摘要：水利设施是我国民生工程中的一个重要部分，关系着群众的生命财产安全。水库大坝的修建，能够有效地调节水资源，促进我国地区性，季节性的用水平衡，因此保障水库大坝的安全性尤为重要。安全监测自动化系统在水库大坝中的应用，能够有效地降低水库的风险，提高水库防洪减灾的能力，从而保障人们的生命安全。本文就安全监测自动化在水库大坝中的应用进行了相关分析，并对该项技术的未来进行展望。
关键词：水利设施；水库大坝；安全监测自动化系统
水库大坝的安全监测系统是保证水利工程安全的重要措施之一，其目的是为了保证水库大坝的安全，减少其运行过程中的风险，提高大坝防洪减灾的能力，及时识别并降低大坝在运行过程中的风险等，对水库的安全运行以及公众的生命财产安全都有着重要的支撑作用[1]。水库大坝由于常年暴露在外在环境中，受到环境的影响较大，因此存在的安全隐患较多，其运行的状态也在时刻发生着改变，对于大坝中存在的安全隐患，如果仅仅只靠日常巡查的直观观察是很难发现的，因此就必须引入先进的安全监测系统，对大坝的情况进行实时监控，以此来保证水库的安全。
1.安全监测自动化技术在水库中应用的现状
安全监测自动化技术自20世纪80年代开始流入我国，经过几十年的不断发展，在我国水库大坝中的应用也越来越广泛，技术也越来越成熟。
1.1水库大坝的安全监测布置以及优化
在我国颁布的《SL 551-2013土石坝安全监测技术规范》等相关文献中明确指出了安全监测的范围以及项目，其中包括对大坝的运行进行日常的巡查和对大坝的相关设备进行定期的检测，仪器的监测内容又包括变形监测，渗流监测，压力（应力）监测，环境量监测，监测自动化系统等项目。根据以往溃坝资料显示，大坝在出现溃坝前会有一定的征兆，因此在日常的巡查过程中，只要认真观察便能够发现异常，在发现异常后进行及时的补救措施，便可以有效地减少或避免出现溃坝现象[2]。在安全监测中，强化了日常巡查的力度，特别是对于病险型水库加强了巡查的力度，从而保证水库的安全。随着科学技术的不断发生，监测技术也在传统的人工监测的基础上增添了许多内容，比如视频监控技术的应用，可以对水库的多个重要部位进行同时的全天候的检测，实现了检测的实时性与再现性。
对大坝安全监测的仪器进行合理的布置，按照工程设计，运行情况等资料，对于能够影响和控制大坝安全的重要部位和薄弱环节进行重点的监控，监测的项目的监测点布置应该布点合理，方便进行综合分析。根据大坝的类型不同进行针对性的监测，如果是土石坝，监测内容以渗流，渗漏，雨量以及水位变化等为主；如果是混凝土坝则以变形，温度，渗流，渗漏以及应力变化为主。如果是对新建的大坝进行监测，必须设置比较齐全的监测项目，对施工进行指导，验证设计方案，安全下闸蓄水，保证大坝后期运行安全；未设置安全监测系统的已建水库需补充完善安全监测系统。
1.2监测系统信息的采集与控制
对于监测信息的采集方式，可以通过人工或是自动采集的方式进行，随着电子技术的不断发展，自动化系统的不断引入，监测信息逐渐趋于自动化。监测信息采集的内容主要是对影响大坝安全的重要部位的信息采集，在自动化信息采集过程中，传感器在其中起着重要的作用，它直接关系到信息采集的精准性与系统的可靠性。目前应用于大坝中的传感器主要包括差阻式，电感式，压阻式，步进马达式以及振弦式等，其中应用最多的是差阻式和振弦式。
在自动化信息采集系统中除了有对信息进行采集的功能外，还有对信息进行控制的功能。信息控制设备是安装在工程现场用于进行数据采集以及控制采集的一种设备，其功能较为广泛，能够具有数据测量与储存，对工程进行自检自诊断以及防雷和供电保护等功能；在一般情况下，信息控制设备都会与相关的配套设施一起使用，能够达到单点与巡回测量，定时测量，对数据进行维护，异常情况报警等功能[4]。随着自动化技术的不断进步。数据的控制设备也逐渐实现了智能化与标准化，在进行操作与维护时更加方便。
