【摘要】水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)是檢驗(yàn)設(shè)計(jì)、校核施工和了解大壩安全狀態(tài)的有效手段。為準(zhǔn)確了解水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀，采用函調(diào)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)合水庫(kù)督察信息，對(duì)我國(guó)水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)情況進(jìn)行了分析，指出了水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)存在問(wèn)題，并提出了相關(guān)建議。
【關(guān)鍵詞】水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè) 調(diào)查研究
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大壩是水庫(kù)最主要也是最重要的水工建筑物，它的安全性直接影響著水庫(kù)設(shè)計(jì)效益的發(fā)揮，同時(shí)也關(guān)系下游人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全、社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和生態(tài)環(huán)境等。因此，必須高度重視水庫(kù)大壩的安全監(jiān)測(cè)，使之安全運(yùn)行。
一、大壩安全監(jiān)測(cè)的重要意義
大壩建造在復(fù)雜的水文地質(zhì)和工程地質(zhì)環(huán)境中，運(yùn)行中的大壩不僅承受著巨大的水壓力和溫度等環(huán)境荷載，有時(shí)還會(huì)受到地震荷載的沖擊，工作條件極為復(fù)雜。同時(shí)，由于材料性能、施工過(guò)程中造成的人為影響等因素，隨著使用年限的增長(zhǎng)，大壩也會(huì)出現(xiàn)不同程度的老化、病變和裂縫等問(wèn)題。這些缺陷或隱患若不能及時(shí)被診斷發(fā)現(xiàn)并解決，將隨時(shí)可能影響到大壩的安全運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成災(zāi)難性事故。目前，國(guó)內(nèi)已建成大壩8． 6萬(wàn)多座，其中大部分是20 世紀(jì)50 ～ 60 年代修建的中小型土石壩，這些大壩或沒(méi)有布設(shè)安全監(jiān)測(cè)設(shè)備，或設(shè)備儀器落后，其病害十分嚴(yán)重。此外，隨著時(shí)間流逝，一些早年布置了監(jiān)測(cè)設(shè)備的大壩也出現(xiàn)了老化和安全問(wèn)題。大壩安全監(jiān)測(cè)問(wèn)題已不容忽視，令人欣慰的是: 近年來(lái)已得到國(guó)家的高度重視。造成大壩失事的原因很多，主要有：(1) 壩體泄水能力不足或遭遇超標(biāo)準(zhǔn)的洪水；(2) 壩體質(zhì)量和基礎(chǔ)存在問(wèn)題；(3) 其他運(yùn)行管理方面引發(fā)的問(wèn)題。土石壩失事的主要原因是滲透破壞和壩坡失穩(wěn)，表現(xiàn)為壩體滲漏、壩基滲漏、塌坑、管涌、流土及滑坡等現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在失事大壩中，僅有35%是由于其自身泄洪能力不足，也就是勘測(cè)設(shè)計(jì)中存在洪水計(jì)算和防洪能力方面的問(wèn)題;大部分大壩失事仍是由于其他工程原因或運(yùn)行管理問(wèn)題造成的，而這些問(wèn)題卻是可以通過(guò)加強(qiáng)安全監(jiān)測(cè)及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)處理解決的。因此，建設(shè)和完善大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)施重要且必需。
二、大壩安全監(jiān)測(cè)的手段
1、把巡視檢查和儀器監(jiān)測(cè)結(jié)合起來(lái)
