时间：2023-06-04 10:50:08
关键词：军民水库 除险加固设计 若干问题
军民水库位于江西省波阳县境内的鄱阳湖水系潼津河北支流上，控制流域面积131K M2，水库正常蓄水位82.5M，相应库容1.42х108M3，复核后校核洪水位85.65M（P=0.05%），总库容1.8х108M3，大坝原设计为心墙土坝，经现场取样试验表明为类似均质坝，坝顶高程89.6M，最大坝高39.0M，是一座以灌溉为主、结合防洪、发电、养殖、航运等综合利用的大（二）型水利工程。工程于1971年动工兴建，1972年建成并投入使用。水库属于边勘测、边设计、边施工的“三边”工程，且工程施工依靠大规模的群众运动完成，使得施工质量难以控制以及坝基处理不到位，给工程留下隐患。1992—1995年，虽对坝身采用冲抓套井粘土防渗心墙加固，但防渗效果不明显。2000年7月，大坝安全类别鉴定为三类，应进行除险加固。
1 合理确定防洪标准
军民水库大坝属于2级建筑物，在建设初期采用的校核洪水标准为1000年一遇，水位为85.2M，70年代后期，又采用最大洪水标准，水位达88.25M，两者水位相差3.05M。显然，1000年一遇不能满足《防洪标准》的要求；若继续采用最大洪水标准，又高于《防洪标准》的要求，且大坝需加高或扩大溢洪道泄洪断面，既增加工程投资，又不能增加有效库容。由于本水库库容系数达0.76，属多年调节水库，结合工程建筑物级别，根据工程运行情况，参考已建大中型土石坝工程防洪标准的取值，按照有关规定，确定校核洪水标准为规定取值的下限，即2000年一遇。
2 大坝原型观测资料分析和整理
军民水库渗流观测设施很不完善，仅有渗流压力观测，无渗流量观测及水雨情观测。由于1974年埋设的测压管在1976年大坝加固时遭堵塞废弃，其观测资料无从查找。现有测压管为1989年埋设，1990年5月开始观测，共31根，其中坝身测压管14根，坝基测压管9根，设在0+137.3、0+223.3、0+309.3断面，其中坝身测压管每断面各4根，另外在0+70.3、0+370.7坝轴线位置各1根，坝基测压管每断面各3根；绕坝测压管8根，其中左岸4根，右岸4根，其中31#管已埋入土中。测压管平面布置图见图1。
测压管由人工进行观测，手段落后、精度低，观测资料未得到整编分析，因此大坝除险加固前的防渗体系的防渗效果如何以及大坝渗流性态不明。
在除险加固设计中，根据测压管水位观测资料，结合每一根测压管绘制了水位历时过程线、位势过程线和坝体、坝肩等水位线以及坝基渗流压力等势线、大坝剖面浸润线等图，进行分析和整理。
2.1 水位过程线分析
在测压管水位过程线中，其中有些明显异常高于正常的测值，如管水位明显高于库水位等，分析为人为因素或降雨影响引起，在排除滞后效应的影响后，予以剔除。
2.1.1 坝身测压管：坝左端0+70.3断面13#管的水位与库水位无相关性。左坝段0+137.3断面，1#、2#、3#、4#测压管中，2#、3#、4#管水位变化很小，与库水位的变化相关性不明显，说明灵敏度较差，资料不可靠；1#管与下游水位的相关性较明显。坝中段0+223.3断面的5#、6#、7#、8#测压管中，6#管水位与库水位变化基本一致，但变幅较小，与其靠近下游有关；7#管水位变化很小，与库水位无关，且变幅小于其下游的6#管，说明灵敏度差；8#管在高水位时与库水位明显相关和有滞后效应； 5#管水位明显与下游水位相关。右坝段0+309.3断面的9#、10#、11#、12#测压管中，9#、10#、11#与库水位相关性较好，12#管主要在高水位时与库水位相关性较好。12#管的滞后效应十分明显，但其下游的10#、11#的管水位基本相同，滞后效应不明显，是不正常的，反映了坝体填筑质量差，透水性强，在局部（如在10#、11#管之间）可能存在强透水带。坝右端的14#管水位与库水位变化基本一致，相关性非常密切，滞后效应不明显，反映右坝段透水性强。
在整个坝身测压管中，当水库维持在较高水位不变的运行条件下，5#、9#、14#管的水位均随时间显示出负增长，说明原来的防渗体系发挥了一定的作用。
2.1.2 坝基测压管：左坝段0+137.3断面15#、16#、17#管的管水位与下游水位接近且相关性明显，与库水位基本不相关，反映该断面附近上游的粘土截水齿墙或原心墙的截渗效果好。坝中段0+223.3断面的18#、19#、20#管中，19#管与下游水位相关性好，反映该断面附近上游的粘土截水齿墙或原心墙的截渗效果好。18#、20#管水位与库水位不相关，18#管水位甚至超过了上游侧的19#管水位，估计是粘土套井施工时淤塞了该管，其观测资料剔除。右坝段断面位于原施工导流渠附近，21#、22#、23#管的灵敏度均较好，与库水位的相关性较明显，管水位明显高于其他两断面的坝基测压管水位。
2.1.3 绕坝测压管：绕坝测压管特别在高水位时，表现出与库水位很强的相关性，滞后效应不明显，说明灵敏性较好。绕坝测压管水位明显高于纵向相同位置的坝身测压管，越靠近下游越明显；坝右端的28#、29#、30#管水位均呈增长变化，靠近上游侧的管水位基本不变，而渗流出口段的水位不断上升；对坝体和坝肩稳定不利。
2.2 位势变化分析
绘制年平均位势和最高位势过程线。对靠近下游侧的测压管以及没有或轻微淤塞的测压管，平均位势与最高位势基本相近，变化趋势也一致，采用平均位势分析；淤塞严重和透水管下端灵敏度变差的测压管，宜采用最高位势进行分析。
2.2.1 坝身测压管：左坝段0+70.3断面的3#管、0+137.3断面的1#、2#、3#、4#管和坝中段0+223.3断面的5#、6#、7#、8#管，在1995年前，位势基本保持稳定，说明坝体渗流性态正常；1995-1997年，位势有所下降，靠近上游侧降幅越大，向下游逐渐递减，估计是1992-1995年加固的粘土套井防渗墙发挥了一定作用；自1997年以后各管位势回升接近到原来水平，反映防渗墙逐渐失效，正好印证了原粘土料质量差及施工质量不佳。出口段的5#、6#管位势近年来明显上升，且5#管的升幅高于6#管，表明下游排水棱体可能因淤堵，排水功能下降。右坝段0+309.3断面的9#、10#、11#、12#管和0+370.7断面的14#管，1995年以前，除下游靠近渗流出口的9#管位势基本保持稳定外，其余管位势呈较明显上升变化，不能排除右坝体的渗流状态有所恶化、发生渗透流失的可能性；与观测到的0+360左右的棱体上部高程60.0M马道内缘发现一渗漏逸出点群相符合。1995年后位势有所下降，与粘土防渗墙有关。近年所有管的位势又开始回升，说明粘土防渗墙逐渐失效，但高水位的位势仍较粘土心墙施工前略低，可能是由于右坝段施工了两排粘土套井的原因，其仍在发挥一定的防渗作用。估计随着时间推移，其防渗作用会逐渐丧失。
从整个坝体的位势分布看，坝体浸润线高，坝轴线附近的位势超过70%，反映了粘土心墙未发挥明显作用，证明了上部坝体水平向透水性强。靠近左、右坝头附近坝体内的等水位线与坝中相比，明显偏向下游，主要是受绕坝渗漏影响，说明绕坝渗流严重。右坝段比左坝段位势分布要高，反映了右坝段上部坝体的透水性和绕坝渗流比左坝段强。
2.2.2 坝基测压管：左坝段0+137.3断面的测压管位势较低，无明显趋势性变化，说明粘土截水槽截渗效果好，坝基产生渗流破坏和变形可能性小。坝中段0+223.3断面的位势，在1993年前，比左断面略低且稳定；1993年后，经分析，测压管估计失效。右坝段0+309.3断面的位势均比其它两个断面的要高，坝轴线位置高达30%，下游侧高近10%，可能是原施工导流渠渗漏、放空底涵裂缝漏水和右岸绕坝渗漏等原因引起。1995、1996两年的位势有明显的降低，可能粘土心墙发挥了作用，近年坝基位势又逐渐回升，说明防渗墙质量不佳，基本失效。经位势推算，在设计或校核洪水位下，有可能产生渗流破坏和变形。
2.2.3 绕坝测压管：左、右坝肩的绕坝测压管位势均较高，且呈上升变化趋势，越向下游升幅越大，反映绕坝渗流不稳定。
综合观测资料分析，坝体上部质量差，1992年施工的粘土套井心墙在选料、施工质量等方面存在缺陷，未起到预期防渗效果，坝体位势较高；推算高水位时，渗流会自下游坝坡半坝高以上逸出。可能存在施工导流渠渗漏、放空底涵裂缝漏水。右坝基有可能产生渗流破坏和变形的可能。左、右岸坝头山体内位势很高，呈上升变化趋势，绕坝渗流严重。 3 地质勘探资料分析和评价
军民水库曾先后于1972、1976、1992年三次在大坝钻孔取样并进行了室内土工试验。为进一步分析军民水库渗漏的原因，分清是坝体渗漏、接触渗漏、坝基渗漏还是绕坝渗漏及其具体部位，印证原型观测资料的分析结果。本次对前三次的试验成果和钻孔压水试验结果进行分析和评价。
在分析中，对容重、渗透系数等的统计分析，分断面、高程进行，剔除明显不合理的数值，避免以整个大坝为单位的的平均值、大值、小值平均值统计，不能合理地分析各坝段的质量；为设计提供准确的设计参数。如个别点渗透系数反常，拉大了平均值，使粘粒含量、砾石、沙砾、粉粒含量较合理的土质，其渗透系数平均数竟高于10-4CM/S的现象。以同一库水位时的柱状图水位来复核测压管实测及设计推算的坝体浸润线；以压水试验值来复核评价坝基和绕坝渗漏。
通过分析，坝体高程69. 0 M以上土层密实度差，右坝段在高程69.0M附近自上而下均为风化料填筑，填筑土的干密度比左坝段的小；各断面的土质属中等压缩性，随时间增长密实性渐趋均匀，但右坝段的填土质量仍比左坝段差；右坝段的透水性比左坝段的大，最大K=1.9×10-3CM/S，左坝段的K值范围为3.0×10-7—4.47×10-4 CM/S。坝基相对不透水层顶板埋深一般为25-30M，其上部相对透水层ω值一般为10—220Lu，属较严重—严重透水层，坝基存在渗漏问题。坝肩相对不透水层顶板埋深一般为20-30M，其上部相对透水层ω值一般为14—113.1Lu，属中等透水—严重透水层，坝肩存在绕坝渗漏问题。钻孔水位基本与测压管水位基本保持相对应的关系。
为更直观的了解大坝的情况，对下游坝坡、排水棱体上进行了探井、探槽等原始的地勘方法。发现坝体85.6M高程以上土料有架空现象，由较多的碎石、块石及风化料填筑；右坝段69.15M高程附近有风化料填筑，填筑松散，多处架空，与60.6M平台内缘的渗水逸出点群有直接关系。左坝段69.4M高程以上土层松软湿润，并有多处渗水、塌方和裂缝。未发现接触渗漏。排水棱体挖开后，发现有淤塞现象。
地勘工作成果与原型观测资料分析结果基本吻合。
4 除险加固方案的选择
军民水库大坝存在的工程质量问题主要是坝基、坝体和绕坝渗漏问题及因渗漏使坝体浸润线抬高造成坝坡不稳的问题。设计就是要着重解决大坝的渗漏问题，建立起一道完整、封闭、可靠的防渗屏障，使大坝安全稳定。
目前对大坝渗漏处理的总原则是“上堵下排“。上堵的措施有垂直防渗和水平防渗，随着技术的发展，垂直防渗除原有的粘土铺盖、冲抓套井粘土心墙、坝体灌浆、砼防渗墙和帷幕灌浆方法外，还有近几年发展很快的塑性砼防渗墙、高压喷射砼墙、射水造孔砼墙和土工膜防渗等方法；水平防渗有粘土（土工膜）铺盖和水下抛土等。下排的措施有：在背水坡脚设导渗沟、坝后压盖、减压井和修复排水棱体等。
军民水库结合工程存在的问题，考虑了复合土工膜面板防渗、上游粘土斜墙防渗、冲抓套井回填粘土心墙防渗、坝中塑性砼防渗墙等方案，坝基均采用帷幕灌浆防渗。通过地形及地质情况、工程施工条件及难易条件、工程直接投资方面来看，冲抓套井回填粘土心墙方案较为优越，投资省，防渗体更适应变形。但从1992-1995年粘土心墙处理情况看，本地粘土质量较差，防渗效果不明显和安全度差；且与坝基帷幕灌浆难以衔接。而坝中塑性砼防渗墙方案则可避免上述问题，防渗体也适应变形，投资相差约3%。因此本次推荐了坝中塑性砼防渗墙方案。
5 大坝安全监测系统完善
大坝安全监测是评价施工质量、验证设计并指导工程安全运行的依据。军民水库大坝现状监测设施仅有人工观测的测压管，部分测压管淤塞严重，观测精度差，整理难度大，速度慢；同时缺乏水情、雨情、渗流量观测，无连续库水位和降雨观测资料，在相关分析时只有忽略滞后效应和降雨因子的作用，造成对滞后效应和降雨干扰明显的测压管的拟合精度有较大影响；不能及时准确反映工程的运行情况。
本次设计中按水利部颁发的《土石坝安全监测技术规范》进行，以渗流观测为主，配齐必要的观测设施，实行自动化实时监测，以人工监测复核。主要监测项目包括：坝体变形观测、坝体渗流压力监测、坝基渗流压力监测、绕坝渗流监测、库水位和下游水位监测、坝区雨量监测等项目。
