吳旭東

摘 要：近年來我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，對于電力的需求也不斷增加。水力發(fā)電是獲取電力資源的重要途徑。為了確保水電站發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需要做好水電站大壩的安全監(jiān)測和管理工作。堤壩作為水電站重要的防護(hù)建筑，其牢固性和穩(wěn)定性直接關(guān)系到水電站的安全。因此在壩堤長期作用過程中需要做好安全監(jiān)測工作。因此可以將自動化設(shè)備引入水電站大壩安全監(jiān)測工作中來，有效地提高安全監(jiān)測工作的科學(xué)性和有效性。

關(guān)鍵詞：水電站大壩；安全監(jiān)測；自動化；監(jiān)測內(nèi)容；安全監(jiān)測自動化

中圖分類號：TV689 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

在水電站大壩安全監(jiān)測工作中，通過引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和方法，可以有效地提高大壩安全監(jiān)測的水平。同時水電站大壩安全監(jiān)測自動化的實現(xiàn)，還可以有效地提高監(jiān)測的精度，進(jìn)一步改善監(jiān)測條件。近年來我國水電站大壩安全監(jiān)測工作取得了較好的成效，但在系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性等方面還有待提高，特別是隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，大量的自動化監(jiān)測新技術(shù)和新產(chǎn)品的推廣應(yīng)用，有效地推動了水電站大壩監(jiān)測自動化的發(fā)展，水電站大壩監(jiān)測更具實用性，安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)的功能和性能也更具可靠性，測量更為精準(zhǔn)，易于維護(hù)，自動化系統(tǒng)加快了向智能化的方向發(fā)展。

1 水電站大壩安全監(jiān)測自動化的意義

通過對水電站大壩進(jìn)行自動化安全監(jiān)測，可以更好地發(fā)揮水電站大壩的經(jīng)濟(jì)效益。水電站大壩一旦發(fā)生安全問題，則會給人民群眾的生命財產(chǎn)安全帶來較大的影響，其會波及十分廣泛的范圍，帶來嚴(yán)重的社會影響。同時水電站安全穩(wěn)定的運(yùn)行，也是水電站大壩建設(shè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效應(yīng)得以發(fā)揮出作用的重要保障。同時采用自動化方式來對水電站大壩的安全進(jìn)行監(jiān)測作業(yè)，要有效地保證大壩建設(shè)過程中具備良好的環(huán)保效應(yīng)，減少對當(dāng)?shù)丨h(huán)境的破壞。

2 大壩自動化安全監(jiān)測內(nèi)容的現(xiàn)狀

當(dāng)前我國水電站大壩運(yùn)行過程中，只有大部分的水電工程實現(xiàn)了全程安全監(jiān)測，其他一些工程則只是針對部分環(huán)節(jié)開展了自動化安全監(jiān)測。針對水電站大壩安全監(jiān)測工作中，具體的監(jiān)測內(nèi)容主要以變形監(jiān)測、滲流監(jiān)測和應(yīng)力監(jiān)測為主。其中變形監(jiān)測中主要以水平變形和垂直變形為主，其通過對大壩的某一段進(jìn)行觀測，通常監(jiān)測單位會將傳感器設(shè)置在壩頂或是壩后坡，針對壩體的垂直變形進(jìn)行監(jiān)測。將傳感器設(shè)置在壩體內(nèi)部，實現(xiàn)對水電站大壩水平變形和沉降變形的監(jiān)測。在滲流監(jiān)測工作中，主要是針對滲透壓力和滲流量這兩個參數(shù)實施重點監(jiān)測。當(dāng)針對一段大壩的滲流參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測時，監(jiān)測單位會將傳感器每隔一個壩段則要進(jìn)行具體的設(shè)置，利用傳感器來對排水溝積水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行采集，中央控制系統(tǒng)則利用這些數(shù)據(jù)來對大壩滲流的情況進(jìn)行分析，并針對具體的情況來制定相應(yīng)的措施。對于應(yīng)力監(jiān)測，當(dāng)前只有在一些特大型的水電站中才會針對應(yīng)力參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，中小型水電站大壩的安全則不進(jìn)行應(yīng)力參數(shù)的監(jiān)測。

3 大壩安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)利用分析

3.1 自動化設(shè)備類型

大壩安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)中，主要以智能傳感設(shè)備、系統(tǒng)控制設(shè)備為主，智能傳感設(shè)備主要是統(tǒng)一收集和精確計算監(jiān)測數(shù)據(jù)，并利用快速的傳播方式來對信息進(jìn)行集成，并運(yùn)用監(jiān)測系統(tǒng)來對數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確和高效的分析，從而為安全監(jiān)測工作提供重要的數(shù)據(jù)支持。系統(tǒng)控制設(shè)備則是針對各個監(jiān)測環(huán)節(jié)進(jìn)行整體控制，以此來保證這些環(huán)節(jié)工作的規(guī)范性和秩序性。而且系統(tǒng)控制設(shè)備還具備數(shù)據(jù)分析和信息處理功能，為工作人員讀取分析數(shù)據(jù)提供了更多的便利，有利于實現(xiàn)對安全監(jiān)測動態(tài)的隨時掌握。

3.2 自動化設(shè)備監(jiān)測指標(biāo)