巡視檢查和儀器監(jiān)測(cè)是大壩安全監(jiān)測(cè)兩個(gè)相互補(bǔ)充、密不可分的部分，二者結(jié)合實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)面上和點(diǎn)上的相互兼顧印證。前者按照一定的檢查范圍和要求,采用目測(cè)對(duì)大壩外觀表面特別是一些明顯的隱患進(jìn)行檢查，以便做到早發(fā)現(xiàn)、早處理。后者主要借助觀測(cè)儀器按規(guī)范要求進(jìn)行必要的點(diǎn)監(jiān)測(cè)。對(duì)大壩表面及內(nèi)部的隱患,如土石壩的洞穴、暗縫、軟弱夾層等,很難通過(guò)簡(jiǎn)單的人工檢查發(fā)現(xiàn)，必須借助于高密度電阻率法、中間梯度法、瞬態(tài)面波法等先進(jìn)儀器和技術(shù)進(jìn)行檢查，從而完成對(duì)其定位及嚴(yán)重程度的判定。
2、把自動(dòng)監(jiān)測(cè)和人工觀測(cè)結(jié)合起來(lái)
大壩自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有測(cè)量快、便于分析、可靠性高、可備份等特點(diǎn)，可以大大縮短數(shù)據(jù)采集的周期，減少人工資料整編分析的繁冗，提高大壩觀測(cè)的工作效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。由于自動(dòng)化系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)種類多、分布廣、線路長(zhǎng)，易受高低氣溫、高濕度、強(qiáng)雷電、大風(fēng)、鼠害等不利環(huán)境干擾，易出現(xiàn)短路、斷接、接觸不良、元器件損壞等系統(tǒng)故障，造成監(jiān)測(cè)中斷或監(jiān)測(cè)精度降低，此時(shí)采取人工觀測(cè)方式可保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)連續(xù)，校驗(yàn)系統(tǒng)精度，輔助故障處理。在系統(tǒng)運(yùn)行、檢修期間，通過(guò)人工比測(cè)來(lái)校驗(yàn)自動(dòng)檢測(cè)值，減小系統(tǒng)誤差，提高數(shù)據(jù)采集的可靠性，為系統(tǒng)維護(hù)提供參考依據(jù)。
把定性監(jiān)測(cè)和定量監(jiān)測(cè)結(jié)合起來(lái)
通過(guò)定期巡視檢查， 以目測(cè)或攝像頭探測(cè)記錄， 比較某部位外表各種異�，F(xiàn)象變化和發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)結(jié)合儀器監(jiān)測(cè)以及數(shù)據(jù)分析比較，初步判斷大壩某部位安全性是否出現(xiàn)異常， 如大壩表面某部位出現(xiàn)塌陷、裂縫或滲漏，可結(jié)合變形、滲流、應(yīng)力應(yīng)變等各個(gè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)結(jié)果綜合分析判斷；也可以將傳統(tǒng)的變形、滲流、應(yīng)力應(yīng)變及溫度監(jiān)測(cè)同面波法、超聲波、CT、水質(zhì)分析等結(jié)合起來(lái)，多個(gè)角度、多個(gè)層面地進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。如土石壩滲流問(wèn)題分析，不僅要對(duì)大壩壩體、壩基、繞壩滲流情況進(jìn)行定性監(jiān)測(cè)分析， 還要結(jié)合一些定量觀測(cè)，比如：測(cè)壓管（計(jì)）的狀況、壩后滲流量的監(jiān)測(cè)，以及壩后滲流水質(zhì)的檢測(cè)分析， 觀察壩后滲流水與庫(kù)水顏色、水質(zhì)是否相同，是否存在化學(xué)管涌或機(jī)械管涌或流土液化現(xiàn)象，地下水是否有浸蝕現(xiàn)象。通過(guò)定性、定量綜合分析、比較，全方位、立體化地反映被監(jiān)測(cè)對(duì)象的性態(tài)變化， 從而做出比較客觀準(zhǔn)確的判斷。
三、大壩安全監(jiān)測(cè)建議以及展望
1、大壩安全監(jiān)測(cè)建議