共设有变形观测标点30个；设有浮筒式库水位计和下游压力式水位计各1个，安装超声波水位计用于检测坝后渗水量及绕坝渗水量；渗流观测为保持观测资料的连续性，仍按原断面和测点布置，在原有测压管安装钢弦式孔隙水压力计；但在塑性砼墙前后各布1个测点，在原施工导流渠、放空底涵位置增加观测点。设有坝区雨量计1个；所有观测设备均通过电缆与枢纽管理处工作站（计算机）连接。
6 体会和建议
6.1 病险土石坝的除险加固任务艰巨：50—60年代，我国修建了大批的土石坝工程，由于当时特定的历史条件，存在严重的“三边”现象，防洪标准低，质量控制不严，尾工和隐患较多，时刻威胁下游人民生命财产安全和限制了当地的经济发展。江西省上饶市辖区内病险水库共14座大中型和85座小（一）型水库，就全部为土石坝。
必须本着实事求是的原则搞好大坝的安全鉴定工作，要精心设计，遵循哪儿有险、有病就除险加固哪儿，缺什么就补什么的原则，配备必要的管理设施和大坝安全监测设施，既要彻底除险加固又要经济安全，把有限的资金用到最需要除险加固的地方和项目。
6.2 病险土石坝防洪标准的确定：由于我国水利水电工程制订的防洪标准在60 年代过低，给工程留下极大的隐患；70年代后期因受河南“75.8”洪水影响，又一度标准过高，致使工程难以实施到位。应严格按照《防洪标准》（GB50201—94）和《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）的有关规定，结合水库库容、调节性能、效益指标和本区域水库防洪水位运行等情况重新复核确定，一般库容小于2х108M3且为多年调节的水库防洪标准采用规定取值的下限，是合理安全可靠的。
有些符合《防洪标准》“当山区、丘陵区的水库枢纽工程挡水建筑物的挡水高度低于15M，上下游水头差小于10M时，其防洪标准可按平原区、滨海区的规定确定”规定的山区、丘陵区病险库，原设计时采用了一种不尴不尬的标准：校核洪水标准既低于山区、丘陵区的规定防洪标准，又高于平原区、滨海区的规定防洪标准。在设计时应考虑平原区、滨海区与山区、丘陵区防洪标准的规定取值相比较低，结合水库的运行情况，校核洪水标准应采用平原区、滨海区规定的防洪标准取值的上限。
6.3 重视原型观测和勘探资料的收集与整理：现有水库原型观测资料的整理、分析和对大坝进行探井、钻孔取样、钻孔注水（渗水）等地质勘探工作，是论证大坝性态的重要手段，也是土石坝的安全评价、加固或扩建的依据。大坝原型观测资料的整理和分析以及地勘工作要达到规程规范要求的深度，要重视探井、探槽等原始的地勘方法。对测压管资料要逐管进行水位过程线和位势过程线及相关性的分析；设计部门和地勘部门要相互协作、印证；对取得的成果要认真分析和统计，尤其是土工试验成果和一些渗流监测成果，对出现的一些反常现象应认真研究，提出符合实际的设计参数，以确定合理经济可靠的除险加固方案。
6.4 病险土石坝除险加固方案选择：病险土石坝存在的工程质量问题，具体表现在渗漏、滑坡和裂缝，主要是坝基、坝体和绕坝渗漏问题及因渗漏产生渗透破坏及使坝体浸润线抬高造成坝坡不稳的问题，即防渗加固问题。在设计中，要认真分析渗漏的原因，分清是坝体渗漏、接触渗漏、坝基渗漏还是绕坝渗漏及其具体部位，只有在查清了大坝隐患产生的原因，才能有的放矢，合理采用“上堵”和“下排”措施中的各种方法，处理方案才合理经济，防渗效果才最有效。
在比较处理方案时既要采用新技术，又要体现经济合理可靠的原则。不要盲目过大追求安全度，“上堵”和“下排”方案一起上。对一些低坝，不要盲目崇拜新技术，不管方案的可操作性和坝基的可灌性，只要是防渗就采用再造塑性砼墙加帷幕灌浆等先进技术方案，忽视简单明了的压盖排渗等便于施工和质量检查的处理方法，造成不必要的浪费。
6.5 建立健全大坝安全监测系统：大坝安全监测在土石坝建设中占据重要的地位，可评价施工质量、验证设计并指导工程的安全运行。但大部分病险土石坝原有监测设施比较缺乏。江西省上饶市所有病险土石坝中只有两座大型水库设有测压管、库水位、坝后渗漏量监测等简单的人工观测设施，其余除只有库水位观测外，几乎没有其它观测设施。且经过30-40年的运行使用，监测仪器设备陈旧老化，监测手段落后、不规范，资料不系统、连续，监测资料整编分析工作量大、速度慢，难以对坝体浸润线抬高、绕坝渗漏、坝基渗漏和接触渗漏作出准确的判断，不能及时准确为大坝安全运行提供依据。必须对原有观测设施进行完善，提高监测手段。
大坝安全监测系统建设应按水利部颁发的《土石坝安全监测技术规范》进行，充分利用原有设施，结合需要监测的部位增设观测断面，以渗流观测为主，配齐必要的观测设施，推行自动化实时监测，以人工监测复核，建立可靠安全的自动化的大坝安全监测系统，一步实施到位。主要监测项目应包括：坝体变形观测、坝体渗流压力监测、坝基渗流压力监测、绕坝渗流监测、地震监测、库水位和下游水位监测、坝区雨量监测等项目。
参考文献:
摘要：到目前为止，我国已经建立了很多大坝，在这些巨大数量中，存在安全问题的大坝也占很大一部分。水库大坝安全因素主要有工程安全监测的设计、大坝区及周边区域的地质条件、大坝的施工和大坝安全监测的管理等方面，水库大坝的安全监测主要运用监测仪器和人工观察对设计方案、地质水文情况、施工过程情况等进行科学有效的监测和管理，确保水库大坝安全监测的合理、完整和具体。本文主要对大坝安全问题以及如何解决大坝安全问题进行分析。
关键词：水库大坝、安全监测、风险分析、科学管理
中图分类号：TV62+1文献标识码： A 文章编号：
一、前言 根据相关资料统计，我国水坝数量居世界第一位，总水坝约有8.5万座。由于工程质量、地质条件、气候因素和管理因素等各方面的原因，我国累计有三千多座水坝发生“溃坝”事故，造成了严重的生命财产损失和生态损失。水库大坝的安全关系着国计民生，大坝的安全监测刻不容缓。
二、水库大坝存在的安全问题 1 、部分大坝设计标准偏低 根据大坝防洪设计标准低于现行规范要求，其中有些大坝因设计时坝址河流洪水资料短缺或实测水文系列较短等原因，采用的设计洪水流量偏小，大坝曾发生洪水漫顶事故；不满足现行规范要求；坝基及坝体在设计荷载组合工况下拉、压应力超过允许值，大坝设计安全标准偏低。以前修建的水库大坝设计标准偏低，且存在边勘测、边设计、边施工的“三边”状况，遗留安全隐患较多，尤其是中小型水库，大坝安全问题较为突出。 2、 部分大坝因施工质量缺陷存在隐患 混凝土坝的坝体混凝土和面板堆石坝的面板混凝土施工期及运行后出现的危害性裂缝，影响大坝的整体性和耐久性。经过技术人员的鉴定，有的坝体混凝土裂缝渗水析出钙质，大坝混凝土已发生溶出蚀破坏，大坝表面出现掉砂、落石现象，混凝土强度降低；大坝混凝土遭受冻融剥蚀破坏；大坝泄洪建筑物混凝土磨损、气蚀损坏严重；大坝坝基帷幕因防渗灌浆质量缺陷导致渗漏量偏大，混凝土坝体排水孔析出大量钙质，坝基排水孔析出钙质及其他析出物；坝基存在硫酸盐侵蚀或其他有害物质侵蚀；坝基帷幕防渗降压能力随时间而衰减，坝基出现压力偏高和渗漏量增大现象，大坝坝体和坝基抗渗能力随时间而衰减，渗流控制效果降低，影响大坝运行安全。土质防渗心墙土石坝因填筑质量缺陷导致心墙防渗能力降低，坝体浸润线偏离，渗漏量较大，并对坝坡稳定造成不利影响；面板堆石坝的面板混凝土为薄板结构，面板混凝土裂缝承受高比降渗透水流的溶蚀易产生溶出蚀病害，位于严寒地区的面板混凝土裂缝易产生冻融破坏，降低面板堆石坝的耐久性，并留下安全隐患。小型水库和坝高30m以下的低坝施工质量较差，耐久性能低，存在安全隐患。
三、水库大坝失事原因分析及防范对策1、失事原因分析 （1）勘测设计问题。在大型水利水电工程设计中，大多数勘察设计单位按国家相关勘测设计规范规程要求，开展了大量勘测、设计和科学试验研究工作，精心设计，保障了大型水库大坝勘测设计深度及精度。但有的勘测设计院对大型水库大坝，尤其是中小型水库及低坝勘测设计工作投入的力量不足，造成勘测设计深度不够，设计采用的水文、地质等基础资料及参数不当，设计标准偏低。工程开工后，又忙于赶工出图，加之校审制度不严，造成设计成果出现差错，尤其是小型水库及低坝勘测设计质量问题较多，设计不当给工程留下隐患，导致水库大坝失事。 （2）施工问题。在大型水利水电工程施工中，大多数施工企业能严格执行国家相关的水利水电工程施工规范规程，按设计院提供的设计图纸及设计技术要求，精心施工，创建了一大批优质工程。但也有少数施工企业的施工质量管理体系不健全，工程项目施工层层分包、转包，以致使有的水利水电工程，因中小型水库低坝施工质量失控，施工质量事故频繁发生，造成安全隐患。 （3）运行管理问题。我国大型水库大坝有专门的管理机构，运行管理较规范，水库调度和大坝监测检查及维护检修规章制度较完善。但有的中型水库，尤其是一些小型水库尚未建立专门管理机构，运行管理机制不健全。有的水库大坝未埋设监测设施或已埋设的监测设施损坏，不能满足安全监测要求；有的水库未编制调度运用规程，有的水库溢洪道闸门及启闭机已锈蚀不能正常使用；部分水库随着使用年限的增长，大坝筑坝材料老化、劣化，金属结构及机电设备损坏，水库泥沙淤积侵占调节库容，地震地质灾害影响等，使水库大坝失事风险增加，水库安全问题突出。2、水库大坝安全防范对策 （1）设计可靠、技术先进是保证水库大坝安全的前提，施工质量优良是其安全的基础。水利水电工程设计是水库大坝建设的龙头，其工程设计采用的水文及地质（包括坝址地震、建筑材料）等基础资料要准确，勘测深度及范围应满足设计要求，库区地质环境和坝基地质问题要查清。设计方案及其重大技术问题应通过设计计算分析和科学试验研究，进行深入的对比分析优选，精心设计，务必做到设计安全可靠、技术先进，为水库大坝安全提供技术支撑，这也是保障水库大坝安全的前提条件。水利水电工程施工质量关系到水库大坝工程的成败，要建立健全水利水电工程质量保证体系，严格监理，精心施工，应用新技术、新工艺、新材料，依靠科学技术提高工程施工质量和金属结构及机电设备制造安装质量，创建优质水利水电工程，为水库大坝安全运行奠定可靠基础。 （2）精心管理，加强监测和维护是保障水库大坝安全的主要手段。水库大坝建成运行后，首先是要精心维护。大坝及溢洪道等水工建筑物自身及基础受运行条件及自然环境等因素的影响，随着运行时间增长会逐渐老化、劣化，需要经常进行维护；第二，要完善水库大坝安全监测系统，安全监测是了解大坝等水工建筑物工作性态的耳目，为评价其安全状况和发现异常迹象提供依据，以便制定水库调度运行方式和研究建筑物检修加固处理措施，在发生险情时警报以预防水库大坝失事，减免事故损失，大中型水库大坝需更新改造监测设施，完善安全监测系统，并逐步实现监测自动化；第三，要经常例行检修，建立健全定期检查和维护检修制度，对安全监测和巡视检查发现的大坝等水工建筑物异常状况及缺陷问题及时检修、消除病险，并采取补强加固处理。通过精心维护、监测、检修等主要手段，及时消除隐患，保障水库大坝运行安全。 （3）定期安全检查鉴定是保障水库大坝安全的重要支撑。水利部大坝安全管理中心和国家电力监管委员会大坝安全监察中心，开展全国水库大坝和大中型水电站大坝安全鉴定和定期检查工作，对规范水利工程水库大坝和水电工程大中型水电站大坝安全管理，加强对大坝等水工建筑物运行状况监测和综合评价、检查监督异常部位安全隐患、及时进行加固处理、保障水库大坝运行安全发挥了重要作用。水利水电工程投入运行后，对大坝等水工建筑物进行定期安全检查或安全鉴定，通过建筑物外观检查和对监测资料的分析，诊断大坝等水工建筑物的实际工作性态及安全状况，查明出现异常现象的原因，对其重点部位及施工缺陷部位进行系统排查，摸清影响安全的主要问题，制定维护检修和除险加固处理方案，为水库控制运行调度提供依据；通过合理控制运用，在保证水库大坝安全的前提下进行补强加固处理，修复缺陷，消除异常及病害隐患，从而提高大坝的耐久性，延长使用年限，为保障其安全运行提供重要的支撑。
四、结术语 大坝安全问题与工程本身有着直接的联系，要想解决大坝安全问题，必须提高施工工程的质量。我国自改革开放以来，绝大多数地区的大坝安全工作有所提高，但是仍然存在一些问题没有解决，如管理体制不健全、安全意识淡薄等。所以，我国必须借鉴一些有成功经验的大坝安全管理措施，再根据本大坝的实际情况进一步保障大坝的安全运行，以促进本地区的经济发展。
参考文献
[1]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.
