摘要：大坝安全监测自动化是保障水库大坝安全的重要非工程措施，对减小水库风险，提高防灾减灾能力，有效保障水库工程安全、饮水安全与公众安全有着重要作用。结合当前大坝安全监测自动化技术现状，就水库大坝安全监测布置及优化、信息采集与控制、信息传输与管理、信息服务与应用技术等进行了总结，并对未来大坝安全监测贡献、对象、管理体系、技术发展及信息化建设进行了展望。
关键词：水库大坝；安全监测；自动化技术
前言：大坝安全监测系统作为一种新型技术，在大坝原型中通过利用观测仪器来进行现场测量，以此方式来获取大坝结构变化。但是由于原系统设备落后、老化等原因，导致了传输数据失真，缺乏精确性。
研究人员积极探索高可靠性、高精确的自动化采集系统，使测量精确度以及稳定性都得到了很大提升。自动化大坝安全监测系统将渗压计、水位计、渗流计、雨量计、温度计等传感器与信息采集系统进行连接，通过自报、应答等模式来将系统监测数据传输给大坝服务器，再经过移动网络将监测数据传送给大坝中心数据库，从而有效保证了大坝安全监测数据的精确性和实时性。后台将系统监测信息发送给水利行政管理部门，以方便该部门对灾情进行科学预防。
1水库大坝安全监测的目的和意义
中国已建成近8.7万座水库，这些水库是我国国民经济的重要基础设施。但是，由于历史原因，这些水库大部分防洪标准偏低，且大都存在不同程度的质量问题。为了确保水库大坝的安全运行，充分发挥水利工程的预期效益，对水库大坝实施安全监测和科学管理，已成为各级水行政主管部门所面临的一个迫切需要解决的问题。
1.1引起大坝故障的原因
大坝失事的原因很多、涉及范围也很广，第一类是由设计、施工和自然因素引起，它没有一个从量变到质变的过程，大坝建成时就已确定了的；如设计洪水位偏低、混凝土标号过低、未考虑地震荷载等；第二类是设计、施工不完善或运行、管理过程中逐步形成的，有一个从量变到质变的发展过程；如冲刷、浸蚀、混凝土的老化、金属结构的锈蚀等、或者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。
1.2 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。进行安全监测可以准确掌握大坝的工作状态，指导大坝运行管理，使工程充分发挥其效益。大坝安全监测不仅是为了被监测坝的安全评估，还要验证设计理论和选用参数的合理性；为研究大坝的设计理论提供科学依据；指导施工，有利于其他大坝包括待建坝的安全评估。
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，具体要遵循一下原则，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
3.1水库大坝渗流监测
水库大坝渗流监测过程中主要包括以下两个重要方面：渗流量与渗流压力。渗流监测是水库大坝进行安全监测的重要内容，水库大坝技术人员一定要全面掌握渗透压力与神流量各种信息数据，只有这样才能保证水库大坝的整体安全运转。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在对土石坝渗流量进行监测过程中，技术人员一般会在水库大坝底的集水处来设置监测点，在水库大坝两侧分别安置地下水监测点，这样能够监测到水位发生变化，从而分析大坝渗流量的大小。关于混凝土水库大坝会在基础廊道中安装压力监测孔，在水库大坝的其他不同地段安置监测点，水库大坝渗流量的监测一般会充分结合水库排水沟集水的实际状况来确定，再对其进行分区域监测渗流量与总的渗流量。
3.2水库大坝变形监测
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埂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。
4水库大坝安全监测自动化技术
4.1水库大坝水位安全监测自动化系统装置
大坝安全监测自动化系统通常使用传感技术、信息处理技术和电子计算机设备，来完成大坝观测信息数据的采集处理与计算，进而对大坝性态做出合理判断与分级报警的综合性观测系统。自动化系统装置主要包括以下几项内容：绘制图形、报表打印、资料维护等几个重要方面。水库大坝地下水位监测是一项复杂的工作，在对其进行监测过程中要综合其他因素去考虑和分析，当下使用比较广泛的主要是进口的弦式渗压计，该技术的优点是稳定性高、持久耐用，不足之处是容易受到大气压影响，最终导致对水库大坝信息数据监测不准确。测量控制单元能够自动对传感器进行测量，接收并执行计算机指令，再把测量结果发送到计算机，是大坝安全监测自动化系统的核心设备。水库大坝安全监测中主要是由孔隙水压计连接一条 RS485 总线连接到前置机研祥工控机中心机房中，通过工控机房来实时监测整个水库大坝水位变化情况。
4.2水平、垂直位移传感器
水库大坝自动化安全监测技术主要由垂直、水平综合位移传感器、智能化传感器、地下水位监测综合装置、中央控制设备等几个重要部分共同构成。水平位移传感器可以分为引线和垂线两种，这种传感器设备的工作方式有电容式、机式两种。电机式在对水库大坝进行监测时速度会比较慢，对工作环境要求不是很高，且具有很好的稳定性；另外一种电容式设备对水库大坝监测时的结果用的时间比较短，对工作环境要求较高，假设线路太长在某种程度上会造成偏离，最终影响对水库大坝监测结果。
4.3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
综合上述，通过对水库大坝容易出现的各种故障原因进行分析，指出了水库大坝自动化监测的内容，主要是对渗流与变形进行监测，再对水库大坝安全监测自动化技术进行全面分析，通过在水库大坝中应用自动化技术能够有效提高水库大坝安全监测效率，在未来值得被广泛应用。
参考文献：
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论文作者:田宇东
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/9
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