定;中型水库大坝和影响县城安全或坝高50米以上小型水库大坝由地(市)或以上水行政主管部门组织鉴定;坝高15米以上或库容100万立方米以上的小型水库大坝，由县或以上水行政主管部门组织鉴定;水利部直辖的水库大坝，由水利部或流域机构组织鉴定。

第四条大坝管理单位及其主管部门必须对大坝按期进行安全鉴定。大坝建成投入运行后，应在初次蓄水后的2～5年内组织首次安全鉴定。运行期间的大坝，原则上每隔6～10年组织一次安全鉴定。运行中遭遇特大洪水、强烈地震、工程发生重大事故或影响安全的异常现象后，应组织专门的安全鉴定。无正当理由不按期鉴定的，属违章运行，导致大坝事故的，按《水库大坝安全管理条例》的有关规定处理。

第二章鉴定的组织和程序

第五条大坝的安全鉴定应逐个分别进行，鉴定工作由组织鉴定的主管部门负责主持，聘请有关专家组成专家组进行。

第六条大型水库的安全鉴定专家组一般由9～11名专家组成，其中高级技术职称的专家人数比例不少于三分之二。中型水库的专家组人数一般由7～9名专家组成，其中高级职称专家不少于3名。小型水库专家组一般由5～7名专家组成，其中高级职称专家不少于2名。专家组应包括下列各方面的人员：

1.大坝主管部门的技术负责人;

2.大坝运行管理单位的技术负责人和有关运行管理单位的专家;

3.有关设计和施工部门的专家;

4.有关科研单位或高等院校的专家;

5.有关大坝安全管理单位的专家。

专家组中应含有水文、地质、水工、机电、金属结构等各方面的专家。

大坝安全鉴定专家的资格应经上级大坝安全主管部门认可，认可办法另行规定。

第七条大中型水库大坝的安全鉴定工作，应按下列基本程序进行;小型水库大坝的安全鉴定程序可适当简化。

1.水库大坝的安全鉴定主管部门下达安全鉴定任务，编制大坝安全鉴定工作计划;

大坝安全 篇3

关键词：水电站大坝；施工期；安全监测

中图分类号：TV698.1

文献标识码：A

文章编号：1006－8937(2009)16－0160－01

某水电站大坝土建及金属结构安装工程的临时安全监测主要包括混凝土温度、横缝开合度、锚杆和锚索应力及外部变形的监测等监测项目，以及永久安全监测施工的配合工作。在施工过程中，要求按照相关规范进行安全监测的土建施工、仪器的安装埋设、观测，为混凝土温控、接缝灌浆和边坡稳定提供判断及计算依据。

1安全监测项目

永久安全监测项目主要包括：①大坝和抗力体平洞内观测室施工；②大坝正垂线预留孔施工；③大坝高程传递竖井预留孔施工；④仪器埋设二期混凝土。

临时安全监测项目主要包括：①河床高程332.00m以下坝基置换区施工期混凝土温度监测和大坝施工期混凝土温度观测；②大坝施工期混凝土温度观测；③接缝灌浆过程横缝表面开合度观测；④拱肩槽开挖至混凝土覆盖前的锚杆、锚索应力监测；⑤水垫塘边坡开挖至混凝土覆盖前锚筋应力监测、外部变形监测以及施工期的巡视检查。

2监测仪器设备安装埋设允许偏差

监测仪器设备安装埋设允许偏差见表1。

3变形观测的基本要求

①各项观测设施安装就位后，应进行系统调试，经验收合格后进行首次观测。首次观测应连续、独立观测2次，合格后取其平均值作为首测值。②各项变形观测资料均应严格检查，并及时换算成相对于基准点的水平位移和垂直位移量。③按月整理建筑物的位移量，并定时绘制出典型测点的变形过程线，按月上报发包人等部门。④配备专门人员和相应的巡视检查设备(如摄像机、照相机、望远镜、对讲机等)，按不同的项目制定相应的巡视检查措施报监理单位批准后执行。在施工期，拟每周1次：水库第一次蓄水或提高水位期间，宜每天1次或每两天1次(视库水位上升速率而定人其巡视检查资料应反映在每期(份)观测成果报告中。

4精度保证措施

为保证监测成果的精度。在观测时应采取如下措施：

①为保证监测点基准值的可靠性及精度，首次观测时应独立、连续观测两次，取两次观测成果的平均值作为首次值。②为提高监测精度，克服某些系统误差的影响，各次观测采用相同的作业人员、相同的观测仪器、相同的观测线路和方案，并在有利的观测时段进行观测。③仪器标定步骤和资料整理方法均按技术规范要求进行，对于达不到国家仪器行业标准的不合格产品均退回更换，更换产品均重新标定直到符合标准为止。对电缆的检验、联接等均按设计要求进行，对每支仪器均详细记录，并建立每支仪器设备的技术档案资料。④仪埋完毕后，按规范和技术要求进行仪埋初期的观测，详细记录仪埋前、仪埋中和仪埋后数据，适时选择仪器初读数，以保证观测成果的可靠性。现场记录的原始数据不得涂改、丢失或补记。对每次观测数据都要做到及时校核、检查，对变化较大数据必须反复测试。建立好监测数据库，观测数据及时录入、计算和整理，发现确有异常数据经复核后及时向监理、设计汇报。在正常情况下按月提交监测月报，特殊情况下随时以简报的形式报送资料，做到监测信息的及时反馈。⑤认真进行现场巡视检查，发现问题及时上报，对仪器电缆引线过程中出现的损坏、盗割以及预埋件损坏等问题及时进行修补和处理。

5结语

大坝安全监测技术研究 篇4

关键词：大坝,安全监测,发展

1 引言

随着电子技术及计算机测控技术的迅速发展, 水库及水电厂大坝安全监测领域的自动化监测技术得到了应用和推广。综观现有已投入使用的遥测仪器和自动化数据采集系统运行情况, 较普遍的问题是有些系统的故障率较高, 难以长期稳定运行, 有些仪器或系统的数据不十分可靠, 较难作为大坝安全监控的依据。针对这些问题, 本文将现场总线技术应用到水库及水电厂大坝安全监控领域中, 取得了良好的效果。

2 大坝安全监测系统结构

大坝安全监测系统是融汇电子技术、传感器技术、通信技术、遥测遥控技术和计算机技术等实现对水库和水电厂大坝安全进行监控的自动化系统。系统一般由现场传感器、测控单元及中央处理机组成, 从系统的组成结构上讲可分为集中式监测数据采集系统、分布式监测数据采集系统和本文探讨的现场总线数据监测系统。

2.1 集中式监测数据采集系统

集中式监测数据采集系统只有一台测控单元, 安放于远离测点现场的监控室内, 测点现场安装切换单元 (集线箱、开关箱) , 由电缆将传感器信号通过切换单元接入到测控单元中。

测量时由测控单元直接控制切换单元, 对所有测点的传感器进行逐个测量。这种系统在传感器-切换单元-测控单元之间传送的是电模拟量, 且连接电缆一般较长, 易于受到干扰, 所以对连接电缆的要求较高 (芯数、阻抗特性、屏蔽、绝缘电阻等) 。

集中式系统虽然结构简单, 但其可靠性较低, 且测量时间长, 不易扩展等。当测控单元发生故障时, 整个系统运行即告中断。

2.2 分布式数据采集系统

分布式数据采集系统由计算机、测控单元及传感器组成。这种系统将集中式测控单元小型化, 并和切换单元集成到一起, 安放于测点现场, 每个测控单元连接若干个传感器, 测控单元将监测量变换成数字量, 由"数据总线"直接传送到监控微机中。分布式数据采集系统与集中式数据采集系统相比, 有下列优点:

(1) 可靠性得到了提高, 因为每台测控单元均独立进行测量, 如果发生故障, 只影响这台测控单元上所接入的传感器, 不会使系统全部停测。

(2) 抗干扰能力强, 分布式数据采集系统的数据总线上传输的是数据信号, 因此采用一般的通讯电缆即可, 接口方便, 抗干扰能力强, 目前普通采用的通讯制式有RS-232/RS-485/RS-422。

(3) 测量时间短, 每台测控单元可同时进行测量, 系统测量时间只取决于单台测控单元的时间, 因此测量速度快, 特别适合于那些物理量和效应量变化较快的水工建筑物, 能够满足实时安全监控的需要。同时, 测量速度快, 保证了各测点各类监测量在一个几乎相同的短时间内测完, 使监测参数基本同步, 便于比较分析。