[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]孙继昌.中国的水库大坝安全管理[J].中国水利，2008.
［关键词］ 大坝安全监测； 设备； 选型
1工程概况
新立城水库位于吉林省伊通河中上游，距长春市区16km，控制流域面积1 970平方公里，总库容5．92亿立方米，是一座以防洪、供水为主的大型水库。水库按百年一遇洪水设计，按可能最大洪水校核。枢纽工程包括大坝、输水洞和溢洪道等主要建筑物。
2大坝渗流监测系统建设必要性
虽然新立城水库大坝现有安全监测设施对揭示水库存在的问题和保证大坝安全运行发挥了重要作用，但监测项目设置仍存在不足，不能适应新立城水库工程管理技术进步的要求；本次除险加固后，原设渗流监测设施无法全部保留，也不满足《土石坝安全监测技术规范》（sl60—1994）的要求，主要表现为：
（1） 大坝坝基坝体渗流监测虽已建立包括输水洞渗漏监测在内的6个监测断面，但监测仪器的布设基于当时大坝渗流状态，一是坝基高喷灌浆施工势必导致坝顶及上游监测设施损坏，二是原监测仪器布置难以满足建立灌浆体后的渗流监测要求。在灌浆体有效作用下，坝轴线下游布设的监测仪器尤其是坝体渗流监测仪器可能处于非有效工作状态，应针对大坝新的防渗体系布设和完善渗流监测测点。
（2） 在目前条件下减压井能起到一定的排水减压作用，但灌浆体建立后，减压井功效将发生根本的改变，应视具体情况更新监测方案。渗流量监测将以总堰为主进行监测。
3渗流监测系统技术方案设计
3．1渗流监测断面及测点设计
大坝除险加固主体工程为坝基高喷灌浆，其主旨为根治大坝坝基渗透隐患。对于灌浆完工后的防渗效果以及大坝渗流场的变化情况，均需要有针对性地在特定的位置安装监测设施，对其工程效果进行监测。
本次渗流监测设计充分考虑坝基地质情况及此次除险加固工程的工程内容，并结合原渗流监测系统的布置及系统运行成果，共布设14个监测断面，分别为0＋405、0＋605、0＋805、1＋005、1＋205、1＋405、1＋591、1＋805、1＋911、2＋005、2＋201、2＋401、2＋525。下面以几个典型断面为例阐述一下监测系统的布点原则。
（1） 0＋405断面。大坝0＋000~0＋400桩号处于坝址河道岸坡段，此坝段渗流隐患属于次要部位，建坝时未清至坝基风化岩石，基础仍为强透水层。尽管库区天然及淤积覆盖深厚，但了解坝基灌浆效果还是必要的。因此，此断面仅在灌浆断面前后各布置一个测点，监测其灌浆效果。
（2） 1＋205、1＋405、1＋591、1＋805、1＋911、2＋005断面。大坝1＋200~2＋200桩号处于坝址河床段，坝高超过15米。此坝段是大坝变形较大的坝段，也是坝基渗透隐患严重的坝段，应予以重点监测。因此，在1＋205、1＋405、1＋591、1＋805、1＋911、2＋005桩号各布置一个监测断面。其中，1＋405和2＋005断面布置及监测目的与0＋405断面相同；1＋205断面布置3条监测垂线，分别位于灌浆断面前、后及下游马道，每条垂线坝基坝体各布置一个测点，监测高压灌浆在坝基坝体防渗效果、坝基渗流压力分布和坝体浸润线。1＋591断面布置4条监测垂线，灌浆断面前、后各一个钻孔，每孔坝基坝体各设一个测点，监测高压灌浆效果，每条垂线坝基坝体各布置一个测点，监测灌浆在坝基坝体防渗效果、坝基渗流压力分布和坝体浸润线。下游马道和坝脚下游的两条垂线均沿用原渗流监测系统测点，监测坝基渗流压力分布和坝体浸润线；1＋805断面布置4条监测垂线，灌浆断面前、后布置与1＋591断面布置和监测目的相同，下游马道垂线上布置一个坝体测点，监测坝体浸润线，下游坝脚外坝基布置一个测点，与灌浆断面前、后坝基测点形成坝基监测断面，监测本断面坝基渗流压力分布情况；1＋911断面灌浆断面前坝基设一个测点，下游马道和坝脚下游的两条垂线均沿用原渗流监测系统测点，本断面3测点均为坝基测点，旨在监测灌浆在坝基的防渗效果。
（3） 2＋201、2＋401、2＋525断面。大坝2＋200~2＋600桩号为坝址主河槽段，亦即最大坝高段，是大坝渗流监测的重点坝段。为此，在2＋201、2＋401、2＋525断面各布置一个完整监测断面，监测坝基坝体渗流压力状态。其中2＋201、2＋401断面基于原渗流断面布置，并尽量利用原系统有效测点。
上述渗流监测断面及布设渗流测点构成大坝渗流监测体系，基于其监测成果，对大坝坝基、坝体渗流压力平面分布状态进行总体评价。
3．2大坝渗流监测系统仪器选型
大坝渗流安全监测和管理自动化系统，采用分布式自动化数据采集系统，各断面测点渗流监测数据传入从站的mcu，从站mcu数据无线传输到设在水库管理局工程管理处总控制室控制主站。
3．2．1仪器选型原则
掌握仪器的使用条件，了解其应用历史，包括仪器应用历史、正常使用年限、使用环境、故障率、准确度、精度等；考察生产厂家的生产能力，售后保证条件；足够的可靠性、耐久性及满足工程需要的使用精度要求；必须根据工程性态的预测结果、物理量的变化范围、使用条件、使用年限及性价比确定仪器类型、型号、量程及精度等级等。
3．2．2渗流压力监测仪器
渗流压力监测仪器品种和类型较多，有振弦式、差动电阻式、电阻应变片式以及电感式、气动式等类型，国内外生产厂家知名的就有20余家。各孔隙水压力计的性能指标和稳定性各有特点，通过性能价格比的综合比较，新立城水库大坝渗流监测所用孔隙水压力计选用美国geokon公司生产的振弦式4500系列孔隙水压力计。该类传感器全部采用受温度影响最小的不锈钢元件制造，振弦元件设在焊接成的真空密封腔内，钢弦的两端采用特殊锻压工艺技术固定，标准透水石是用带50微米小孔的不锈钢制成，从而保证了产品的高稳定性和微型化，具有坚固耐用、外形尺寸小、安装简便、测值稳定可靠、精度和分辨率高等特点，因而在国内许多大型水利工程中得到应用，如二滩水电站、三峡水利枢纽、丹江口水电站、葛洲坝枢纽、官厅水库、黄碧庄水库、潘家口水利枢纽、万家寨引黄入晋工程、丰满水电站等近百个水利工程的安全监测，取得了较好的监测效果。
3．3测控单元（mcu）选型
3．3．1选型原则
大坝安全监测自动化系统起步于20世纪80年代，在90年代得到较大的发展，国内外均有成熟的产品问世并在实际应用中日臻完善。考虑到进口产品虽在性能上具有较大的优势，但其价位高、维护不及时且对操作管理人员要求高（英文操作软件），建议大坝测控单元选用国内产品。
3．3．2本系统建议mcu选型
依据新立城水库大坝渗流监测系统工程的特点以及系统建设先进性的要求，数据采集单元（mcu），选用基康仪器（北京）有限公司生产的测量控制单元bgk－micro－40mcu。
关键词 小型水库；大坝；安全问题；管理对策
中图分类号TV698 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）69-0060-02
进入21世纪以来，加强水库大坝的安全与管理工作是我国政府长期关注的一个问题。我国国内的小型水库大部分是在20世纪50年代到70年代建设的，现在普遍存在工程质量交差、运营不善、安全保障不健全的问题，不仅危及下游人民群众的生命财产安全，而且不利于水利事业的发展。加强对小型水库大坝安全问题与管理对策的研究，是当前人们研究的一个新的课题。
1 关于小型水库大坝存在的安全问题的探讨
1）小型水库的大坝大多为均质土坝，质量标准低，夯填的质量低
一些小型水库在建设的过程中，没有经过严密科学的设计，为了赶工期就开始施工。施工的方式大多采用计划经济时代的群众运动的方式进行施工，没有专业人员的指导，没有专业的图纸，施工建设几乎凭借工程负责人的经验与想象进行施工，这些方法使小型水库大坝的质量达不到国家规定安全标准。一些小型水库在施工的过程中没有充分考虑当地的地质及气候条件，没有充分地考虑水库挡水、拦水的功能与特别需求，使得小型水库在建设中出现了大坝的坡度陡、背水的坡面没有反滤体，迎水坡没有设置合理的坡面进行保护等问题，如若受到长时间的风浪冲刷，会对大坝的安全造成很大的威胁。
2）在同一座水库大坝内存在多种病害
一是水库大坝的稳定性较差，渗漏比较严重，大坝的坝体存在断面不足、裂缝等现状，我国现有1.6万座小型水库的大坝存在不同程度上的渗流问题，大约占小型水库病险的45%；
二是小型水库的防洪能力差，大坝的抗震能力弱，由于工程建设或者水文系列延长的原因，一些水库大坝坝顶的高度偏低，泄洪的能力差，从而导致小型水库的防洪标准降低；
三是大坝的观测设施比较老化，不能对大坝运行的现状进行细致地观测并给出正确的判断。甚至一些小型水库因为资金不足的原因，在水库建设的过程中根本没有设置观测的装备，因此无法对水库大坝进行安全方面的维护及监测，使得水库大坝一些潜在的问题不能及时地被发现，最终导致大坝安全问题显现出来，危及大坝的安全；