大壩安全監(jiān)測(cè)工作是發(fā)揮工程效益的前提，是水利管理工作中一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。想要完成這項(xiàng)艱巨的任務(wù)，必須從經(jīng)費(fèi)、規(guī)劃、技術(shù)力量等方面加強(qiáng)。因此提出以下一些建議：（1）加強(qiáng)觀測(cè)人員的技術(shù)培訓(xùn)。當(dāng)前觀測(cè)人員持續(xù)更新，亟待提高業(yè)務(wù)技術(shù)水平，各級(jí)水利管理部門可以通過(guò)多渠道多層次來(lái)進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)。為此，各級(jí)單位要抓緊培訓(xùn)工作，以適應(yīng)當(dāng)前實(shí)際情況。（2）通過(guò)多種途徑解決補(bǔ)設(shè)觀測(cè)設(shè)施經(jīng)費(fèi)問(wèn)題。新建工程的監(jiān)測(cè)設(shè)施預(yù)算占主體建筑物總投資的1%～3%；除了列入基建的出險(xiǎn)加固的水庫(kù)需列進(jìn)工程概算外，對(duì)觀測(cè)設(shè)施的更新和完善，監(jiān)管單位可以從水費(fèi)收入里進(jìn)行安排解決。（3）有目標(biāo)、有步驟地分批分期改造、補(bǔ)設(shè)及完善觀測(cè)設(shè)施。各級(jí)主管部門應(yīng)將制訂補(bǔ)設(shè)、改造及完善大壩安全監(jiān)測(cè)的近期及長(zhǎng)遠(yuǎn)（年度）實(shí)施計(jì)劃，落實(shí)責(zé)任。主管部門應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督檢查，并進(jìn)行年終考核。（4）從設(shè)計(jì)、基建、教學(xué)及科研等方面采取措施，進(jìn)一步加強(qiáng)大壩安監(jiān)工作�？梢栽诖髮Ｔ盒ｉ_(kāi)設(shè)大壩安全監(jiān)測(cè)專業(yè)課程或者建立科系。（5）定期開(kāi)展大壩安全鑒定工作。各級(jí)水利主管部門可以對(duì)大中型水庫(kù)大壩展開(kāi)安全鑒定工作，以保安全運(yùn)行。（6）建立大壩安全監(jiān)測(cè)儀器的研制體系，提升儀器制造的水平。應(yīng)根據(jù)相關(guān)文件的統(tǒng)一規(guī)格,結(jié)合我國(guó)當(dāng)前實(shí)際情況與需要并借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)來(lái)進(jìn)行觀測(cè)儀的生產(chǎn)、研制。
2、大壩安全監(jiān)測(cè)展望
縱觀我國(guó)當(dāng)今大壩安全監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀，可以發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、通信技術(shù)在大壩安全監(jiān)測(cè)儀器、觀測(cè)技術(shù)等方面的運(yùn)用均有了長(zhǎng)足的發(fā)展，比如滲流熱監(jiān)測(cè)、管線傳感和“4S”等技術(shù)的運(yùn)用。大壩安全監(jiān)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)可以概括為以下幾點(diǎn)：（1）高自動(dòng)化的觀測(cè)儀器層出不窮，監(jiān)測(cè)手段更加先進(jìn)和高效。（2）大壩的安全性、可靠性與不確定性等問(wèn)題的分析及研究不斷展開(kāi)，并成為熱點(diǎn)。（3）更加強(qiáng)調(diào)觀測(cè)儀器和人工安監(jiān)與控制的結(jié)合與互補(bǔ)。（4）數(shù)據(jù)處理逐步發(fā)展成為在線時(shí)處理和控制。（5）從單項(xiàng)目、單測(cè)點(diǎn)的獨(dú)立分析評(píng)價(jià)向多項(xiàng)目、多測(cè)點(diǎn)的綜合評(píng)價(jià)發(fā)展。（6）觀測(cè)范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，除了對(duì)建筑物的監(jiān)測(cè)之外，還向地基岸及其他更為復(fù)雜的地域發(fā)展，同時(shí)在一定程度上與流域水文監(jiān)測(cè)相結(jié)合。
總結(jié)
大壩安全監(jiān)測(cè)是了解大壩安全性態(tài)、對(duì)大壩安全實(shí)施科學(xué)管理必不可少的重要手段，應(yīng)實(shí)現(xiàn)多種手段方法的綜合應(yīng)用，并與氣象、水情、洪水預(yù)報(bào)及水庫(kù)調(diào)度有機(jī)結(jié)合起來(lái)，使之成為各級(jí)防汛決策支持系統(tǒng)的組成部分， 為實(shí)現(xiàn)工程效益的最大化服務(wù)。
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