(4) 便于扩展, 只需在原有系统上延伸数据总线, 增加测控单元, 就可以在不影响原有系统正常运行的情况下扩展系统, 将更多的传感器接入。

目前在国内已建成的大坝安全监测数据采集系统中绝大部分是分布式监测数据采集系统。

2.3 现场总线式数据采集系统

现场总线技术于80年代初提出, 经过近二十年的发展, 技术上越来越成熟。现场总线是用于现场仪表与测控系统和监控中心之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、多变量、多点、多站的分布式通讯系统, 按ISO (International Standard Organization) 的OSI (Open System Interconnection) 标准提供网络服务, 其可靠性高, 稳定性好, 抗干扰能力强, 通讯速率快, 造价低, 维护成本低。

现场总线的基本内容是在测控现场建立一条高可靠性的数据通讯线路, 实现传感器之间及传感器与监控计算机之间的数据交换。这条数据通讯线路在传输方面不追求商业计算机网络那种高速度, 而把注意力集中在系统的可靠性方面。在可靠性方面, 不是简单采用传统的多机冗余方式, 而是试图提高网络自身的可靠性。在这种网络中, 引入自带测量、状态检测、控制器和数据通讯能力的智能传感器, 组成现场总线监测网络, 原来前置机的测控功能和数据通讯功能, 被下装到传感器中, 而原来的系统管理、后台数据处理、系统组态等功能被上装到管理级计算机中。在这种系统中, 系统监测功能和监测点可根据需要在网络上的任何一点灵活设置, 实现动态组态功能。

3 现场总线监测网络模型

大坝安全监测现场总线本质上是一种测控网络, 因此网络技术是重要基础。监控网络直接面向监控现场, 因此要求有较高的实时性、可靠性、数据完整性和可用性。为满足这些特性, 大坝安全监测数据采集系统的现场测控总线对标准的网络协议做了简化, 只包括ISO/OSI七层模型中的三层, 物理层、数据链路层和应用层。此外, 为了与上级网的信息系统进行数据交互和传递, 现场测控总线网络模型还涉及从底层现场设备到上层信息网络的数据传输过程。

3.1 物理层

物理层是现场智能设备层。依照现场总线的协议标准, 智能设备采用功能块的结构, 通过组态设计, 完成参数采集、A/D转换、数字滤波、温度补偿等各种功能。智能转换器对传统检测仪器的电信号进行数字转换和补偿。

现场设备是以网络节点的形式挂接在现场总线网络上, 为保证节点之间实时、可靠的数据传输, 现场总线通讯网络采用令牌总线网, 它结合环形网和总线网的优点, 即物理上是总线网, 逻辑上是令牌网。这样网络传输时延确定无冲突, 同时节点接入方便, 可靠性好。

现场设备层 (即物理层) 的关键技术是现场设备必须采用统一的协议标准, 实现标准化, 使不同类型的监测传感器实现完全互操作, 使之达到: (1) 全数字双向通信; (2) 实施标准的功能块功能; (3) 多变量传输, 包括状态信息和诊断信息; (4) 集成自诊断、报警和趋势分析功能; (5) 便于现场安装。

3.2 数据链路层

这一层从现场设备中获取数据, 完成各种观测量的监测、报警和趋势分析等。监控层的功能由上位计算机完成, 它通过扩展槽中网络接口板与现场总线相连, 协调网络节点之间的数据通信, 充当链路活动调度器角色;或者通过专门的现场总线接实现现场总线网段与以太网段的连接, 这种方式使系统配置更加灵活。这一层主要负责现场总线协议与以太网协议的转换, 保证数据包的正确解释和传输, 其关键技术是以太网与底层现场设备网络之间的接口设计。

3.3 应用层

上层是基于以太网的应用层。其主要目的是在计算机网络环境下, 构建一个安全的远程监控分析处理系统。首先将中间监控层实时数据库中的信息转入上层的关系数据库中, 这样网络中的其他工作站就能随时查询到大坝安全监控信息, 远程用户也能通过浏览器查询到上述信息, 赋予一定的权限后, 还可以在线修改各种设备参数。网络中的分析处理和决策工作站可应用数据库中的信息进行数据处理和分析评价。

在整个现场总线网络中, 现场设备层的可靠性是整个网络的关键, 只有确保总线设备之间可靠、准确、完整的数据传输, 上层网络才能获取信息以实现其大坝安全监控功能。

4 结束语

随着科学技术的发展, 大坝安全监测系统结构从最初的集中式发展到了现在普通采用的分布式, 系统的可靠性有了较大的提高。现场总线式系统结构是未来监测系统发展的

必然趋势, 它协议简单、安全可靠、容错性好。

参考文献

[1]储海宁, 大坝安全监测自动化技术的新进展, 中国水利水电工程技术进展, 1999 (4)

水库大坝安全检查制度 篇5

一、大坝安全检查系指水库大坝运行后，对其结构和运行安全可靠性的检查，及时发现大坝的异常现象或存在的隐患和缺陷，提出补救措施和改善意见。以作为大坝维护、修复或加固、改善的基础。

二、大坝安全检查分为日常巡查、定期观测、详查、定期检查和特种检查五种类型。

三、日常巡查由水库管理单位负责。指定有经验的大坝运行维护人员在现场对大坝建筑物、溢洪道、输水洞、启闭闸门、电源、通信设施及水流和库区岸坡等进行巡视、检查；正常情况下每日巡查一次,水库高水位、暴雨、特大洪水、地震、大风时应连续进行巡查，巡查结果以表格方式记载；发现异常迹象或变化，应详细记录并及时报告处理。

四、定期观测由水库管理单位负责。由水库专业技术人员按规定的时间对水库大坝、输水洞、溢洪道等建筑物的变形、渗流进行全面系统连续的观测。正常情况下，变形观测应２－３月观测一次；渗流观测应每十天观测一次；特殊情况，水库高水位、强烈地震、水位骤降、特大洪水或暴雨等水库非常运行时变形应立即进行观测，渗流应每日观测一次。观测结果应以表格形式记载，对观测结果应及时进行计算、整理、分析。

五、详查由水库管理单位负责。每年汛前、汛后或枯水期对大坝进行详细检查。其内容包括分析观测资料数据，审阅检查、运行、维护记录等资料档案，对大坝各种设施进行全面或专项的现场检查，提出大坝安全详查报告。

六、定期检查由水库主管单位或水行政主管部门负责组织。按照现行规范复查原设计数据、方法和安全度；对巡查观测资料分析成果进行全面了解和审查；并根据审查结果对水库大坝、输水、泄洪等建筑物及其设施进行全面的现场检查，评定大坝的结构性态和安全状况。

七、特种检查由水库主管单位或水行政主管部门负责的一种特殊情况检查。当发生特大洪水或暴风雨、强烈地震或重大事故，工程非常运用以及遇有紧急情况而迅速降低水位时，有异常迹象对大坝安全有怀疑时，应安排特种检查，检查范围取决于自然事件的严重程度和所担忧的事故后果。检查后，应立即提出大坝安全特种检查报告。

八、巡查观测组织。水库大坝巡查观测由水库管理单位负责实施。水库管理单位行政负责人为巡查观测总负责人；大坝巡查观测人员必须有专业技术人员或水库运行维护专业人员参加；每次巡查，巡查人员必须在两人以上；每次观测，观测人员必须在四人以上；水库大坝的巡查观测工作应根据工程的实际情况制订相应的工作程序,工作程序应包括检查观测项目、方式、顺序、路线、记录表式，每次巡查观测的文字材料及检查观测人员的组成和职责等内容，水库大坝巡查观测情况应及时归入水库技术档案。

九、大坝日常巡视检查范围，包括坝体、坝基、坝肩、各类泄洪输水设施及其闸门，以及对大坝安全有重大影响的近坝区岸坡和其他与大坝安全有直接关系的建筑物和设施。

十、巡查次数。在正常情况下，水库大坝每天应至少进行一次巡查；非汛期水库水位达到正常蓄水位，汛期水库水位达到或超过汛限水位，每天不少于二次。当大坝遇到可能严重影响安全运用的情况（如发生特大暴雨、洪水、有感地震，以及库水位骤升骤降或超过历史最高水位等），应加密巡查次数；发生比较严重的破坏现象或出现其他危险迹象时，应组织专门人员对可能出现险情的部位进行连续监视观测。

十一、巡查重点：大坝上游附近水面，坝顶，上、下游坝面，坝脚，涵洞进出口部位，溢洪道两侧岩体，监测系统以及病险水库的隐患部位等。

十二、检查方法：通常用眼看、耳听、手摸、脚踩等直观方法，或辅以锤、钎、钢卷尺等简单工具对工程表面和异常现象进行检查量测。

1、眼看——察看大坝迎水面附近水面有无旋涡、冒泡；坝顶、上下游坝面有无裂缝滑坡及隆起现象；有无害虫及害兽活动；迎水面有无风浪冲刷，护坡块石有无移动；防浪墙有无裂缝、倾斜；背水坡有无散浸及集中渗漏，坝头岸坡有无绕渗，渗水是否清澈，坝址有无流土、管涌现象；减压工程和排水导渗设施有无堵塞、破坏、失效以及铺盖的防渗性是否良好等；大坝附近及溢洪道岸坡山体岩石有无错动或裂缝；通讯、电力线路是否畅通等。