四是小型水库的大坝内存在白蚁的危害问题。大坝的管理人员对大坝内部存在的白蚁没有及时地灭除，导致大坝的坝体白蚁大面积的侵蚀，使得大坝坝体的内部出现大小不一的漏洞，这不仅降低了大坝的防水功能，而且降低了大坝的使用寿命；
五是水库上游的坝坡因为长期受到风浪的侵蚀，坝体在一定程度上发生了形变，其金属结构也被不同程度的锈蚀，严重违纪大坝的安全和安全运行。
3）小型水库的安全管理技术比较薄弱，管理效果比较差
一般水库都会设置安全管理部门，派专人对水库的大坝安全进行全天候的监测，记录大坝运行的状况，对潜在的一些问题采取有效地解决方案，预防危及大坝安全的事情发生。但一些小型的水库因为各种原因，虽然也设置专门的安全管理部门，但没有专业的技术人员，管理人员大多是聘用水库周围的村民，这些管理人员知识能力有限，只能起到看护水库的作用。对于一些关系水库大坝安全的环节不了解，在发生问题时也不知采取什么样的解决措施，在很大程度上降低了水库大坝的管理效果。
4）小型水库的管理维护人员的专业素质低，专业技术人员较少
随着经济的发展与科学技术的进步，水库大坝的监测与管理所需的设备与技术也在不断地更新换代之中，再加上计算机、通讯技术的运用，对水库大坝管理维护人员的专业素质与技能提出了更高的要求。但一些小型水库的管理维修人员的专业素质与技能较低，专业的技术人员较少，使得水库的安全管理工作一直停滞不前，这不利于小型水库的发展。
2 针对小型水库的安全问题所采取的管理对策
2.1 积极做好小型水库大坝的安全鉴定工作
在很长一段时间内，小型水库大坝的安全鉴定工作都是形同虚设的，水库大坝建成之后，没有得到有效地监测管理，缺乏相关的工程设计、工程建设、工程施工、工程管理的资料。对小型水库大坝进行安全鉴定工作，是清除大坝潜在威胁的有效方式。根据鉴定结果，找出潜在或发生隐患的部位，分析产生问题的原因，并提出相应的解决措施，为小型水库的安全管理工作提供科学的数据资料。
2.2 加强水库大坝的除险加固工作
首先，根据水库大坝的鉴定结果，对水库大坝中产生问题的部位进行研究，进行全方位、多层次的规划，按照“先急后缓、先重后轻”的原则，进行除险加固工作的设计，并根据自身的经济能力优化除险加固方案，使得除险加固工作能够顺利进行；
其次，利用先进的科学技术提高水库大坝的防渗防漏的能力与标准，比如可以采用建设防渗墙或者帷幕灌浆的方式，强化水库大坝的防渗能力；
第三，要增加对水库大坝安全监测工作的投入，不断地更新换代监测设备，进而提高监测的效率与效果；
第四，要利用先进的生物除虫技术，对侵蚀大坝坝体的白蚁进行扫荡式的灭除，减少白蚁的数量，降低白蚁对坝体的危害。
2.3 加强培训，努力提升水库大坝安全监测管理人员的专业素质与技能
要提升水库大坝安全监测管理人员的专业素质与技能，就要加强对工作人员的专业知识与遇到突发事件时的处理办法的培训，提高他们的应变能力与处理突发事件的能力，以增强工作人员维护、管理水库大坝的素质与能力。
3 结论
小型水库大坝的安全与管理工作是当前水利工作的一项重要内容，是促进我国水利事业健康长远发展的有效途径。近几年来，小型水库大坝的安全管理工作出现了一些新的问题与挑战，对水库大坝产生问题的原因进行研究，寻找可靠地解决措施，提高小型水库大坝安全管理工作的质量与水平，是当前摆在人们面前的一个长期而又艰巨的任务。
参考文献
[1]盛金保.小型水库大坝安全与管理问题及对策[J].专题报告，2008(20).
[2]苗春雨.小型水库存在的安全问题与解决对策分析[J].科技创新导报，2011(11).
关键词水库大坝;安全监测;自动化;分析评价系统;辽宁
大坝是水库的主要水工建筑物,其类型按建筑材料可分为土石坝和混凝土坝2类。其中土石坝占水库总数的95%以上,由于土石坝是散粒体结构,坝体的分析具有一定难度。坝体渗流和坝基、坝体渗透压力等重要参数是进行大坝安全稳定性分析的基础信息,及时获取尤为重要[1-2]。大坝安全自动监测是保证大坝安全的重要措施,是坝工设计、建设和运行管理中必不可缺的工作。
1研究目标
调查统计结果表明,造成病险水库的主要原因之一,是大坝安全监测方法落后,人工监测不及时,监测数据不准确,不能及时发现坝体隐患,大坝长期带病超限运行,在遇暴雨洪水高水位运行时,容易引起坝体滑坡或垮坝事故。因此,有必要研究适合于水库工作环境的、能够长期稳定运行的新型总线结构自动采集技术,以解决分散式结构采集模式在水库实际应用中存在的问题。并结合当前世界先进的水库土石坝自动化监测设备,综合运用水利、计算机信息及通讯技术,结合实际土石坝工程,设计与开发土石坝自动化安全监测与分析评价预报系统,最终总结、研究水库大坝安全监测自动化系统解决方案。
2研究内容
针对水库实际工作发现的问题与需求,围绕研究目标,完成了如下研究。
2.1大坝外部变形监测技术
具体研究内容包括:坝体外部变形的测点布设、应用全站仪进行外部变形自动化监测、外部变形数据分析模型理论及通用程序模块的设计与开发等。
2.2总线式结构自动化观测技术
具体研究内容包括:profibus、modbus总线结构式智能化(大坝)渗流、浸润线监测技术研究,并根据水利工程特点设计全新的防雷系统等。
2.3大坝安全自动监测技术
具体研究内容包括:监测数据的自动采集、传输与入库、采集数据库的设计、数据库优化技术、数据异常报警技术等。
2.4水库大坝安全分析评价预报系统
具体研究内容包括:基于实时采集数据库、水库工情数据库、参数库的大坝安全分析评价预报系统软件设计开发的研究,系统通用性、可靠性、可移植性研究,大坝安全分析、评价与预报模型理论研究与通用程序模块的设计与开发等。
3解决问题
该项目的研究采用现场调查、理论研究与工程实践相结合的方式展开,研究过程中如下关键性问题的解决为项目研究的顺利完成奠定了基础。
3.1总线式结构自动化观测技术研究
通过理论研究,结合实际工程监测施工设计,应用现代电子理论方法对监测系统的系统结构、计算机监测软件、传感器等方面进行了优选研究,根据水库大坝环境和不同水库大坝参数的差别,先后选用了2种结构系统:①profibus总线结构式智能化(大坝)渗流监测系统;②modbus总线结构式智能化(大坝)渗流监测系统[3]。
实践证明,2种结构系统具有接线量小、线路短、结点少、故障率低等优点,彻底解决了大坝监测中存在的电源波动、干扰、潮湿、高温严寒和人为破坏等难题,为水库大坝监测提供了现代化的方法手段。
3.2系统防避雷技术研究
由于监测系统设备在坝面安装,无廊道屏蔽、系统分布范围大,导致土石坝安全自动监测系统易遭雷击。专业统计分析表明,有90%的雷害是由感应雷电流沿通讯电缆、电源电缆进入系统损毁设备[4],因此,研究工程防雷措施应同时从构建覆盖整套系统的屏蔽防护体系、切断雷电流传输通道、建造良好下泻通道最大限度输导雷电流等方面入手,具体工程措施包括:数据传输主干路采用光缆通讯;所有电缆采用镀锌钢管保护并地埋敷设,使系统设备和通讯线路完全置于全屏蔽法拉第笼的保护之下;合理利用测压管体系构建接地系统,使系统接地电阻在1 ω以下;所有设备采用单端接地方式,避免由于地电位差引入干扰;在各信号电缆、电源电缆两端加装浪涌识别防雷设备,切断雷电流传输通道;为整个系统加装避雷针,最大限度降低直击雷危害等。同时,研究设计了串联式浪涌识别电源防雷、串联式信号线避雷、分散式联合接地系统模式和电源稳压系统,有效避免了直击雷、感应雷和电压浪涌波动对系统的破坏和影响。
3.3水库大坝安全分析评价预报系统
为开发建立具有通用性、可移植性水库大坝安全分析评价预报系统,该研究将系统划分为数据采集子系统、数据管理信息子系统和分析评价预报子系统。对采集数据库的效率优化、监测数据动态维护管理、坝体变形安全分析模型理论、渗流安全分析模型理论进行了深入研究。建立集坝体裂缝分析、过程线分析、浸润线分析、位势分析、相关分析及坝体安全综合评价(包括坝体安全评价体系与评价准则的建立、模糊综合评价模型、灰色关联度评价模型与人工神经网络评价模型的开发)等功能的大坝安全分析评价预报系统。
4小结
通过对大坝安全监测自动化技术研究,目前已形成一套成熟稳定的开发建设模式,项目研究成果对水库大坝安全监测自动化建设与除险加固改造具有全面的指导作用。该成果的实施能够极大地提高水库大坝的安全监测水平,提高水库防洪和供蓄水能力,发挥水库的巨大作用。对水库流域的可持续发展具有重大促进作用和应用价值。此项成果具有重要的推广价值,目前该技术已在省内外多座水库应用,应用效果良好。
5参考文献
[1] 刘奇,高永超,何维民.论棋盘山水库大坝安全监测自动化系统技术研究[j].现代农业科技,2009(7):280,282.
[2] 朱盟.大伙房水库大坝安全监测自动化系统技术研究[j].现代农业科技,2007(23):220,222.