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1.3大坝信息传输与管理
在信息采集完成后由通信设备以及互联网设备等进行数据的传输与管理。通信设备是指依靠传输媒介例如通信电缆或是无线光波等进行传输，再由信号传输设备（光端机，无线电台以及接口转换器等）进行转换，实现信息指令的传输；计算机互联网设备主要是由传输媒介，集线设备，工作站以及服务器等相关设备和软件共同组成[5]，为自动化系统提供了一个高效的应用平台，来实现数据的传输，储存与共享，具有监测管理数据，远程控制，人工以及自动控制等功能。
1.4监测信息服务与应用
安全监测自动化系统应用于水库大坝的最终体现是为了实现监测信息的业务应用于公共服务，利用计算机网络技术以及相关的信息软件技术实现监测信息的业务功能与公共服务。通过将信息进行搜集与统计，制作成规范性的图文或表格，方便工作人员通过远程控制实时了解到大坝的安全情况，随着信息技术与软件工程的不断发展与推广，工程软件也逐渐向规模化与标准化方向发展。
2.安全监测自动化系统的未来发展方向
2.1拓展监测对象以及延伸监测贡献
在未来，对大坝的安全管理也会逐渐向风险管理转变，在监测范围中，不仅考虑到水库大坝的安全性，还应对水库下游的人口，环境等进行了综合的考虑。在进行风险预估时，对水库下游的社会经济以及生态等也进行了评估，制定相应的风险措施，增强大坝应对突发事件的能力；同时对安全监测的贡献也进行了延伸[6]，具体表现在大坝的设计，施工以及运行等全过程，对天气，环境，水量的影响进行调节，减少外在环境对大坝的影响，降低了因为水库出现突发事件给下游带来的损失。
2.2完善监测管理的标准
逐渐规范监测管理的标准与要求，目前我国对于安全监测的相关制度还不完善，在未来完善了相关标准后，逐渐实现专项设计以及审查和验收，构建完善的行业制度与技术标准，规范大坝的安全运行，为安全监测的顺利实行提供制度保障；并且随着监测技术的不断进步，在监测的范围以及深度上都有较大的改观，对大坝安全隐患的排查也更加精准。
3.小结
本文主要探讨了目前安全监测自动化系统在我国水库大坝中的应用现状，并根据时代发展情况对未来自动化系统的发展前景进行了展望。安全监测自动化系统的应用，极大地提高了安全监测的精准性，对大坝中存在安全隐患进行排查，提高了大坝运行的安全性与工作效率，便于其更好的进行防洪减灾，调节水资源等工作，保障了下游居民的生命财产安全，以及对下游的生态环境进行一定的保护。目前安全监测自动化系统已经在我国水利工程中得到了一定的应用，但由于国家政策以及相关技术的限制，其运行还存在一定的不足，相信在未来，国家政策不断完善，监测技术不断进步，安全监测自动化系统一定会在水利工程中得到更充分的应用。
参考文献
[1]李栋. 水库大坝安全监测自动化与除险加固技术研究[J]. 自动化与仪器仪表, 2017(2):113-115.
[2]吕衍恒, 刘磊, 齐文艳. 光明水库大坝安全监测系统建设探讨[J]. 山东水利, 2016(10):7-8.
[3]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, 16(3):173-174.
[4]李夏清. 水库大坝安全监测系统设计及施工浅析[J]. 山西水利, 2016(11):36-37.
[5]周柯宇. 水库大坝安全监测自动化技术在水库设备安全中的应用研究[J]. 中国设备工程, 2017(22):100-101.
[6]王毅. 水库大坝安全监测自动化技术在水库安全中的应用[J]. 工程技术:引文版, 2016(8):00150-00150.
论文作者:洪艳
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/11/8
标签：大坝论文; 水库论文; 自动化系统论文; 信息论文; 技术论文; 设备论文; 监测系统论文; 《基层建设》2018年第27期论文;