2、耳听——耳听有否出现不正常水流声。

3、脚踩——检查坝坡、坝脚是否出现土质松软或潮湿甚至渗水。

4、手摸——当眼看、耳听、脚踩中发现有异常情况时，则用手作进一步临时性检查；对长有杂草的渗漏逸出区，则用手感测试水温是否异常。

十三、定期观测。定期观测是水库管理的重要工作，是掌握工程变化规律，水库安全管理运行的科学依据。

观测项目：

（一）、土坝和土石混合坝：沉陷、位移、浸润线、渗流量。

坝基有承压水的还应观测坝基及坝址附近减压井的水位。有绕坝渗流的，应观测绕渗。

（二）、混凝土坝：沉陷、位移、伸缩缝、扬压力，渗流量。

（三）、溢洪道泄水建筑物：裂缝、伸缩缝、绕渗、气蚀、冰凌。

（四）、输水建筑物：裂缝、伸缩缝、水流形态、振动、气蚀、上下游河床变形。

观测方法：

（一）、沉陷观测：采用水准仪对各沉陷观测点进行水准测量，其水准测量往返闭合差△h≤±1.4n0.5（n表示站点数目）。

（二）、水平位移观测：采用经纬仪或大坝视准仪按视准线法小角度法三角网法对各位移标点进行观测。每种观测方法测回的差值不大于4mm。

（三）、渗流量观测：根据渗流量的大小和渗水的会集条件，采用容积法和量水堰法进行观测，对于渗流量小于1L/s的应采用容积法，渗流量大于1L/s的采用量水堰法。另外还应对渗水透明度进行观测。

（四）、浸水线及坝基渗透压力观测：浸水线观测主要指坝体测压管水位观测，其观测方法是采用电磁水位器或皮尺对测压管管口至管中水面距离进行测量，并根据管口高程换算管内水位；坝基渗水压力的观测方法与浸水线观测方法相同。对装有渗压计和扬压力观测仪器的水库按照设计要求进行观测。

（五）、裂缝、伸缩缝观测：土坝坝体裂缝观测应首先对裂缝进行编号，然后分别观测裂缝所在位置、长度、宽度、深度和裂缝两侧有无错位。主要采用皮尺或钢卷尺进行测量。混凝土建筑物裂缝、伸缩缝观测主要包括裂缝分布、裂缝位置、长度、宽度和深度，主要采用钢卷尺、游标卡尺进行测量，对于漏水的裂缝，还应同时观测漏水的情况。

（六）、其他观测：其他项目主要采用现场检查的方式进行观测。

十四、巡查观测记录和报告。每次巡查观测应做好详细现场记录，记录要求清楚，准确反映巡查观测结果,有关人员签名。如发现异常情况，除应详细记述时间、部位、险情和绘出草图外，必要时应测图、摄影或录像；现场记录必须及时整理计算，并将本次巡查观测结果与以往巡查观测结果进行比较分析，如有问题或异常现象，应立即进行复查，以保证记录的准确性；巡查观测中如发现险情，应立即采取应急措施，并上报水行政主管部门

十五、巡查观测人员工作要求。各水库巡查观测人员必须认真学习水库、塘坝管理知识，不断提高管理水平，熟悉本水库、塘坝基本情况；保持大坝、泄洪、输水设施畅通，启闭设施灵活，坝面整洁，观测设施完好。按规定对水库大坝定时全面进行巡查观测；不发生人为安全责任事故；汛期各水库必须按防汛要求严格控制水库水位；各水库、塘坝巡查人员必须保证上坝道路畅通、有固定联系方式。

十六、现场检查是安全检查的重要组成部分。现场检查时间应尽量安排在每年用水影响最小，大多数受检结构部位易于观察和可进行试验的时间，如有条件，检查过程中的水库水位应有以下三种工况：

l、接近最高水位工况；

2、接近正常水位工况；

3、接近最低水位工况。

现场检查人员应当比较全面了解大坝的性质和主要的不安全因素。

主要检查项目：

（一）大坝检查应注意其稳定性、渗漏、管涌和变形等。

1、两岸坝肩区：绕渗；溶蚀、管涌；裂缝、滑坡、沉陷。

2、上游面：护面破坏；滑坡、裂缝；鼓胀或凹凸，沉陷；冲刷、堆积；植物生长；动物洞穴。

3、下游坝面及坝趾区：位移；滑坡、裂缝；渗水坑、下陷区；渗漏水水质；浑浊度；坝基冲刷；植物异常生长；动物洞穴。

4、坝体与岸坡交接处：接合处错动，渗流、稳定情况。

5、下游排水系统：排水量变化、水质、排水不畅、测压水位变化。

6、观测设备、仪器工作状况。

7、其他异常现象。

（二）溢洪设施检查，应着重于泄洪能力和运行情况。

1、溢洪道：进口附近库岩塌方、滑坡；漂浮物、堆积物、水草生长；渠边坡稳定；沉陷；边坡及附近渗水坑、管涌；动物洞穴；流态不良或恶化。

2、溢流堰、边墙，堰顶桥：混凝土气蚀、磨损。冲刷、裂缝、边墙不稳定，流态不良或恶化。

3、消能设施：堆积物、沉陷、冲刷、下游基础淘蚀、河床及岸坡变形，危及坝基的淘刷。

（三）输水洞设施检查，应着重于输水洞竖井、洞身及出口建筑物的稳定、变形及运行情况的检查。

1、竖井闸室、井身：闸室裂缝、沉陷、变形、倾斜。

2、洞身：混凝土气蚀、磨损、裂缝。

3、建筑物：堆积物、沉陷、冲刷、基础淘蚀。

（四）启闭闸门及控制设备

1、闸门、阀门：变形、裂纹、螺（铆）钉松动，焊缝开裂；钢丝绳、钢筋锈蚀、磨损。止水损坏、老化、漏水。

2、控制设备：变形、锈蚀，润滑不良、磨损，操作系统故障。

（五）道路交通检查道路交通系指为观测大坝和事故处理所必需的主要交通干道。

1、公路：路面情况，路基及上方边坡稳定情况，排水沟堵塞或不畅。

2、桥梁：地基情况，支承结构总的情况，桥面情况。

（六）水库检查

水库包括库区和库边。水库检查应注意水库渗漏、塌方、库边冲刷、断层活动以及冲击引起的水面波动等现象。尤应注意近坝区的这些现象。

1、水库：渗漏、库水流失、地下水位波动、库区原地面剥蚀、淤积。

2、塌方与滑坡：库区滑坡体规模、方位及对水库的影响和发展情况，坝区及上坝道路附近的塌方、滑坡体。

十七、巡查观测监督。市、县（区）水行政主管部门负责对本行政区域内所有水库、塘坝的巡查观测工作实施监督。各水库、塘坝主管部门对其所管辖的水库巡查观测工作负总责。各水库管理单位负责人为水库、塘坝巡查观测总负责人。

十八、巡查监督实行定期检查和抽查相结合的监督管理。定期检查：每年汛前、汛期、汛后，对水库巡查观测工作进行检查；抽查：主要是在汛期，对巡查人员巡查观测工作进行不定期检查。

大坝之痛 篇6

从3月18日直至4月初，今年整个“江河十年行”调查足迹涉及岷江、大渡河、雅砻江、金沙江、澜沧江、怒江等川滇两省，总行程长达5100多公里。行走在西南每一条大江大河之畔，能清晰地看到一条条水电大坝长廊：拱石坝、堆石坝、单拱坝、引水坝……“一寸水头都不放过”，“前一座大坝的库尾，就是后一座大坝的库头”，在央（国）企、省县市等层层分割下，西南大河们早已“全身粉碎性骨折”，奄奄待毙。一条条奔腾数千年生龙活虎的大江大河，迅速消逝于历史深处。如今纵横川滇青海、甘肃等六省、方圆133万平方公里的横断山区，仅剩下一条怒江未被大规模开发。而在国家十二五水电开发规划上，怒江之上也已规划了四级水电站。

数十年里，对于背井离乡的千千万万水库移民而言，他们通常在为能有一处栖身之所而奔波，在为家园被毁的损失而号泣，在当地政府“顾大家舍小家”、“为了国家利益”等种种说辞之下而牵猪赶羊，远走他乡。而移民获得的补偿，相比水电公司利润完全是九牛一毛。

大坝安全监控指标综述 篇7

在20世纪,水坝成为了最重要和最显眼的水资源管理工具,在帮助社区和团体利用水资源满足粮食生产和生活等用水以及发电和洪水控制方面起到了重要的作用[1]。然而,在随着水利投入逐渐加大,坝工建设发展逐渐加快的同时,由于种种原因,大坝存在着某些不安全因素,出现危及大坝安全的裂缝和病变[2],影响了工程效益的发挥,甚至威胁着下游人民生命财产的安全。因此大坝安全问题显得尤为重要。