库坝中心科学发展观心得体会
学习实践科学发展观 实现流域化库坝管理
随着**工程混凝土面板堆石坝、溢洪道、地下厂房等主要建筑物完工和机组全部投产，**水利枢纽工程运行安全管理交接工作全面启动。作为库坝管理人员，在流域库坝管理格局即将形成的关键阶段，应把本次深入学习实践科学发展观活动作为契机，深刻领会科学发展观的科学内涵、精神实质和根本要求；把**库坝管理交接工作与学习实践活动结合起来，根据公司的实际情况和清江流域库坝管理的特点，积极思考和运用科学发展观统筹协调人力资源配备，破解设备设施维护、监测数据管理等工作中存在的难题，在有条不紊地完成隔河岩、高坝洲大坝安全监测各项工作任务的同时，确保**库坝管理工作的顺利交接，在真正意义上实现流域化库坝管理。
一、进行科学合理投入，确保水工建筑物及安全监测设备设施运行正常。
安全就是生命，安全就是效益。机组发电创造的是最直观的效益，而大坝、厂房等水工建筑物及监测设备设施能够安全正常运行，对公司来说是效益的保证，也是实现可持续发展的要求。隔河岩、高坝洲大坝已运行多年，水工建筑物及安全监测设备设施时常发生缺陷和问题。为确保隔河岩、高坝洲水工建筑物安全运行，以及监测数据的准确性和连续性，防止因缺陷和隐患进一步发展扩大而导致重大的损失，我们应定期进行科学合理的投入，针对缺陷和隐患的性质和特点，组织人员及时维护消缺，使隔河岩、高坝洲水工建筑物及安全监测设备设施始终保持较高的完好率。**工程主要建筑物刚完工不久，尾工阶段才刚开始，我们应利用尾工阶段现场的诸多有利条件，制定切实可行的实施方案，对**大坝监测巡检道路、灌浆平洞照明及安全防护等设施进行设置和现场环境整治，对移交的现场监测仪器、仪表进行必要的维护维修，用最少的投入和最节约的方式使**水工建筑物及安全监测设备设施从运行管理期一开始就处于良好的健康水平。
二、统筹协调人力资源，保障各项安全生产任务按时按质按量顺利完成。
随着**水利枢纽工程运行安全管理交接工作逐步展开，在现有的条件下，我们已经面临**日益增加的安全监测任务与人力资源短缺的矛盾和难题。破解这一难题，我们要在以往确定隔河岩、高坝洲水工建筑物管理项目和优化安全监测项目分类频次的成功经验基础上，尽快确定**水工建筑物管理和安全监测项目分类频次，并请设计单位在**工程竣工安全鉴定时，根据监测资料分析结果及安全监测设施现状，对现有施工期监测项目进行优化。同时，我们必须坚持以人为本，充分依靠和发挥广大职工的积极性、工作热情和聪明才智，统筹兼顾、科学安排工作计划任务，合理调配人力资源，结合业务拓展需要完善岗位设置，培养一专多能的人才梯级队伍。只有这样，才能保障隔河岩、高坝洲及**三座大坝水工巡检和安全监测等各项生产任务按时按质按量顺利完成。
三、运用科学技术手段，提高水工巡检和安全监测数据分析能力及效率。
当今世界，科学技术发展迅猛，已成为经济社会发展的决定性力量。水电站大坝安全监测的技术也日新月异。目前，隔河岩、高坝洲和**的水工巡检及安全监测数据主要依靠人工现场采集，巡检记录也采用人工管理方式，难以实现流域库坝的统一管理。要想对三座大坝进行适时监控，异常情况下能够快速应对，在真正意义上实现流域化库坝管理，我们必须运用更多、更适用的科学技术手段，提高水工巡检和安全监测数据分析能力及效率。一方面，我们可以结合三座大坝各自的工程特点，对监控大坝主要安全指标的监测项目逐步进行自动化改造，提高快速监测和反应能力；另一方面，我们应在逐步完善三座大坝安全监测数据管理系统的同时，建立一套自动化流域巡检系统来适应现代流域库坝管理的发展需要。通过安全监测数据管理和自动化流域巡检两大系统的建设和完善，我们可以实现隔河岩、高坝洲和**三座大坝水工巡检及安全监测数据的及时采集、统一管理、网络共享和实时更新，提高工作效率，使管理更加科学化、规范化，能够更加快捷地为水工建筑物的维护、评级、安全定检和安全评价等提供基础数据。
关键词：小湾水电站;水工建筑物;运行;管理
中图分类号：TV698.2文献标识码：B
一、 工程概况与基本参数
1.1工程概况
小湾水电站是国家实施西部大开发、“西电东送”战略的标志性工程，位于云南省西部大理州南涧县与临沧市凤庆县交界的澜沧江中游河段黑惠江汇入口下游1.5公里处，上接功果桥水电站，下接漫湾水电站，系澜沧江中下游河段规划八个梯级中的第二级，是澜沧江中下游河段的龙头电站，水库具有不完全多年调节性能，工程以发电为主兼有防洪、灌溉、养殖和旅游等综合利用效益。
小湾水电站工程属大（1）型一等工程，永久性主要水工建筑物为1级建筑物，次要建筑物为3级建筑物。大坝和泄水建筑物洪水标准按500年一遇洪水设计，10000年一遇洪水校核；下游消能防冲建筑物按100年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。水库校核洪水位1242.51m，正常蓄水位1240.00m，死水位1166.00m；总库容150亿m3，调节库容99亿m3；电站总装机容量4200MW（6×700MW），多年平均发电量190亿kWh。
1.2主要水工建筑物组成及基本参数
小湾水电站枢纽工程由混凝土双曲拱坝、坝后水垫塘及二道坝、左岸泄洪洞及右岸地下引水发电系统等组成。
1.2.1大坝工程
拱坝坝型为抛物线型变厚度双曲拱坝，坝顶高程1245.00m，建基面最低高程950.50m，最大坝高294.5m，坝顶中心线弧长892.786m，拱坝最大中心角92.791˚，坝顶宽度从中心到拱端由12.0m渐变到16.0m，拱冠梁底宽73.124m。拱坝弧高比3.035，厚高比0.248。拱坝左岸设有推力墩，推力墩底部高程1210.00m，推力墩高35.0m，底长48.0m。
坝身20号～25号坝段布置5个表孔和6个中孔；19号、26号坝段各设一个水库放空底孔；20号、25号坝段各设一个导流底孔，分别位于1号、6号泄洪中孔下部；21号～23号坝段布置3个导流中孔，分别位于2号、3号、4号泄洪中孔下部。
1.2.2泄流消能工程
泄洪消能建筑物由坝身表孔和中孔、水垫塘、二道坝和泄洪洞组成。
坝身泄洪采用“横向单体扩散、纵向分层拉开、整体入水归槽”的泄洪碰撞消能方式，达到了较好的消能效果，提高了泄洪安全度。
水垫塘为复式梯形断面，采用全断面钢筋混凝土衬护，高程970m以下混凝土顶部设置一层0.5m厚的抗冲耐磨混凝土，高程979.126m以下衬砌底部采用锚筋桩与基岩锚固。水垫塘总长度约450m（包括二道坝及其后护坦长度），底板高程965m，最小底宽70m。
二道坝坝顶高程1004m，顶宽8m；建基面高程960m，最大坝高44m。
泄洪洞全长1535.46m，泄洪洞洞身为有压变无压“龙抬头”布置，由进水口、有压段、工作闸门室、龙抬头段、直槽斜坡段及出口挑流鼻坎组成。进口底板高程为1200m，事故检修闸门孔口尺寸15m×16.5m（宽×高）。工作闸门孔口尺寸13m×13.5m（宽×高）。出口采用扭曲挑流消能。
1.2.3引水发电工程
引水发电系统布置在右岸地下，分引水、厂房及尾水三大部分，采用单机单管三机一井一洞的布置形式。进水口位于大坝上游右岸，采用岸塔式布置，进水塔平面尺寸为146m×32m×111.5m（长×宽×高），底部高程1140m；主副厂房包括安装间、机组段和副厂房，总长298.1m，最大开挖跨度为30.6m，高度79.18m；尾水系统由六条尾水支洞、六个机组尾水检修闸门井（两个室）、双圆筒阻抗式调压室、二条圆形尾水隧洞和尾水出口等建筑物组成，调压室高90m、直径32m，最大开挖直径38m，机组尾水检修闸门室尺寸207.5m×11.1m×31.5m（长×宽×高），二条尾水隧洞内直径均为18m。送出工程由两条4.5m×5.8m（宽×高）出线洞、地面出线场和敞开式开关站组成。
二、 防洪度汛管理
2.1水情自动测报系统管理
小湾水电站施工期水情自动测报系统于2004年初开工建设，同年6月建成并投入试运行。2007年随着公司集控中心的成立，小湾水电站施工期水情自动测报系统并入澜沧江水情测报系统，由集控中心负责运行管理。小湾水电站水情自动测报系统建立以来，遥测系统稳定正常运行，数据传输年畅通率达到95％以上；水情预报系统运行稳定，预报精度较高，2004年正式运行以来洪水预报的合格率及时效性达到了甲级标准。系统水文站网布设合理，系统的功能、数据通畅率、水（雨）情数据采集、洪水预报方法、预报精度等均能满足洪水预报要求。
2.2防洪度汛过程管理
2.2.1及早落实防汛责任，切实做好防汛规划。
电厂设立防洪度汛办公室，每年初制定防洪度汛措施计划，修编防洪度汛管理办法，不断完善水库防汛抢险、超标准暴雨洪水、水淹厂故等专项预案和现场处置方案，及早检查、安排修复和实施防汛工程，充分准备防汛设备、物资，落实防汛抢险队伍，确保安全度汛。
2.2.2认真做好隐患排查治理，确保防汛设施正常运行。
每年汛前，小湾电厂每月均有针对性的组织汛前专项检查，对发现的问题和隐患进行全面梳理，建立防汛台帐并研究处理方案，立项整改，所有项目均已整改完成并通过验收。在初汛期、主汛期和汛末分别开展联合大排查，及时实施汛前、汛中和汛后修复项目，确保防汛设施的完好。
2.2.3严格汛期值班纪律，加强防汛应急管理。
5月1日至10月31日度汛期间，电厂实施24小时值班制度，安排人员对各重点部位实行日巡查，及时上报、处理发现的隐患。汛期形成日总结、周报、月报以及月例会制度，全面掌握防汛工作情况。同时针对边坡和渣场塌方、泥石流等导致的公路、排水沟渠堵塞举行专项演练，对尾水平台出口防洪叠梁门进行吊运试验，均收到良好效果。
2.2.4分级管理，突出重点，探索防汛管理新模式。
小湾电厂每年组织相关人员开展防汛设施摸底排查，加强对暴雨后防汛设施排查，及时对雨后发现的隐患进行治理，并拍摄照片在不同时段进行跟踪比对，完善公共区域的防汛设施分级管理台账，对防汛设施分为特别重要、重要、一般三个等级进行有重点、分等级分区域进行巡查与监控，编制了边坡隐患台账，提升防汛工作质量和效率。
三、水工建筑物安全监测管理
3.1监测布置及项目设置
为确保小湾枢纽区建筑物工程安全，根据小湾工程特点、枢纽区地形地质条件、主要建筑物设计等因素，小湾水电站枢纽区安全监测体系设置有水库地震监测台网、水情自动测报系统、枢纽区变形监测网、拱坝安全监测体系、引水发电系统监测体系、边坡和抗力岩体监测体系、坝内温度裂缝专项监测及枢纽区安全监测自动化系统等，监控体系布置适应工程枢纽地形地质特点，对枢纽工程建筑物进行重点监控的针对性较强，工程安全监测体系全面、监测系统完善，共计安装埋设监测仪器及测点10670余支（个），仪器完好率为96.1%，接入自动化6500余支（个）。
拱坝安全监测系统（共布置监测仪器5694余支，仪器完好率为96.3%）是全国目前最大的安全监测自动化系统，各类仪器设备均采用具有国际国内先进水平的设备，大坝EL.1190m激光三维变形测量系统、坝顶GNSS变形监测系统、光栅式横缝动态监测、裂缝变形测量系统均属国内首创。小湾水电站枢纽区安全监测系统各类监测项目相互补充，同一重点部位多种监测手段同时作用，能够全面监控枢纽区工程建筑物的运行状况，确保小湾水电站工程实施各阶段及蓄水期间安全监测数据成果的全面、可靠采集与异常反馈。蓄水过程中各监测系统运行状况良好，监测仪器工作正常，监测资料连续可靠，无停测、漏测情况发生。监测成果显示当前各监测项目测值变化基本稳定，主要枢纽区建筑物工作性态正常，安全受控。
3.2安全监测过程管理
小湾水电站从蓄水开始，严格按照中国水电顾问集团昆明院编制的《枢纽建筑物首次蓄水期和初蓄期安全监测技术要求（第B版）》开展大坝安全监测工作。蓄水期间，电厂每日对重点部位、重点监测项目进行巡视检查、监测分析，安全监测自动化系统以4次/天的频率采集数据，对未接入自动化的监测项目在汛期按照1次/天，非汛期按照1次/周的频次进行人工巡检、量测。每日/周向澜沧江公司和由工程院院士、国内著名水电专家、国内知名院校教授及昆明院高级工程师组成的蓄水综合评价专家组上报《小湾水电站水库运行及大坝安全监测日报》和《小湾水电站水库运行及大坝安全监测周报》，如实反应大坝工作性态，全面评价小湾水电站各阶段蓄水期间工程安全性，并积极落实专家组反馈意见和建议，不断改进监测报告整理方式，突出重点，加强对关键数据的关注报送。目前大坝安全监测工作开展正常。
四、水工建筑物维护管理
水工建筑物巡检为确保水工建筑物良好工况，小湾电厂制定了《水工建筑物巡视检查标准》，并严格按照标准开展大坝安全日常巡查、定期检查、特种检查、年度详查。电厂编制了水工巡视检查记录表，并列为党员攻关项目，不断优化巡视检查方法，为符合实际检查需要，将水工建筑物划分成8个责任区域，责任明确到人。小湾电厂每月对大坝及引水发电系统等枢纽区重要建筑物进行月度巡视检查，并联合监测外包单位开展系统的巡视检查工作，对巡检结果及时进行整理分析，完善水工建筑物缺陷台账，全面系统地掌握缺陷情况，提出改善措施，实施消缺改造项目。每年根据相关标准和要求对水工建筑物及其各种设施进行全面或专项检查并整理上报检查报告。当小湾水电站周边发生地震或库区发生地质灾害等影响大坝稳定的情况时，小湾电厂立即展开特种巡视检查工作，对枢纽区建筑物进行全面细致的检查，形成特种检查报告并上报。对近坝库岸开展每周两次的巡视检查工作，及时对比分析变化情况，对小水井、八字耳朵等重大地质缺陷点采用人工观测和GNSS自动化观测，掌握其变化情况，及时上报。
五、结语
水电站的水工建筑物随着时间的推移，会逐步产生应力应变、变形等方面的变化，因此，水工建筑物的安全运行和维护管理工作尤为重要。小湾电站自2009年投产发电以来，经过5年多的运行维护，已经两次蓄水至正常蓄水位，各水工建筑物均处在正常稳定运行状态。希望本文能够给类似水电工程的水工建筑物运行管理工作提供借鉴和参考。
参考文献：
[1] 胡德春.浅谈宝珠寺水电站水工建筑物的安全管理[B].大坝与安全.2007（2）：P25-31.