在水電站大壩安全監(jiān)測工作中，針對運(yùn)行環(huán)境的監(jiān)測是最為基礎(chǔ)的監(jiān)測指標(biāo)。即通過自動化設(shè)備來對堤壩周圍的自然環(huán)境進(jìn)行具體的監(jiān)測，實際監(jiān)測工作中主要是針對上下游的水流量和水位高度開展相應(yīng)的監(jiān)測。在具體監(jiān)測過程中需要充分地了解堤壩周圍的環(huán)境，并針對周圍水流量的變化來及時排除堤壩的安全隱患。由于堤壩是建立在前期對周圍環(huán)境的要求基礎(chǔ)上的，因此只有各方面的條件都適宜的情況下才能進(jìn)行堤壩修筑，周圍環(huán)境的變化會對大壩功能的正常發(fā)揮帶來較大的影響，因此需要將周圍環(huán)境的監(jiān)測作為自動化設(shè)備監(jiān)測的指標(biāo)。

3.3 堤壩主體的監(jiān)測

針對堤壩主體進(jìn)行監(jiān)測，主要是對壩體的安全開展相應(yīng)的監(jiān)測工作。堤壩在長期運(yùn)行使用過程中，壩體必然會受到水流侵蝕的影響，因此在堤壩監(jiān)測過程中經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)堤壩下降導(dǎo)致的水流滲漏、堤壩穩(wěn)固性下降導(dǎo)致的壩體變形等情況。因此在實際監(jiān)測工作中需要將這些問題作為安全監(jiān)測的重點。以此來保證壩體的安全，這對于整個大壩的安全使用具有至關(guān)重要的作用。

3.4 安全監(jiān)測頻率的把握

由于安全監(jiān)測工作是一個動態(tài)的過程，在堤壩安全防護(hù)工作中，通常一次監(jiān)測的結(jié)果對于堤壩安全防護(hù)工作所能夠帶來的參考價值較低，而且對防護(hù)工作開展也沒有多大的意義。同時堤壩在長期運(yùn)行和使用過程中，這也是一個不斷消耗的過程。因此對于堤壩需要安排安全監(jiān)測的頻率，全面提高安全監(jiān)測頻率的合理性和科學(xué)性，這樣才能保證安全監(jiān)測結(jié)果的可靠性，確保達(dá)到安全監(jiān)測工作的最終目的。

4 水電站大壩安全監(jiān)測自動化的發(fā)展趨勢

4.1 監(jiān)測范圍的發(fā)展

在當(dāng)前我國水電站大壩案例監(jiān)測工作中，其安全監(jiān)測范圍具有較強(qiáng)的局限性。即往往是水電站需要哪些數(shù)據(jù)則進(jìn)行哪些監(jiān)測，而且基于成本方面的考慮，一些不重要的數(shù)據(jù)也不進(jìn)行監(jiān)測，只是針對一些重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測。這樣就會導(dǎo)致一些監(jiān)測細(xì)節(jié)被漏掉，極易埋下安全監(jiān)測隱患。針對大壩安全監(jiān)測自動化的發(fā)展，在未來水電站大壩安全監(jiān)測工作中，需要進(jìn)一步拓展監(jiān)測的范圍，同時需要將水電站大壩建設(shè)與監(jiān)測工作相結(jié)合，即在大壩建設(shè)過程中就要對全程監(jiān)測問題進(jìn)行考慮。將安全監(jiān)測納入水電站大壩建設(shè)體系中來，這樣則可以實現(xiàn)水電站大壩的全程的安全監(jiān)測，并能夠針對重點部位實施精細(xì)化監(jiān)測，應(yīng)用具體的監(jiān)測數(shù)據(jù)來對大壩建設(shè)進(jìn)行優(yōu)化，確保安全監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠更好地服務(wù)于大壩建設(shè)。

4.2 監(jiān)測設(shè)備的發(fā)展

當(dāng)前水電站大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)硬件設(shè)施加快了標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展，而且大量電氣自動化產(chǎn)品的應(yīng)用也迫使電氣自動化產(chǎn)品在型號、性能和參數(shù)等指標(biāo)方面的統(tǒng)一化。而且在水電站大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行過程中，當(dāng)其全面實現(xiàn)集成化監(jiān)控后，必然離不開數(shù)字化設(shè)備的支持，因此監(jiān)測設(shè)備必然也會加快智能化發(fā)展的進(jìn)程，在未來必然會實現(xiàn)智能判斷和智能控制，有效地減少人為的干預(yù)。

4.3 監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展

當(dāng)前水電站大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)加快了向集成化、智能化和精細(xì)化方向的發(fā)展。通過集成化，使中央處理系統(tǒng)能夠?qū)⑺性O(shè)備的運(yùn)作集成在一起，確保監(jiān)測作業(yè)之間的橫向聯(lián)系，同時將數(shù)據(jù)采集、分析和存儲進(jìn)行有效集成，實現(xiàn)全面和系統(tǒng)的監(jiān)測管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的縱向監(jiān)測，以此來全面提升水電站大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)的自動化水平。

結(jié)語

近年來我國水電站大壩安全監(jiān)測自動化取得了較快的發(fā)展，但在實際運(yùn)行過程中還存在一些不足之處，因此要求監(jiān)測人員要不斷提升自身的業(yè)務(wù)水平，重視大量自動化監(jiān)測新技術(shù)和新產(chǎn)品的應(yīng)用，確保水電站大壩監(jiān)測自動化系統(tǒng)的實用性，并加快推動其智能化的發(fā)展，確保水電站大壩的安全運(yùn)行。

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