1 大坝安全监控指标提出的背景

国际大坝会议“关于水坝和水库恶化”小组委员会记录的1 100座大坝失事实例,从1950-1975 年大坝失事的概率和成因分析中的得出大坝失事的频率和成因分别为:30%是由于设计洪水位偏低和泄洪设备失灵引起洪水漫顶而失事;27%是由于地质条件复杂,基础失稳和意外结构事故所造成;20%是由于地下渗漏引起扬压力过高、渗流量增大、渗透坡降过大引起;11%是由于大坝老化、建筑材料变质(开裂、侵蚀和风化)以及施工质量等原因;12%是不同的特有原因所致。

其中最著名的两起溃坝事故分别是法国马尔帕塞拱坝和意大利瓦依昂拱坝。前者坝高66.5 m,1954年开始蓄水,1959年12月2日溃决。后者坝高262 m,1960年蓄水后,坝前左岸滑坡体缓缓蠕动,至1964年10月7日实测位移为429 cm,其中最后12d的位移速度高达48.3 mm/d,加速明显。10月9日滑坡体(约2.4亿m3)突然高速滑入水库,70 m高的涌浪翻坝而过,造成2 600余人死亡。

在此类事故中,人们逐渐认识到,对大坝这种特殊建筑物必须准确地了解其工作性态,这只能通过大坝安全监测进而建立大坝安全监控指标来实现。利用准确合理的大坝安全监控指标,对法国马尔塞怕拱坝就可以在4个月之前发现险情而防患于未然,对意大利的瓦伊昂拱坝的位移加速也可以认识到是个最危急的信号。所以人们提出必须建立完备的科学的大坝安全监控指标。

2 大坝安全监控指标涵义

根据统计资料,大坝从建造到失效,通常经历三种状态:正常状态、不正常状态(故障状态)和失效(极限)状态。破坏是失效状态的一种特例。

不正常状态和失效状态有很多症状和标志,这些症状和标识的界限值为状态特征值,在监控系统中即为监控指标。因此大坝安全监控指标可分为两级:第一级为大坝无故障监控指标,它是大坝正常状态和不正常状态的界限值,又称“警戒值”;第二级是大坝极限监控指标,它是大坝安全与否的界限值,又称“危险值”。

大坝安全监控指标主要有时间上和空间上的针对性。

时间上主要对应大坝施工期、初次蓄水期和大坝老化期。因为这是大坝安全最容易出现问题的时期,所以对每个特定的阶段要拟定特定的监控指标。空间上对应是指,对不同的坝址有不同的坝体、同一个坝体不同的部位有相应有不同的安全监控指标。如针对面板堆石坝面板与趾板之间的防渗、碾压混凝土坝的层间结构、高强震地区均质土坝的液化等等。

3 大坝安全监控指标的目的和意义

大坝安全监控指标有校核设计、改进施工和评价大坝安全状况的作用,且重在评价大坝安全。浅层意义是为了人们准确掌握大坝性态;深层意义是为了更好地发挥工程效益、节约工程投资。这也有利于其他大坝包括待建坝的安全评估。

我国目前正处于水电建设高峰期,目前正在建设的就有糯扎渡、小湾、溪洛渡等一大批高坝,对大坝安全监控提出了挑战性的课题。此外,根据国家“十五”计划水利发展重点专项规划,病险水库除险加固是一项主要任务。高坝、病坝的安全分析评估是一项极重要的工作,而大坝安全监控指标的拟定,对准确识别大坝险情,掌握大坝运行性态有着重大作用。所以,建立大坝安全监控指标是一项既有现实意义,又有长远影响的具有重大挑战而又意义深远的工作。

4 大坝安全监控指标的研究现状和成果[3]

拟定安全监控指标的主要任务是根据大坝和坝基等建筑物已经抵御经历荷载的能力, 来评估和预测抵御可能发生荷载的能力, 从而确定该荷载组合下监控效应量的警戒值和极值。由于有些大坝可能还没有遭遇最不利荷载, 同时大坝和坝基抵御荷载的能力在逐渐变化, 因此安全监控指标的拟定是一个相当复杂的问题, 也是国内外坝工界研究的重要课题。大坝安全监控指标的拟定,是一项颇为复杂、迄今仍在继续研究的重要课题,现在可以参考的规范仅有1989年能源部、水利部颁布的《混凝土大坝安全检测技术规范》及2003年电力工业部颁布的《混凝土坝安全监测技术规范》。

不少学者在安全监控指标的拟定上做了许多有益的探索并取得了一定的成果。吴中如等将力学模型引入大坝安全监测领域,并依据混凝土坝变形规律,提出拟定混凝土大坝变形一、二、三级监控指标的原理和方法,并成功地应用于佛子岭连拱坝等实际工程的监控。王德厚对建立各种模型的方法作了较全面和深入的探讨,在建立建筑物及基础变性监控的确定性模型方面,提出了有特色的建模方法。李民等根据各荷载对坝体变形的影响确定荷载的不利组合,并计算出相应的坝体变形上、下限值,进而提出坝体变形的监控指标。张进平等还提出了冻胀因子进行变形监控分析,其拟合效果优于或接近传统模型,物理意义更为明确合理,可以对季节冻胀的影响进行直接分析,回归模型中的水位分量、时效分量相差不大。

目前常用的监控指标拟定方法有数学模型法、极限强度分析法、安全系数法等。近年来,又相继出现了一些新的监测模型,如时间序列监测模型、灰色系统分析模型、神经网络监测模型、多测点监测模型及综合评价监测模型等。

在对实际工程建立监控分析系统方面,也取得可观的成果。天津大学成功建立了黄河李家峡拱坝安全监控模型与监控指标,取得了对大吨位预应力岩锚群及抗剪传力洞,大坝及基岩力学参数的反演等的很多技术突破。河海大学的吴中如等利用实时分析、反馈分析、辅助决策技术对二滩双曲拱坝水电站建立了在线监控系统,具有实时性、实用性、可靠性和扩展性。武汉大学根据飞来峡水利枢纽的特点,提出强度储备理论,对飞来峡水库大坝进行变形监控指标的拟定。

5 大坝安全监控指标的拟定方法[4,5,6,7]

大坝安全监控指标的拟定方法主要有数学模型法、极限强度分析法、安全系数法等。一般来说,宜建立监控指标的监测项目有变形、坝基扬压力、渗流量、应力等。而通常对于大坝应力和扬压力是以设计值作为监控指标,对于渗流量也可以依据有关流体力学理论结合监测资料进行拟定。因此目前研究的重点和难点是对大坝变形监控指标的确定。大坝变形监控指标拟定主要有置信区间法、典型监控效应量的小概率法、极限状态法、仿真计算法和力学计算法等。

5.1 置信区间法

该法在国内外普遍采用,其基本原理是统计理论的小概率事件,即根据以往的观测资料,用统计理论或有限元计算,建立监测效应量与荷载之间的数学模型(统计模型、确定性模型或混合模型等),并用这些模型计算在各种荷载作用范围内的监测量监控指标。置信区间法有两个关键问题需要解决,一个是回归分析,其中预测预报是回归分析的重要内容。另一个关键问题是置信区间的选取。区间太小则容易误报,太大则容易漏报。置信区间法简单、易于掌握,但存在以下不足:如果大坝没有遭遇过最不利荷载组合或资料系列较短,则利用以往监测效应量的资料系列建立的数学模型只能用来预测大坝遭遇荷载范围内的效应量,其值不一定是包括最不利荷载组合在内的警戒值;资料系列不同,分析计算结果的标准差也不同;显著性水平不同,置信区间也不同。此外,置信区间法没有联系大坝失事的原因和机理,物理概念不明确,也没有联系大坝的重要性(等级和级别);如果参数选择不当, 由该法确定的监控指标可能超过大坝监测效应量的真正极值。

在使用置信区间方法时,还需要重视的问题是有无趋势性变化。置信区间法适用于正常稳定运行情况。当趋势性变化较大且尚未稳定时,不宜采用数学模型来建立监控模型。根据建立数学模型方法的不同,置信区间估计法又可以分为统计模型、确定性模型和混合模型方法。对这些方法的研究,我国已达到了较高的水平,并以结合工程应用。

5.2 典型监控效应量的小概率法

在实测资料中,根据不同坝型和大坝的具体情况,选择不利荷载组合时的监测效应量(Emi)或它们的数学模型中的各个荷载分量。Emi为随机变量,每年有一子样,因此得到样本E={Em1, Em2, ⌷,Emn}。对样本空间E,估计其特征值,用统计检验法(如A-2D法、K-S法),对其进行分布检验,得其概率密度函数的分布函数(如正态分布函数、对数正态分布和极值Ⅰ型分布等),确定失事概率后,即可求得相应水平的监控指标。小概率法定性联系了对强度和稳定不利的荷载组合所产生的效应量,并根据以往观测资料来估计监控指标,显然比置信区间法有所提高。但只有当观测资料系列较长,且真正遭遇较不利荷载组合时,该法估计的监控指标才接近极值,否则只能是现行荷载条件下的极值;失事概率α的确定还没有规范可循,有一定的经验性。