[2] 张毅，李永高，焦世海.盐锅峡水电站水工建筑物安全管理综述. 西北五省（区）水电学会联系网第20次会议论文集.2005：P81-87.
关键词：水库；除险加固；信息化建设
1石漫滩水库简介
石漫滩水库是新中国成立后在淮河流域兴建的第一座大型水库，位于淮河流域洪汝河水系洪河支流滚河上。原来的水库为均质土坝，于1975年8月因遭遇超标准洪水而溃决失事；现在的水库于1993年9月开始复建，并于1998年1月竣工投入使用。石漫滩水库是河南省水利厅直管的6座大型水库之一，位于河南省舞钢市境内，是以防洪为主，兼顾工业灌用水、灌溉、养殖和旅游等综合利用的大型水利工程。大坝为全断面碾压混凝土重力坝，坝顶高程112.50m，最大坝高40.50m，坝长645m，坝顶宽7m；大坝内部设有一条纵向观测灌浆排水廊道，高3m，宽2.50m，全长512m；泄水建筑物采用坝顶表孔溢流方式，设13孔弧形钢闸门，最大泄量为3927m3/s；设计标准为百年一遇，校核标准为千年一遇。
2“75.8”暴雨洪水的惨痛教训
“75.8”暴雨洪水，共造成两座大型水库（石漫滩水库、板桥水库），两座中型水库（田岗水库、竹沟水库）和58座小型水库相继垮坝。这场暴雨洪水受灾面积之广，损失之大，死亡人数之多均为世界历史所罕见。“75.8”暴雨洪水造成62座水库垮坝的原因固然是因为水库设计标准低，洪水超过了水库的最大防洪能力，但是损失之大，死亡人数之多却是与信息不畅密切相关。一是没有准确的暴雨预报。“75.8”暴雨从8月3日开始降雨，8月7日稍有停顿，人们误以为这场降雨过程已经结束，没有预见到更大的暴雨即将到来。有些水库不但没有有效地利用这段宝贵的间歇时间最大限度地放水腾库，反而减小了下泄流量。二是通讯手段单一。仅有有线电话，电话线路中断后，上级调度决策命令无法传递。当时上级决定炸石漫滩水库泄洪闸胸墙和板桥水库副溢洪道，都因线路中断，命令无法传递。三是没有预警措施。石漫滩水库和板桥水库垮坝均在凌晨00:30-01:30，正是百姓熟睡的时候，洪水到来时没有任何预警措施。许多人都是在毫无防备的情况下被洪水或者倒塌的房屋夺去生命的。
3石漫滩水库信息化建设的现状
3.1闸门自动化控制系统石漫滩水库溢洪道设13孔弧形钢闸门，原控制系统为按钮式机械控制台。2006年对闸门控制系统进行改造，开发了计算机自动控制系统。这套系统界面友好，系统稳定，操作简单，自动计算，自动记录。功能上保留了远程控制功能，但没有实际运用。3.2雨情自动测报系统随着水文测报系统的不断改造，雨情测报系统的自动化水平也逐渐提高。雨量测验大体上经历了四次更新换代。第一代：雨量筒，定时人工观测，定时通过邮政系统发报。第二代：孔吸式自记雨量计，自动测量，每天换纸，通过邮政系统发报。部分站采用微波或超短波电台发报。第三代：翻斗式自记雨量计，自动测量，自动记录，人工发报。这个阶段发报的方式多样，有利用邮政系统的，有利用短信发报的，有利用微波发报的。在这个阶段计算机网络得到广泛应用，不再向各级各部门发报，仅向一个地点发报，通过网络达到信息共享。第四代：翻斗式自动发报雨量计，自动测量，自动记录，自动发报，资源共享。石漫滩水库建有第四代的雨量自动测报系统。现在雨情信息是通过河南省水情信息网传到石漫滩水库的。3.3防洪预报调度系统水库复建时，建有一套预报调度系统。该系统1994年开始建设，1995年投入使用，因设备落后，备件缺乏，1999年终止使用。2002、2007年又重新编制了洪水预报调度软件。3.4视频监控系统石漫滩水库建有两套视频监控系统，各有十多个摄像头。一套位于工程区域，一套位于办公区域。视频监控系统建立以前出现过多次被盗事件，廊道抽水泵电缆曾被盗割。视频监控系统建立以后，工程区和办公区均未再发生被盗事件。3.5档案管理系统水库复建时档案为人工检索。2005年建立了档案目录计算机检索系统。2015年建立了电子档案，实现了计算机检索。3.6卫星云图接受系统每年汛期管理局委托专业公司安装卫星云图接受系统，费用低，服务好，信号质量优。图像直观，可有效提高防洪的预见性。3.7安全生产网格化管理软件按照安全生产网格化的要求，将安全生产的范围、内容、要求、责任编制成网格，形成责任清晰的安全生产管理网络。3.8其它基于计算机网络的应用系统财务管理实现了全部电算化，包括网上审批。人事信息实现了计算机传输。石漫滩水库也建立了内部文件传输ftp。建立了石漫滩水库管理局网站，作为对外宣传的窗口。办公楼建有信息宣传显示屏，作为对内宣传的园地。
4石漫滩水库信息化存在的问题
目前石漫滩水库建立的所有系统都可以说是信息技术的应用，但又与信息技术的要求相差甚远。主要在于：①缺乏统一的系统的顶层设计，规范性较差。②各个软件是根据不同时期的需要逐渐建立起来的，缺乏统一性。③不同软件应用于不同的工作岗位，各个软件之间不能实现数据共享和交换，缺乏系统性。例如档案检索只有档案室终端可以使用，其它岗位的终端不能使用。④大部分软件功能过于简化，深度不够。⑤功能不完善，还没有实现办公自动化。⑥基础工作较差，信息采集不够广泛。输水洞闸门控制还是靠手工操作，安全监测还全部采用人工采集。⑦设备老化，技术落后。有些系统已经运行了十多年，需要更新换代。⑧没有与移动通讯技术相结合，不能在移动状态下实现信息的传递。⑨人员培训跟不上，只会使用，不会维护。
5石漫滩水库信息化建设的主要内容
5.1基本信息水库基本资料，流域状况，上下游水利工程状况，上下游经济社会发展状况，水文测站沿革，历史洪水，单位人员状况，施工设计验收资料，管理范围及保护范围内基本资料等。5.2工程管理雨情接收，洪水预报，洪水调度，泄洪闸自动控制，输水洞闸门自动控制，卫星云图接收，视频会商。5.3大坝安全监测坝体温度、扬压力、渗流量、引张线、倒垂线、伸缩缝、水库水温等监测项目，采用自动观测，自动分析。垂直位移采用人工观测，自动分析。所有观测项目能够自动生成月年报表。5.4视频监控工程区视频监控、上下游视频监控、办公区视频监控，重点部位（档案室，财务室、招待所等）视频监控。5.5安全生产安全生产网格划分，安全生产责任，安全生产报告，安全检查及整改台帐，安全隐患部位监控。5.6办公自动化文书处理，请示报告，财务管理，人事管理，固定资产管理，通知通告公示，宣传教育，精神文明，水文化。5.7档案管理档案（含电子声像档案）录入、档案检索、档案期限管理。5.8移动通讯移动声像传输、移动文件处理，移动信息传送。
6石漫滩水库信息化建设应注意的几个问题
关键词：水库大坝；安全监测；自动化技术；研究
中图分类号： TV698.1 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2017）05-166-2
0 引言
通过安全监测自动化技术可以对水库大坝的安全M行很好的监测，这也是减少风险，确保水库大坝安全的重要措施。其具体的贡献可表现在对工程的施工进行改进和指导、对大坝的安全运行进行监控、对大坝的突发事件进行预警及识别等，可有效将大坝的风险降低，确保水库大坝的安全可靠的运转。
1 水库大坝安全监测的目的及意义
当前，我国已建成的水库已达到八万七千座，而水库又是关系国计民生的重要基础设施，因此，对水库大坝进行实时监测是非常有必要的。而且，我国的水库多数都已修建了几十年，个别的水库已经是年久失修，加之当时建造时未能充分考虑水库的防洪作用，为了确保大坝的防洪效果，必须对大坝及时修复加固，并进行实时监测。鉴于这种情况，对于大坝进行科学安全管理和实时监测已是各级水利部门工作的重点
①造成大坝出现故障的原因。首先，造成大坝出现故障的原因有很多，有人为因素，也有自然因素，比如，地震，山体滑坡等地质灾害。其次，人为因素主要是前期设计不到位，未能进行综合考量，使得大坝的水位过低，无法应对大的洪涝灾害，再者是在施工过程中，人为的降低施工标准，使用标号不够的水泥，混凝土等，导致大坝在质量和坚固程度方面存在不足，无法应对地震及山体滑坡等地质灾害的冲击，或者随着长时间的服役，水流不断地冲击、侵蚀，致使混凝土脱落，钢筋及基石等安全隐患。
②对大坝进行自动化安全监测的目的和意义。鉴于，我国大部分水库大坝存在或大或小的问题，安全管理形势依旧严峻，建立健全水利安全管理体系已是迫在眉睫，同时将自动化安全监测技术应用到对水坝的监测过程中，实现对于大坝的实时监测。通过自动化技术的应用一方面能够切实掌握大坝的具体情况，确保大坝始终安全运行状态，另一方面，利用长期的监测数据制定出科学合理的大坝维护方案，以延长大坝的服役年限。而且据调查研究，自动化的应用，提高了大坝对于洪水的应对能力，使得水库库容始终保持在安全线以内，能够有效降低洪涝灾害带来的损失；根据降水情况，合理地进行调水，确保下游农业发展有充足的水源。可见，对大坝进行自动化安全监测对防洪抗旱都有巨大的作用，是经济发展的重要保障。
2 大坝自动化安全监测系统的特点及设计的原则
大坝自动化安全监测的系统其特点是监测的环境比较恶劣、观测的项目很多、测点的数量很广、测点的范围分布广泛且不均匀以及集中监测等。在设计的过程中，根据实际情况，要遵循一定的原则，具体要遵循以下原则，即实时、可靠、实用、先进、标准、通用以及可扩充等原则。具体来讲，由于大坝具有监测面广、监测的数量多等诸多优点，需要选用科学的网络设备、先进软件的接口及网络的软件技术，快速的进行传输及链接，实现大坝的实时性。大坝的监测需要在断电的情况下也能正常地保存数据，这就需要通过系统的备份及运行的日志来恢复系统的数据，确保系统安全可靠。监测资料的整理及分析应该将实际的问题解决掉。在实际使用过程中，一定要选择先进的技术达到国家先进的水平。系统要严格按照国家、国际及行业的相关标准及规定进行扩充及连接。自动化监测系统应该能够满足不同顾客不同的需求。为了更好地适应未来社会的发展变化，大坝自动化安全监测系统应该尽量更加标准化及模块化，以满足系统不断进行扩充的需求。
3 自动化监测技术的主要内容
①对于大坝的变形监测。大坝的基础结构是大坝最重要的部分，通过进行自动化监测确保大坝的结构不存在变形等情况。主要是针对大坝水平、垂直两个方面进行监测，观察大坝是否存在位移的情况，这种方法也是目前大坝最为常用的监测手段。针对混凝土结构的大坝一般在多个地点设置监测点，而位移观测现在只针对高坝或者重要的大坝，对小型坝则不在做硬性规定。对土石结构的大坝，则需在坝顶设置水平监测点，而后每隔三五十米设一个水平监测点。
②对于大坝的渗流监测。大坝的渗流监测主要包括两方面，即渗透压力和渗流量，作为大坝安全监测中非常重要的一项，渗流监测一定要做到全天候，切实掌握渗透压力和渗流量的详细数据，确保大坝的安全运行。对混凝土坝一般情况在基础廊道安装压力监测孔，并在坝体的不同地段安置监测点，而渗流量的监测则要结合水库排水沟集水的具体情况来定，并进行分区域监测渗流量和总的渗流量。对于土石坝渗流量的监测，主要是在坝底的集水处设置监测点，还要对大坝的左右两侧各安置地下水监测点，以监测地下水的水位变化情况，从而分析出大坝渗流量的大小。
4 自动化安全监测技术的构成
随着自动化技术被逐渐的推广，其主要的技术构成和工作原理也是我们工作人员需要掌握的，目前所使用的自动化技术主要由水平、垂直位移传感器、智能传感器、地下水位监测装置、中央控制设备几大部分组成
①水平、垂直位移传感器。根据我国混凝土大坝的具体使用情况来看，水平位移传感器目前主要分为垂线和引线两种，其主要的工作方式为两种即电机式和电容式。电机式在进行监测时比较慢，但对工作环境要求不苛刻，而且具有很好的可靠性；电容式在监测时出结果比较快，就是对工作环境要求很严格，并且如果线路过长的话容易导致偏离，使得监测结果不够准确。同时，近几年随着科技的不断发展，激光垂直监测也是陆续在监测工作中得以应用，虽然其应用的效果非常好，但是成本造价过高，且后期的保养维修费用也很高，必然无法得到大范围的推广使用。采用电信号引线的方式来监测位移的单位比较少，而且效果不是很理想，还需不断改进。如今，自动化技术以日趋成熟，越来越多的水库开始重视对于自动化技术的应用，像高精度的自动化扫描仪的应用，实现对大坝的实时监测，在结合远程定位系统，扩大自动化监测的范围，确保大坝的正常运行。
②智能传感器。计算机技术的不断发展，为智能传感器的应用提供了坚强的技术保障，通过与计算机技术的有机结合，实现信息和感应技术的同步化，并且对监测点的选择上更加的科学合理，提高了监测的效果和效率，避免了^去铺设电缆的复杂工作，还节省了人力、物力。
③地下水位监测装置。在对水库的地下水位进行监测时，目前使用最为广泛的是进口的弦式渗压计，其优点是持久耐用，稳定性高，不足之处是易受到大气压的影响，进而造成监测数据的不准确。在具体的使用过程中，要辅助增设气压计，以保持渗压计内部的干燥性，从而确保监测数据的准确性。
④中央控制设备。其由后备电源、监控装置、显示装置、任务主机以及其他的辅助设备构成。在计算机技术、网络技术不断发展的今天，对于水库大坝以逐步形成以局域网形式的监控监测系统，切实保证大坝的正常运行。可见，随着工业控制计算机技术的应用，中央控制设备已逐渐的被计算机技术和自动化技术所取代，并且工业控制计算机具有适应环境能力强，稳定性高的特点，使得自动化监测可以持续进行，可靠性也得到提高，而且价格方面也具有优势，故而，得到越来越多的大坝及工程单位的认可和应用。
5 结语
本文分析了造成大坝出现故障的原因以及对大坝进行自动化安全监测的目的和意义，指出了自动化监测的内容，即对渗流进行监测以及对变形进行监测，分析了监测技术的构成，即水平、垂直位移传感器、智能传感器、地下水位监测装置、中央控制设备等。通过对水库大坝安全监测自动化技术的深入研究，使我们更加明确了安全监测的重要性，通过对自动化技术的使用，也提高了安全监测的效率，值得推广和学习。
参 考 文 献
[1] 陈玉莲.水库大坝安全监测自动化技术在水库安全中的应用[J].中国水运（下半月），2016（03）：173-174.
[2] 卢万友.梅山水库大坝安全监测自动化系统及运行管理[J].江淮水利科技，2012（02）：21-22.
[3] 温有鸣，王秀弟，刘丹.汤河水库大坝安全监测自动化系统的故障诊断系统分析[J].黑龙江水利科技，2012（09）：95-96.
[4] 曹洪.碧流河水库大坝安全监测自动化系统的运行情况分析[J].黑龙江水利科技，2012（11）：155-156.
关键词：水库大坝 存在问题 对策
中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）05-0321-01
1、我国目前水库大坝的安全状况
第一，必须高度重视水库大坝安全问题。人类在筑坝过程中始终追求着大坝的安全。但是，受地质、水文、设计、施工等不确定因素的影响，水库大坝建设存在的缺陷和溃坝风险一直是无法回避的事实。
第二，要看到我国水库大坝的安全状况正不断好转，我国历来重视水库大坝安全管理和病险水库除险加固工作。主要体现在三个方面：
一是提高水库大坝设计标准，加强建设管理，提高大坝建设质量和水平。新建的大中型水库大坝都采用了新的防洪标准，已建大中型水库大坝基本上也都按新的防洪标准进行了复核，采取扩挖溢洪道等工程措施提高了防洪标准。
二是开展病险水库除险加固工作。特别是近10年来，我国在病险水库除险加固上高强度投入，全国大中型水库病险率明显下降。目前还在开展更大规模的病险水库除险加固工作。
三是切实加强大坝安全管理责任制。近年来，我国各地按照国家要求，切实落实大坝安全责任制，明确监管责任，注重日常管理，积极推进工程管理规范化、现代化，确保大坝安全运行和水库综合效益的充分发挥。
第三，在看到我国水库大坝建设和安全管理工作取得可喜成绩的同时，更要清醒地认识到我国进一步加强水库大坝安全管理工作的极端重要性、紧迫性和艰巨性，认识到客观上我国水库大坝正处在由建设为主转向建管并重，水库大坝安全隐患依然存在，需要更加突出安全管理和风险管理的新阶段。
2、水库大坝安全管理方面的主要做法和经验
一是全面做好病险水库除险加固工作。我国病险水库除险加固工作始于1976年。水利部党组把病险水库除险加固作为当前水利工作的当务之急和重中之重，明确目标任务，层层落实责任，加强组织领导，规范建设管理，强化监管指导，要求举全系统之力组织实施好《规划》，打好病险水库除险加固攻坚战。同时，要求地方各级政府进一步加大对病险水库除险加固的资金投入，加强工程管理，加快建设进度。一是把责任制落到实处，二是认真抓好前期工作，三是切实保障建设资金，四是突出重点、整体推进、加快进度，五是强化建设管理及检查监督，六是确保水库安全运行。
二是全面落实水库安全责任制。责任制是我们工作的一项“法宝”。根据《水库大坝安全管理条例》的有关规定，水利部要求各地不断完善水库大坝安全责任制。大坝安全责任制以地方政府行政首长负责制为核心，明确各类责任人的具体责任。原责任人工作变动，要及时作出调整。各级水行政主管部门承担监管责任，会同水库主管部门加强对本行政区域内水库大坝安全的监督，督促管理单位和业主按照有关规定做好各项安全管理工作，确保水库工程的安全运行和综合效益的充分发挥。首先是抓政府的责任落实到位。政府的责任重点在于监管，但对于某些工作政府是要起组织作用的。其次是抓单位的主体责任落实。无论是建设单位还是运行单位，都要求把责任人落实到位。第三是抓个人的责任落实。水利部逐库落实了同级政府责任人、水库主管部门责任人和水库管理单位责任人，并按照分级负责的原则在媒体上向社会公布，充分尊重公众的知情权和监督权。切实把这三个层面的责任制落实到位，是确保水库安全管理的关键环节。
三是不断深化水库管理体制改革。水库管理体制改革，就是要真正从过去的“重建轻管”，切实转变为在重视水库大坝建设的同时，更加重视水库大坝安全管理。近几年，水利部督促指导各地采取一系列措施大力推进水库管理体制改革。通过对水库管理单位进行分类定性（将水库管理单位根据任务与收益状况划分为纯公益性、准公益性、经营性三类，分别核定为事业性质或企业），进行人员和经费测算。各地以落实“两定”（定编定岗与定额预算）、“两费”（公益性人员基本支出和公益性工程维修养护经费）为核心，解决了一些水库管理公共财政“缺位”或“不到位”问题，建立起支撑水库良性运行的管理机制，有效地提高了工程管理水平，使水库更好地担负起维护公众利益、为社会提供基本公共服务的责任。
四是以水库大坝安全为核心，切实优化水库调度方案。水库承担着防洪与兴利的双重任务。绝大部分中小型水库分布在农村，水库安全度汛和灌溉、供水等兴利效益的发挥直接关系到农村稳定、农业增产和农民增收。有限的库容既要留足防洪库容迎汛保安，又要蓄水兴利，特别是在北方干旱地区，水库防洪与供水、灌溉、发电等之间的矛盾非常突出。科学合理地确定水库调度方案对确保水库大坝安全和效益最优至关重要。许多水库运行中过分强调兴利，调洪库容明显偏低或未设防洪库容，导致水库漫坝失事的事件时有发生。进入21世纪，我国全面落实了水库防汛责任制，水利部每年都召开全国水库安全度汛会议，要求小型病险水库限制运用，强调在处理防洪与兴利关系时紧紧把握“以人为本，确保人民群众生命安全”的基本原则，将处理防洪与兴利矛盾的落脚点放在“科学调度”上，力争处理好安全、兴利和经济三者的关系。
五是强化预案编制，提高水库下游地区群众溃坝风险意识。加强水库大坝安全管理的核心是消除水库病险，降低溃坝风险。水库大坝安全问题不仅是各级水行政主管部门和水库管理单位关心的工程安全问题，还是公众关注的公共安全问题。近年来，我国水利部门大坝风险管理意识不断提高，大坝应急管理制度正在建立和完善，以应急处置为重点的应急机制建设取得显著成效。采取各种方式唤醒全社会对于可能出现的溃坝灾害的防范意识，要求各类水库都要科学编制水库安全管理应急预案，水库运行事故处理应急预案，加强日常巡查，加强监测和预警预报，及时发现隐患并进行处理或抢险，有效地避免了一些溃坝事故的发生，或将溃坝造成的损失降到最低程度。
六是不断加强水库大坝管理的法律法规建设。目前，我国已经形成了以《水法》、《防洪法》为基础，以《水库大坝安全管理条例》为核心，相应部门规章和规范性文件配套，有关技术标准齐全，适合中国国情并满足经济社会发展需要的水库大坝管理法规与标准体系。
1.水库安全监测系统建设情况
1.1 软件情况
1.1.1监测项目 主要针对渗流和渗压的监测，包括浸润线、坝体渗流、绕坝渗流、坝下游水位。
1.1.2系统功能 数据采集软件能够测试MCU的通信、检查MCU的状态，能够实时采集全部MCU 仪器的测值；也可以采集指定的某只仪器测值；能够定时采集MCU中的数据，及时方便导入MCU中的数据并对采集的数据进行物理量换算。
资料整编分析软件可对考证资料、监测资料进行查询、添加、修改、删除、备份；检查数据有效性，满足整编规范中的相关报表、过程线、相关线、等值线、浸润线等；有统计模型、位势分析、沉降分析在内的相关监测数据分析功能；进行信息，实现了在网上进行浏览的功能。
1.1.3数据采集与管理 系统投入试运行后，每日8时对数据进行定时采集，同时对数据进行同期分析。可对监测数据进行显示、存储和打印，建立工程档案并能及时绘制图表。