5.3 极限状态法

大坝的失事模式对应于相应的荷载组合,失事主要归结为强度和稳定等形式的破坏。根据计算临界荷载组合的总效应S和大坝或地基的抗力R的方法不同,用极限平衡条件估计监控指标方法可分为安全系数法、一阶矩极限状态法和二阶矩极限状态法。如变形监控指标, 可由水压分量、温度分量的最不利荷载组合,并考虑时效影响来确定。采用极限状态法所求得监测效应量的监控指标是该效应量的极值,但必须要有完整的大坝和坝基的材料物理力学参数的试验资料,而求得的效应量极值与选用的材料本构模型有关。

5.4 仿真计算法和力学计算法

通过对大坝及其基础的物理力学分析,模拟大坝及其基础的真实受力状态,采用弹性、弹塑性、弹粘塑性理论,计算大坝及其基础不同阶段的应力变形,从而拟定各个阶段的变形监控指标。该方法对于拟定施工期和首次蓄水阶段的监控指标具有更大的适用性和必要性。与极限状态法类似,该方法的结果与所采用的本构关系及材料性能参数有关。

众所周知,不同水库的地质条件、水文条件不尽相同,其施工条件、运行条件、最不利荷载条件也不完全相同,所以在选定大坝安全监控指标拟定方法的时候要根据大坝的各种性态参数选定最适合的拟定方法。

6 大坝安全监控指标研究发展特点与建议

纵观国内外大坝安全监控及研究工作近十几年的探索和研究,其发展特点主要有以下几个方面:

(1)监控项目范围进一步扩大,除了大坝及其附属建筑物,还向地基岸坡和其他地质、地形复杂的区域发展,并逐渐建立相应的监控指标。

(2)数据处理逐步由离线集中处理发展为在线实时监控和处理,为合理拟定监控指标提出了更高的要求。

(3)拟定监控指标的数学模型呈现多样化形式,除了统计模型、混合性模型外,时间序列、灰色理论、模糊数学、神经网络、随机有限元、波普分析等多种方法被引入了大坝安全性态分析并据此拟定安全监控指标。

(4)从单测点、单项目独立分析拟定监控指标逐渐向多测点、多项目综合分析拟定监控指标发展;从给大坝安全运行拟定指标逐渐向诊断大坝运行性态指标发展。

针对大坝安全监控指标研究的发展特点,提出以下几点建议:①工程实践中建议用统计法和参照设计值的设计比拟法相结合的方法;运行初期观测数据不足时,则主要参照设计值来拟监控定指标;有了相当多的的观测资料时,以统计法和数学模型为主;②对不同条件的大坝应考虑影响大坝工作性态的主要监控指标,对同一监测项目,也要结合不同的工况来拟定相应的监控指标;③随着大坝监控的发展,逐渐要拟定带有风险意识和可靠性分析的大坝监控指标,包括大坝运行及其灾害评价等。

7 结 语

科学、合理的监控指标,是大坝安全监控体系的核心和灵魂所在,缺此,监控体系是不完整的,在关键时刻发挥不了作用,所以拟定监控指标应列为大坝安全监测资料分析和安全检查的一个基本组成部分。

展望未来,大坝安全监控工作任重道远,随着监测仪器和技术的不断更新,资料分析处理和综合评判方法的改进,将有力的促进大坝安全监控的自动化发展,大坝的安全监控和管理水平会迅速提高,在减灾防灾中发挥更大的作用。

参考文献

[1]世界水坝委员会报告.水坝与发展决策的新框架[M].北京:中国环境科学出版社,2005.

[2]潘家铮.中国水利建设的成就问题和展望[J].中国工程科学,2002,4(2):42-51.

[3]杨杰,吴中如.大坝安全监控的国内外研究现状与发展[J].西安理工大学学报,2002,18(1):26-30.

[4]顾时冲,吴中如.大坝与坝基安全监控理论和方法及其应用[M].南京:河海大学出版社,2006.

[5]吴中如.水工建筑物安全监控理论及其应用[M].北京:高等教育出版社,2003.

[6]魏德荣.大坝安全监控指标的制定[J].大坝与安全,2003,(6):24-28.

大坝安全监测理论探讨 篇8

为保证水库充分发挥其高效益, 人们当采取措施保证大坝的安全。我国对大坝安全的问题十分重视, 但部分业主还不能从保障大坝安全的高度去深刻认识安全监测的意义和作用。如果一个水库大坝存在安全隐患或者管理人员不了解水库大坝的安全状态, 很难让水库发挥其正常效益。正确采取安全措施保护大坝必不可少。对水库大坝进行安全监测, 不仅是为了验证施工质量, 同时也是为了保证大坝的安全运行。从我国国情发展来看, 加强大坝安全监测是保护措施中极其重要的一个方面。从以往失事的大坝来看, 大多数都是由于监测设施不完善导致的, 因此, 完善大坝安全监测是必需的。制定高效的大坝安全措施以及选择正确的监测仪器迫在眉睫。

2大坝安全监测系统条件

首先, 在建立大坝安全监测系统之前, 要了解安全监测的主要目的:及时发现大坝运行中长线的异常症状, 并对其深入进行分析和评估。另外, 对可能的事故进行提前报警并提出处理意见, 其中包括工程处理措施、水库调度方案、下游紧急疏散方案和防洪等一系列问题, 更应该在建立大坝安全监测系统之前, 了解大坝安全监测的意义, 了解它不仅是实时监控系统, 更是一种监测信息反馈决策支持系统, 大坝安全监测系统应该建立在对监测数据进行快速采集的基础上。对于长年泛洪的地方, 我们应当采取强有力的监测系统保护大坝溃堤。

3大坝安全监测的主要项目

3.1 变形监测

大坝在自重、水压力、扬压力、并压力、泥沙淤积压力及温度等一系列的作用下, 产生的变形, 通过对其进行的监测及变形监测。通过变形监测能够了解大坝工作性态的重要内容, 以下是对变形监测主要内容的系统阐述。

1) 表面变形:

为了解大坝在施工和运行期间是否稳定与安全, 我们应对其进行位移监测, 以掌握它的变形规律, 研究有裂痕等趋势。表面变形包括水平位移和竖向位移。

2) 水平位移:

包括垂直坝轴线的横向位移和平行坝轴向的纵向位移。变形可采用水准测量和视准线观测方式。

3) 内部变形:

内部变形包括竖向位移和分层次水平位移。竖向位移是指大坝在施工期间, 监测到坝体内整体的沉降和团结, 分层水平位移是指垂直坝轴线方向或平行坝轴方向的位移。在水压力作用下分层水平位移是不同水面的位移。

3.2 渗透监测

渗透监测是指一种上下游水位差作用下产生的渗透场监测, 主要包括渗透流量、渗透压力及水质的勘测。

1) 坝体渗透:

了解坝体浸润面的变化情况而设计的渗透监测。坝体渗透如果高于设计值, 就可能导致滑坡等一系列现象。

2) 绕坝渗透:

不仅对两岸山体本身的安全有影响, 同时对坝体和坝基的渗透液也可能产生不利的影响。

3) 渗透量:

它的变化直观、全面反映坝的工作状态, 可以根据它来分析大坝工作期间的安全性。渗透量一般是必不可少的测量项目。

对于坝体、坝基和绕坝渗透压力一般采用测压管和埋设渗压计进行观测, 渗透量的观测可采用三角量水压的方法进行观测。

3.3 压力监测

压力监测主要包括扬压力、接触土压力等一系列进行的监测。

1) 扬压力:

扬压力观测主要是为了了解水库在坝基面上产生的渗透压力或浮力, 包括混凝土坝和溢洪道基础。根据扬压力监测出的大小, 可以判断大坝防渗和排水设施的效果。

2) 接触土压力:

接触土压力观测的目的是为了了解坝体填土中的内部土压。也可采用埋入方法进行观测, 接触土压力测量的是总体应力。也可以设计其他方法测量土体内的有效应力。

4大坝安全监测的内涵及意义

大坝安全监测是通过仪器观测和巡视检查对水利水电工程主体结构、水坝安全监测、两岸边坡、相关设施以及周围环境所作的监测及勘察, “监测”既包括对建筑物固定测点按一定频次进行的仪器观测, 也包括对建筑物外表及内部大范围对象的定期或不定期的直观检查和仪器探查。众所周知, 大坝安全监测、核对设计和评价大坝安全状况以及施工方面起了巨大作用, 且重在评价大坝安全。笔者认为, 通过大坝安全监测不仅让人们准确掌握大坝性态, 同时也能更好地发挥大坝安全监测工程效益, 更有效地节约了工程投资。大坝安全监测不仅给被监测坝的安全评估提供依据, 为其他待建坝的安全评估提供了保障。

5结语

我国大坝监测近几年飞速发展, 但是针对整个需求来说, 大坝安全监测各方面的发展空间还是很大的。例如, 安全监测需要的警报系统、基于分布式光纤传感监测技术和传导型纤维传感技术的智能化监测系统、大坝动态监测系统、大坝安全监测系统和大坝CT层析技术等, 都还处于研究阶段。在此, 真心期待广大的安全监测技术人员进一步研究, 得出重要的研究结果。

摘要：由于坝工建设的复杂性, 大坝溃坝的事件时有发生, 世界各国对大坝安全问题十分重视, 大坝安全监测已越来越受到社会的高度重视和民众的支持, 历届国际大坝会议都会对大坝安全进行探讨。文章系统阐述大坝安全的不协调因素, 以及如何采取措施搞好监测设计、选择监测仪器等问题。

关键词：大坝,安全监测,测量,系统

参考文献

[1]何勇军.大坝安全监测与自动化[M].北京:中国水利水电出版社, 2008.