1.1.4坝体安全监测、观测模型 本系统建立了内部分析模型。在渗流观测中建立了滞后时间推算模型、相关分析模型、位势分析模型、断向渗流浸润线模型、渗流量分析模型等。这些模型的建立，对了解大坝变化规律，预测今后变化确定变形是否稳定以及开展渗流监测与研究，进一步揭示原体模型的渗流形态提供了很大的帮助，为今后对坝体参数进一步分析研究提供了第一手资料。
1.2测量控制单元
系统安装的测量控制单元有三个MCU，其中MCU3属于换代产品，与项目使用的测量控制单元相比，在面板上增设了液晶显示屏，可以对监测数据直接进行读取。
2. 运行中出现的主要问题及解决办法
本系统是具有先进性、可靠性、通用性和可扩展性的土石坝自动化安全监测分析与评价系统。它投入使用后，大大降低了观测人员的劳动强度，加强了观测数据的实时性和准确性，减少了由人为因素造成的不良影响，提高了水库大坝安全管理水平。根据多年来监测资料显示，系统通讯良好，数据传输正常，但是运行中也存在着部分问题。
2.1大坝渗流观测 从坝基渗透压力测压管水位与库水位过程线图看，位于截水槽上游的坝基测压管随库水位的上升而上升，坝基透水性较强，反应较为灵敏。左坝肩测压管水位随库水位的变化不甚明显，说明左坝肩的地质较好，透水性小。右坝肩测压管水位和库水位相关性较好，管水位随库水位升降而升降，说明右坝肩裂隙发育，透水性较大，因此右坝肩渗漏是存在的，但是渗流无异常突变现象。河道测压管水位随库水位升降而升降，且相关性较好，说明河道也是裂隙发育，通透性大，但通过资料分析，在相同库水位下，历年管水位变化不大，地下水状况较稳定。
总的来看，渗流压力与库水位变化密切，规律性较好，监测值受降雨和库水位的影响，表现出年内季节的规律性。
2.2渗流量监测 因流域降雨产生大量淤积造成测值陡增，经人工清淤疏通后，监测值恢复正常。
2.3测量控制单元 如某日管理软件中没有当日数据，同时监测日期调到了后几年，出现明显错误。经过仔细分析判定MCU3数据芯片发生故障，而后对测量控制单元进行修理，恢复运行。还有MCUl的0101、0102通道故障，致使BLI测值不能正确反映，经过分析，解决思路为把BLl的接线换到0302、0303通道，同时重新配置后，所测数值恢复正常。
2.4雷击、电压过低或停电频繁造成数据传输受阻 对于雷击MCU避雷器屡次出现的现象，只需要及时查找原因更换避雷器即可。而突然停电现象比较突出的表现在：由于坝区临时供电中断，导致MCU3系统故障，经过检查后发现测量单元内485模块通讯中断且无供电，内部蓄电池亏损，同时保险盒内保险丝被烧毁且内部有短路现象，经过更换和重新检修电源装置后运行正常。
3.建议和要求
关键词：水库大坝；安全运行；管理
中图分类号：P343文献标识码： A
前言
水库大坝是水利工程体系的重要组成部分，是水利为国民经济和社会发展提供水安全保障的重要基础设施。在经济社会日益发展的今天，随着全面建设小康社会和构建社会主义和谐社会的进程不断加快，对水库大坝安全的要求越来越高，加强水库大坝安全运行与管理，确保水库安全运行。
一、水库大坝安全管理现状
1、水坝安全隐患多
水库大坝在未进行除险加固前问题比较突出,如部分水库大坝坝体不规则沉陷，浆砌石碳化严重，已出现多条裂缝,闸墩处出现开裂,闸门锈蚀严重现象，特别是部分水库大坝由于年代久远,经库水长期的冲刷、浸蚀，坝体土壤流失严重。另外部分渠道淤塞是个比较大的问题,常年的水土流失导致大坝上游渠道淤塞进而影响到水库的库容，大坝的防洪等级相应地下降。大坝的裂缝危险使得水库出现渗漏状况，坝体稳定性以及安全等级下降。
2、水库管理体制不健全。
水库大坝单位的现行管理体制和运行机制是在长期计划经济体制下形成的，现已不适应新的形势要求，它已严重影响了水库大坝管理单位的生存和发展。一部分水库大坝管理单位既不像事业，也不像企业，运行管理与维修养护经费无来源，由于产权、体制、机制上的问题，造成水库管理人员偏少，管理人员水平不高，管理技术的落后，管理资料残缺不全，使整个管理体制始终无法得到完善。
3、配套设施落后
水库大坝的配套设施都是在大坝建设时期建设安装的，随着时间的推移，未及时地进行更新，导致大部分配套设施明显落后于大坝安全管理的需要。比如大部分水库的管理用房，泵房，闸门启闭室兴建年代较远，现已成为危房，或者存在诸如漏水、漏电等安全隐患；相关的水情监测设备还是建设期的老设备，严重过时，其测量精度已出现不同程度的下降；另外一些比较先进的现代化监测系统以及智能数据处理系统尚未安装，通讯系统尚不完善，水情测报效果不能满足需要。其他基础设施比如防汛道路多数还是乡村土路，而且比较狭窄，人车通行极为不便。
二、水库大坝安全运行与管理的途径
1、完善监测系统
（1）完善和建立已建成水库大坝工程的安全监测设施
水库大坝工程安全监测包括巡视检查和仪器监测。在20世纪80年代以前建成的水库大坝工程多数未建立或不完善工程监测项目，有的只简单设置了水位观测。多数水库大坝工程失事，就是未建立安全监测系统，不了解工程运行状态和出现的异兆，任其自由发展，导致垮坝，给工程和下游人民群众的生命财产带来严重的损失。如果建立一套完善的安全监测系统，认真做好各项监测，及时对监测资料整编分析，就会随时摸清工程运行的命脉，及早发现和消除工程隐患，采取措施把损失降低到最低程度。因此，对已建成水库大坝工程应按大坝安全监测技术规范的要求，根据大坝级别，建立和完善相应的监测项目，确保工程运行状态在人为监控之下，确保工程和人民生命财产安全。
（2）正确处理水工建筑与安全监测设备之间的管养分离问题
水库大坝工程的养护修理完全可以与管理运行分离，但工程巡视检查、安全监测及自动化安全监测系统等中的设备（设施）的管理运行与养护是分不开的，其日常保养和防护工作只能由管理运行人员承担，修理工作可以分离出来，自己修理不了的仪器设备可发包给其他承包商修理，根据实际情况，“能分则分，能合则合”，灵活处理。
2、将水库大坝检查观测和维修保养作为水库大坝运行管理的重点
水库大坝运行管理的主要内容包括看管、运行、检查观测、维护保养、安全鉴定、更新改造、除险加固直至工程报废。看管是指对水库大坝进行看守和保护，避免工程受破坏。运行是指保证水库大坝配套设施的正常操作运行，如闸门启闭机、机电设备、观测设施等，只要保证这些设施的正常运行，水库大坝的其他设施也就自然处于运行状态。检查观测作为工程管理的基础，其目的是为了确定工程设备性能的完好程度，及时发现影响设备正常运行的安全隐患，为设备的安全运行提供依据，为设备的更新改造、除险加固乃至报废提供决策依据。维护保养是水库大坝运行管理的基本内容，即在工程设备处于完好状态的情况下，采取一定的技术措施，保持工程设备的美观和完整，使工程设备处于良好的运行状态，并且能延长设备的使用寿命，对于闸门启闭机、机电设备、观测设施尤为重要。安全鉴定是在常规的工程检查观测、维护保养的基础上，外请专家对工程设备进行检查分析鉴定并做出结论，是最高级别的检查鉴定，对保证水库大坝的安全运行具有极其重要的意义；更新改造、除险加固是工程设备出现问题、性能改变时采取的恢复性能和状态的技术措施。
3、非汛期渡汛措施
加强水情的短期及中长期预报工作，并据此安排各项目施工。加大基坑经常性排水设备的配备，保证遇较大强度暴雨时基坑不被积水淹没。保证各永久边坡、临时边坡、各临时设施布置的排水沟、截水沟畅通。
汛前提出该年度安全渡汛报告，送交大坝专业管理部门批准，主动同当地防汛指挥部加强联系，听取他们的意见，服从当地防汛总指挥部的统一指挥。将所编制的承担工程的安全渡汛报告和相应的防护与抢险措施付诸实施，汛前备足必要的防汛材料、设备与人力。
在工程月报上将安全渡汛所准备的材料、设备、交通等情况以及可能出现的问题作出书面报告，报告大坝专业管理部门。汛前按大坝专业管理部门指示拆除所有的设置在河道或泄洪区的临时设施。
4、水库大坝的日常运行管理
（1）水库大坝水文资料的收集、整理及保存
在实际的工作中，水库大坝安全运行管理并没有想象当中的那么不尽人意，关键在于一些细节。比方说水库大坝的日常运行管理。对于水库大坝安全运行管理来说，有效的进行日常运行管理能够将一些漏洞和隐患及时的清除，避免不必要的问题发生。在这方面的工作中，首要进行的就是对水库大坝水文资料的收集、整理及保存。每一个步骤都要按照规定进行，水文资料的收集、整理和保存工作，应安排专人负责，数据资料的处理方法也应由手工计算、电脑表格化处理，向水文资料专用管理软件管理方向发展，从而提高水库大坝水文工作的效率，确保水文资料数据的准确性，同时做好历年数据的对比工作，水库大坝水文资料应按保存档案资料的要求妥善保存。
（2）加强水库大坝的日常巡查和防洪调度管理
对于水库大坝安全运行管理来说，日常的工作格外重要。尤其是日常巡查和防洪调度管理。有些水库大坝之所以出现问题没有得到有效的解决，根源在于日常的巡查和防洪调度管理力度不够，没有进行全面的巡查和调度管理，导致很多的问题发生，从而对将来的发展产生了很大的消极影响。为了避免这种情况再次发生，将来的工作要将水库大坝的日常巡查和防洪调度管理当做首要的环节来对待，必须将其中的问题彻底的解决，防止反复的情况发生，只有这样才能在水库大坝安全运行管理工作上，获得一个较大的突破。
5、对水库大坝机电设备的检查
（1）对电动机轴、抱闸轴轮以及中间轴进行检查，检查其是否同心；检查机电设备的连轴节螺栓有无松动迹象；检查机电设备在运行的时候是否存在振动现象。（2）检查启闭机的操作控制设备是否处于正常状态：电动机的启闭机功力装置状态检查，比如闸刀、补偿器、磁力开关等设备是否清洁，触电是否良好，接线头的连接是否可靠，过载保护装置以及稳压装置是否有效；检查闸门的高度显示器是否处于正常状态；另外，要注意的是如果熔断器中的保险丝被熔断了，切忌使用其他金属丝代替，比如铜丝、铁丝；除此之外，还要对电流表以及电压表进行定期检查，看其显示状态是否正确。（3）在汛期开始以前，要对闸门的供电系统进行全面的检查，如果发现问题必须及时对其进行维护，尤其是要对备用电源进行测试，确保备用电源处于正常的运行状态。
结束语
为了更好的利用水资源，我国一直在大力发展水库大坝建设。要全力确保水库大坝安全运行，充分发挥工程效益，使水库大坝安全管理朝着规范化、制度化、科学化、现代化方向发展。为促进水利事业又好又快发展，为全面建设小康社会做出应有的贡献。
参考文献
[1]李卉君．浅谈大坝安全生产存在的问题及其对策［J］．科技资讯，2009(1)：58.