水利大坝安全施工问题分析 篇9

1 大坝施工安全管理分析

1.1 开挖阶段分析

在水电站大坝施工前, 应做好准备一系列的准备。主要应该是好的工作进入施工现场开挖道路与大坝基坑开挖施工导流, 以及在开挖过程中, 必须根据实际工程的需要, 对建设大坝的标高适时调整。随着施工进程的向前推移, 施工难度会越来越大, 施工安全隐患也逐渐增加。作为水电站大坝施工安全管理人员, 应根据工程实际情况的不同, 高度重视基坑开挖阶段的安全管理工作, 确保基坑开挖的安全施工阶段, 提高安全等级系数。特别是用于处理与施工爆破器材进行严格的管理, 规范采购程序、实施爆破存储设备, 使用的全过程进行管理。确保基坑开挖的安全爆破过程中, 保护施工人员安全, 避免意外事故发生。在施工中, 逐步形成了高边坡支护稳定。在这个过程中, 一般应该选择大型脚手架进行安装。在安装过程中, 使用脚手架时, 一定要注意安全, 应当严格依照本法有关施工安全, 避免发生安全事故。

1.2 浇筑阶段分析

主体的水电站大坝工程建设中, 控制好混凝土的运输的控制措施, 提高混凝土的浇筑质量。在施工的混凝土的阶段, 当水电站大坝为混凝土坝体, 此时混凝土的需求量非常大, 混凝土运输工作量也就较大、运输任务的艰巨性比较突出。在碾压混凝土大坝混凝土施工时, 水电站大坝较高, 这样混凝土浇筑昨夜的高程越高, 边作业和浇筑量建设逐渐增加, 导致大坝施工难度愈来愈高。在水电站大坝建设的过程中, 各种预留孔要求越来越多, 同时施工脚手架使用也提高了, 导致施工安全管理风险明显增大。安排在堤坝桥梁施工中, 从碾压混凝土浇注混凝土施工开始, 严格控制起重设备交叉作业, 这样可以减少安全管理的风险。

2 大坝施工现场安全管理分析

2.1 现场安全管理

在水电站大坝项目的建设中, 应当按照施工的安全标准, 并结合现场实际施工现场情况, 不断完善和建立的施工安全管理体系。同时也应该加强关注做水电站大坝施工安全责任制、施工安全管理职责, 使责任清晰, 落实到位。大坝安全施工检查制度、重大危险的建设, 应严格审批制度。钻井机械的检查, 将定期检查与及时检查相结合, 一旦发现问题, 应该马上维护。施工机械设备过载工作, 出现这一问题应立即采取相应措施, 保证其安全工作。随着施工进程的向前推移, 施工难度会越来越大, 施工安全隐患也逐渐增加。作为水电站大坝施工安全管理人员, 应根据工程实际情况的不同, 高度重视基坑开挖阶段的安全管理工作, 确保基坑开挖的安全施工阶段, 提高安全等级系数。钻井安全检查, 首先要核实安全生产资料, 一旦发现安全问题的材料, 应该进行严肃处理, 并进行安全事故分析, 将安全事故消灭在萌芽中。在安全管理过程中, 同时也要注意正常的生产成本管理, 应按照有关规定的给施工人员进行相应的补贴。工地上严格规范安全管理, 为外籍人员严格的审查, 一般不允许外来务工人员在施工现场进行操作。建设工程机械的严格、规范的检查, 千万不要让不安全的机器混到施工现场, 控制好一切风险因素。

2.2 安全培训

为了保证施工安全, 我们就必须构建安全培训长效机制, 不断完善安全培训机构, 为安全生产和培训提供组织保障, 确保安全训练的顺利进行。钻井机械的检查, 将定期检查与及时检查相结合, 一旦发现问题, 应该马上维护。此外, 注意施工现场的安全训练。每天实施施工安全, 要及时报告, 并着重分析施工中的安全存在的问题, 提出了整改措施, 积极改进。在进行施工操作规范培训的同时, 施工人员掌握了施工标准的要求, 则根据施工标准执行, 以降低风险是施工安全。参与建设施工人员按照不同的分工安全培训。尤其是施工队伍, 应以小组为单位, 实施施工安全培训工作。

2.3 确保高危部位施工安全

随着大坝工程的不断推进, 施工难度越来越大。在大坝施工过程中, 临边施工必须安置好安全防护网。在临孔的地方做好封闭孔洞工作, 进行临空作业时, 必须严格按照要求做好安全防护用品。在大坝临边立模作业时, 一般都具有很大的安全风险, 应采取“双重保险”的措施, 恰当利用坝面做好锚筋预埋工作, 并确保安全绳悬挂的牢固性、稳定性。用自动升降的模式控制好施工吊篮, 并将超速保护器装在吊篮上, 确保施工人员在临边高空施工中的安全。

2.4 起吊施工安全

要注意起重设备日常的安全管理工作。在大坝施工中, 经常可以使用大型起重设备。那么起重设备的安全有效的管理, 是必不可少的。在安全起重设备安全测试进场时, 制定并上报安装方案, 有项目部技术负责人进行监管批准实施。与此同时, 根据建设实际情况并及时报告当地管理部门。在施工现场安全管理、施工设备维修、维护和运行检测系统, 操作者必须有安全生产岗位卡。对于安全极限限制重型设备、制动、吊索、轮廓钢丝绳滑轮组等安全设备。各项指标均满足技术要求的设备都应该满足当地主管部门的标准要求, 在设备上标出技术性能参数。利用使用卡片, 在投资使用后, 每天每月都要做系统检测, 并进行年度考试制度, 加强作业会员的培训教育工作。

3 建议

3.1 严防高边坡事故发生

因为大多数的水电站建在高山峡谷区, 因此桥台双方的边坡开挖, 经常在高地陡峭的斜坡, 增加了施工的难度, 同时施工也具有一定的风险。这样就必须在施工范围内, 将树木和危险的石头移除, 山的施工和开挖也影响到地下水位, 对周围范围内的树木影响的效果将进一步扩大。因此, 边坡打开施工时, 地面的场地的平整, 树木和危险的石材加工范围进一步扩大。根据特定的区域地下水位的影响范围, 可能会影响上林动物活动外围。地下水位变化有可能引起的表面孤石滑落等危险情况发生。这样在危险区域内, 可以设置动防护网。此外, 对可能滑落孤石, 英应该采取相应安全具的保护措施。加强边坡安全监测, 加强高边坡安全巡逻, 对边坡的稳定和安全灾害地质安全中发挥着重要作用。

3.2 确保大坝施工安全

水电站大坝工程施工、开挖工作量大, 常婵需要使用民爆器材, 这样做好民用爆破器材采购、运输、储存储存及使用安全管理是非常重要的。对仓建设规划要考虑消防、安全、公安、消防、防雷、防静电和安全距离。报告当地政府部门完成后, 得到安全认可后, 需要严格按照工业炸药爆炸后工业采购、运输、储存、接受者审批和登记制度。建筑工地严格按照设计组织实施爆破施工, 并做好安全警报, 确保工业炸药使用安全。

结论

施工安全直接影响水电站大坝工程的正常进行。因此, 我们必须注重水电站大坝的安全建设, 完善施工安全管理机制, 确保施工人员的安全, 促进建设的顺利实施水坝。

参考文献

[1]钟汉华.浅谈水利水电工程施工安全控制[J].湖北水利水电职业技术学院学报, 2010.

[2]郑霞忠, 肖玲, 张光飞.水利水电工程施工安全管理与安全控制[J].水电能源科学, 2010.

[3]杨红才.水电站大坝施工管理分析研究[J].中国高新技术企业, 2009.

浅议大坝的安全监测 篇10

关键词：大坝,安全监测,运行

1 影响大坝安全的因素

影响大坝安全的因素很多, 据国际大坝会议“关于水坝和水库恶化”小组委员会记录的1100座大坝失事实例, 从1950年至1975年大坝失事的概率和成因分析中得出大坝失事的频率和成因分别为:30%是由于设计洪水位偏低和泄洪设备失灵引起洪水漫顶而失事;27%是由于地质条件复杂, 基础失稳和意外结构事故;20%是由于地下渗漏引起扬压力过高、渗流量增大、渗透坡降过大引起;11%是由于大坝老化、建筑材料变质 (开裂、侵蚀和风化) 以及施工质量等原因;12%是不同的特有原因所致。

通过上面的数值可以作如下分析:大坝失事的原因可以分成三类。第一类是由设计、施工和自然因素引起;第二类是在运行、管理过程中逐步形成的;第三类是上述两种混合情况, 即设计、施工中的不完善在运行中得不到改正, 或者说随着时间的推移和运行管理的不力使设计、施工中的隐患发展为破坏。就目前而言, 大坝安全监测主要是针对后两种情况。下面将从设计、施工、运行维护三个阶段来讨论, 着重强调目前大坝安全监测容易忽视的一些方面。

1.1 设计阶段

坝址的确定决定了地形、地质、地震发生频率及水文条件等;坝型及结构、水文资料的收集及洪水演算、地质勘探等都将影响大坝的安全。1980年6月19日, 乌江渡水库泄洪水雾引起开关站出线相间短路跳闸、引出线烧断、工地停电, 类似情况1980年6月23日在黄龙滩等也曾发生。以上事故的发生引起工地停电和泄洪闸门不能开启的严重后果, 均是由于大坝的许多安全隐患是由设计阶段留下的, 特别是水文计算及地质勘探和处理两个方面。

1.2 施工阶段

施工阶段能否贯彻设计意图、确保施工质量, 特别是有效解决施工中发现的新问题是确保大坝安全的关键因素之一, 如混凝土坝的温控措施、土石坝的碾压及防渗排水结构的施工、有关泄洪建筑物的机电安装等都将直接影响大坝的安全。

1.3 运行管理

运行管理涉及水库调度、大坝及附属机电设施检查、监测手段及资料分析方法、大坝安全状况评价等, 其中每一环节都事关大坝的安全。佛子岭大坝1969年发生的漫顶事故, 其重要原因就是因为盲目追求灌溉效益, 汛期不适当地抬高运行水位所致, 在泄洪闸门开启的关键时刻又出现了电源中断这一严重问题, 说明了备用电源及汛前检查有关泄洪设备 (施) 的重要性, 更不用说对大坝进行全面的巡视检查、仪器监测和及时的资料分析了。

2 大坝安全监测的目的和意义

大坝安全监测有校核设计、改进施工和评价大坝安全状况的作用, 且重在评价大坝安全。笔者认为, 大坝安全监测的浅层意义是为了人们准确掌握大坝性态;深层意义则是为了更好地发挥工程效益、节约工程投资。

3 大坝安全监测的新内涵

通过以上分析可知, 影响大坝安全的因素很多 (坝址选择、枢纽布置、坝体结构、材料特性、水库调度等) 、时间跨度大 (从设计施工到运行管理) ;大坝安全监测的目的是为了在确保工程安全的前提下, 更好地发挥工程效益。随着科技的发展、人们观念的变化, 实现大坝安全监测的手段和目的都有了一定程度的变化, 笔者认为可从如下几方面进行理解。

3.1 监测范围和内容

大坝安全监测的范围应根据坝址、枢纽布置、坝高、库容、投资及失事后果等进行确定, 根据具体情况由坝体、坝基推广到库区及梯级水库大坝, 大坝安全监测的时间应从设计时开始直至运行管理, 大坝安全监测的内容不仅是坝体结构及地质状况, 还应包括辅助机电设备及泄洪消能建筑物等。

3.2 大坝安全监测的针对性

大坝安全监测是针对具体大坝的具体时期作出的, 一定要有鲜明的针对性。

3.2.1 时间上的针对性

由于大坝施工期、初次蓄水期和大坝老化期是大坝安全容易出现问题的时期, 因此在前一个阶段监测的重点应是设计参数的复核和施工质量的检验, 而后者则应是针对材料老化和设计复核进行。

3.2.2 空间结构上的针对性

针对具体的坝址、坝型和结构有针对性地加强监测, 如针对面板堆石坝面板与趾板之间的防渗、碾压混凝土坝的层间结构、破碎地基及深覆盖层上筑坝的基础处理及防渗、库岸高边坡的稳定等。由于总体布置不合理, 泄洪水雾有可能引起跳闸等问题, 应注意对雾化的监测和汛期对备用电源的检查等。再者, 大坝监测应和大坝设计、施工和运行管理互相补充, 特别是在设计中运用新结构、新方法、新材料, 施工时发现新的地质构造和地质条件。

3.3 监测手段和方法

大坝安全监测包括巡视检查和仪器监测, 两者是分不开的。前者也要尽可能的利用当今的先进仪器和技术对大坝特别是隐患进行检查, 以便作到早发现早处理。人工巡查和仪器监测分不开的另一条原因是由于大坝的特殊性和目前仪器监测的水平所决定的。目前仪器监测还只能作到“点 (小范围) 监测”, 如测缝计只能发现通过测点的裂 (接) 缝开度的变化, 而不能发现测点以外裂 (接) 缝开度的变化。所以, 监测手段和方法必须多样化, 即将各种监测手段和方法结合起来, 将定性和定量监测结合起来,

3.4 大坝安全监测的网络化、智能化、效益化

我国自1987年开始的水电站大坝安全定期检查 (鉴定) , 是对大坝结构性态和安全状况的全面检查和评价, 已得到广大科技人员认可, 实践证明是有效的。它就是根据设计复核、坝基隐患、库区淤积及近坝库岸滑坡等方面对大坝安全进行评价。因此, 大坝安全评估软件应与大坝安全定检内容相适应, 应用专家系统和决策支持系统将大坝安全定检的成功经验和监测资料分析的有效方法结合起来, 在此基础上实现与大坝监测数据采集系统、闸门监控系统、水库自动调度系统、水雨情测报系统的有机结合, 将大坝安全作为约束条件, 效益的最大化作为目标函数才能适应用户和时代的需要。目前自动监测系统的数据采集软件均有巡测和选测功能, 为适应“无人值班, 少人值守”的要求, 设置自动进行巡测、在线诊断、自动报警是对系统的必然要求。由于许多测值超差均由于自动化系统本身引起, 故笔者建议在数据采集软件中应增如下功能:即当某测值或其变化速率超过正常范围时, 系统应立即对该测点进行多次重复测量或自动加密测次, 以方便系统维护和资料分析。

4 结论

大坝安全监测实际上是一种管理, 包括信息采集、处理、结论的得出、措施的制定、信息的反馈, 根本目的是为了工程效益。综合起来可以得出如下几点:

4.1 大坝安全监测时间上应从设计开始, 监测内容应包括与大坝安全有关的泄洪及机电设备;

4.2 大坝安全监测应与气象、水情、洪水预报及水库调度结合起来;

4.3 大坝安全监测应将大坝安全评估与设计标准、设计参数 (如安全系数, 可靠度指标) 等指标结合起来;

4.4 大坝安全监测应充分利用科技进步, 走向即时化、智能化、网络化。

总之, 大坝安全监测就是利用一切手段, 确保大坝以较少的投入来保证长期、稳定、安全的运行, 实现效益的最大化。

参考文献

[1]SDJ336-89, 混凝土大坝安全监测技术规范[S].[1]SDJ336-89, 混凝土大坝安全监测技术规范[S].

[2]邢林声.纪村混凝土坝基红层的恶化及其原因分析[J].水利学报, 1996 (9) .[2]邢林声.纪村混凝土坝基红层的恶化及其原因分析[J].水利学报, 1996 (9) .

[3]赵志仁.大坝安全监测的原理与应用[M].天津:天津科学技术出版社, 1998.[3]赵志仁.大坝安全监测的原理与应用[M].天津:天津科学技术出版社, 1998.

美国：为鲑鱼拆除大坝 篇11

为了向造纸厂供电，1913年华盛顿州电力公司开始在艾尔瓦河上间隔13公里的位置，修建艾尔瓦大坝和兰斯峡谷大坝。下游的艾尔瓦大坝高33米，最初有鱼的孵卵处鱼梯，后来遭到废弃，最终没有留下鱼类回游的通道。规模更大的葛莱恩斯峡谷大坝高64米，只是同样没有鱼梯的功能。

两座姐妹大坝的平均发电量为19兆瓦，峰值为25兆瓦。大坝保证了当地的电力供应，却破坏了艾尔瓦河的生态系统，最显著的影响是挡住了河中鲑鱼的迁徙道路。

每年鲑鱼都会在特定时间，由大自然划定的迁徙之路，成群结队地从海中游回艾尔瓦河上游产卵，它们只要向南游8公里，就会撞到用混凝土砌成的冷冰冰的大坝，无法继续前进，只能在河底聚集起来，然后转着圈游来游去。它们时而向前，时而后退，循环往复，总是碰壁而归。因无法穿越大坝产卵，鲑鱼数量迅速减少，只剩余3000条左右，成为濒危物种。

美国河流协会致力于推动河流生态环境修复运动，在主席鲍勃·欧文提出让大坝从河上彻底消失，将河流还给野生动物的建议时，立即遭到狂热的环境极端分子的批评，认为他的想法是疯狂之举，大坝多年来为当地提供电力，拆除会对当地人的生活与经济利益造成严重影响。大坝应该保留还是拆除的问题，马上引起美国民众的争论。

在艾尔瓦河下游沿岸，生活着有2700年历史的克拉拉姆印第安部落，他们的河流生态恢复项目副指导拉特里萨·苏格斯说：“鲑鱼在河底回游，它们往上游，往下游，不停地徘徊。修建大坝前，鲑鱼可以游113公里，大坝建成后，它们的回游路线被截断，只能在下游仅8公里的河道中生存。”

在河流保护组织、渔业生态学家、当地克拉拉姆印第安部落、各州以及联邦机构不断施加压力下，美国政府开始考虑拆除大坝，前总统乔治·布什还签署了艾尔瓦河流域生态系统和渔业恢复法案，随即着手考察拆除大坝计划。

2011年9月17日，通过多年考察和分析，美国历史上最大的大坝拆除工作正式开始，华盛顿州内两座百年水力发电大坝，将被采取多种方式拆除，以便恢復艾尔瓦河的鲑鱼数量。拆除大坝的计划，主要分为6个阶段，步骤恰好是把建造大坝的顺序反过来。

如何做好水库大坝安全监测 篇12

1 大坝安全的重要性

水库大坝的设计要求很高, 必须考究其地质、水文条件以及建筑结构、材料等因素的影响, 从设计理念、到施工运行, 其结构与周边的环境以及自然气候等条件的交互作用都将会对水库大坝的安全形成不利影响, 水库大坝的安全与否关乎国家与百姓的利益, 假若大坝存在安全隐患, 则必将造成国民财产的巨大损失。因此, 则必须对大坝的安全进行实时监测, 如此便能使我们掌握大坝的实时动态, 同时也为大坝的维护提供有效依据, 从而保障了水库工程的安全运行, 也确保了国家与人民的利益的安全;为了确保水库工程能够更好的发挥其社会效益与经济效益, 水库大坝的安全管理工作十分重要。目前我国已经颁布了一些对于水库管理的安全条例与管理方法, 如《水库大坝安全管理条例》与《土石坝安全监测技术规范》等法律法规, 这表明了大坝的安全监测受到了国家与人们重视。

2 水库大坝的安检措施

水库大坝在水库工程之中为一项特殊的工程, 因其与国民的利益间接挂钩, 使得我们必须时刻关注着大坝的运行动态, 否则造成的损失将十分巨大。为了确保大坝能够安全稳定地运行, 则需要通过对大坝的安全监测工作来实现管理与保护, 据今年来的资料显示, 有30%的安全隐患是因地质条件与意外结构导致事故的发生, 有20%是因地下渗漏而导致的水流压力高引起渗流增大, 有11%是因建筑设施老化、材料质量以及施工问题引起的, 还有12%是由于某些特有原因导致;通过以上的数值可做出如下的分析:造成大坝安全隐患的因素有很多、其涉及范围也十分广阔, 涵盖面极广。但是, 其大致可以分为三种情况;第一种情况是因施工设计与自然因素所致, 其没有受到量变与质变的影响, 而是在大坝施工完毕就已经确定的因素, 比如设计误差、施工质量、考虑不周全等。第二种情况是在水库大坝运行管理的过程之中逐步造成的, 在这种情况之中, 其有一种由量变转化为质变的反应, 比如大坝遭到流水的冲刷与侵蚀、建筑材料的老化、钢材结构的锈蚀等。第三种情况是以上两种情况综合的结果, 其既存在设计施工的不完善, 又存在量变到质变的破坏, 而在工程之中又没有得到重视, 又没有进行安全有效的监测, 使得安全隐患造成的破坏力十分巨大。

大坝是进行水资源管理的一重要和不可或缺的建筑。大坝形状各异, 从小规模的水坝到大型混凝土大坝, 大坝的安全监测对于大坝校核设计、改进施工和性能评价都有重大意义。同时, 连续长期的大坝安全监测系统, 能够提供溃坝通知预警, 对于保护下游人民生命财产安全具有重大意义。水库大坝的监测工作主要是人工观测与仪器检测, 今年来我国的自动化的信息系统逐渐完善, 使其也成为一项重要的监测方式。水库监测的主要内容包括:水库水位、水压、渗流、流量、电导率、风力、相对湿度、空气和水的温度以及大坝坝体地表位移监测。而大坝的监测主要体现在对坝体, 坝基以及坝肩等范围内的监测, 同时还需要对大坝有影响的岸坡、建筑物以及设备进行监测。关系大坝安全的因素存大的范围大, 包括的内容多, 如泄洪设备及电源的可靠性、梯级水库的运行及大坝安全状况、下游冲刷及上游淤积、周边范围内大的施工特别是地下施工爆破等。

大坝安全监测应有时间上的针对性。大坝安全监测的时间应从设计开始直至运行管理, 大坝安全监测的内容不仅是坝体结构及地质状况, 还应包括辅助的机电设备及泄洪消能建筑物等。由于大坝施工期、初次蓄水期和大坝老化期是大坝安全容易出现问题的时期, 因此, 在前一个阶段监测的重点应是设计参数的复核和施工质量的检验, 而后者则应是针对材料老化和设计复核进行。四川经历2008年5.12和2012年4.20二次大地震, 震感明显地区的水库大坝应增加工作人员、增加巡查次数对大坝进行细致的巡视检查和渗流监测, 大坝变形位移监测也应增加观测次数加密观测。主汛期大坝监测工作应是一年中大坝监测工作的重要时期, 特别遇特大暴雨要加强观测。大坝变形观测主要在高水位和低水位期进行, 水文和气象监测要随时观测、随时计算整理。

对大坝的安全监测工作必须仔细慎重, 此外还应对空间结构的不同采取针对性措施。针对不同的坝型与结构加强对特定部位的监测, 例如, 针对防渗型混凝土坝结构的, 多泥沙的河流泥沙淤积情况监测、以及库岸的高边坡稳定情况监测等。大坝的监测应与大坝的设计、施工情况以及管理互相照应, 在运行遇到特殊工况的时候, 水库大坝的安全监测应成为检验施工、设计以及运行情况的特殊手段, 也是最必要的手段。

大坝的安全监测主要包括人工巡视检查与仪器实时监测, 仪器监测与巡视检查是不能分开的, 两者都十分重要。前者应尽可能地利用先进的仪器与技术来对大坝的隐患进行仔细的检查, 早发现才能早治理, 早治理才能使得国民的利益获取最安全的保障, 仪器监测与人工巡查工作分不开的又一因素是由于水库大坝特殊性以及仪器监测水平共同决定的。

近年来, 由于一个特殊的组织———恐怖组织的出现。使得水库大坝的监测工作中又增添了一项新的内容。在对大坝进行监测工作时, 特别是在人工巡查时, 应注意在工程周围的异常情况, 对可疑的人与物进行严格的排查, 防治恐怖组织对国家的危害, 做好大坝的安全监测乃是确保国家与人民财产安全的重要举措。

3 结语

综上所述, 水库大坝的安全监测是一种有效的管理方法。能够有效的保护大坝与水库的安全, 对人民与国家的利益形成了有力的保护。其包括了水库信息的采集与处理, 总结出结论并制定好相应的解决措施, 通过信息反馈保障工程安全, 然而其根本的目的就是工程效益能够得到保护。总而言之, 对大坝的安全进行监测, 应利用一切的手段, 保障水库大坝的安全, 以最少的投入保证最安全、最稳定、最长久的运行, 从而实现经济效益和社会效益的最大化。

摘要：水库大坝在水库工程中至关重要。在水库的建设时期, 对于坝址的建设要求十分的高, 其地质、水文条件以及建筑结构、材料等显得尤为重要。水库大坝是项重要的工程, 关乎国家与百姓的生计, 在实际的工程之中, 水库的安全监测不可或缺。为了确保大坝能够长期、平稳地运行, 应重视对大坝的安全监测工作, 本文对大坝的安全监测工作的重要性以及监测的方式作出了探讨与研究。