【摘 要】水库大坝具有体量大、建设和使用周期长的特点。水库大坝的安全观测贯穿于水库大坝施工、运行和维护的整个过程。随着科技的进步发展，安全观测新技术将被推广应用，水库大坝观测自动化必将会在实用化的基础上朝着功能更强大、性能更可靠、测量更准确和维护更方便的智能化方向发展，从而保障水库大坝的安全运行。本文简述了水库大坝的作用，对水库大坝安全观测进行了探讨分析，并论述了水库大坝安全观测设施及其措施，以供参考。
【关键词】水库大坝；作用；安全观测；设施；措施
水库大坝安全观测是指应用特定的仪器设备，对大坝主体、大坝地基部位、大坝附近的岸坡以及大坝周边自然状况所做的观测分析。加强水库大坝的观测，有利于在第一时间发现大坝的安全隐患，采取适当的措施消除这些隐患，确保水库大坝质量安全，保护大坝附近居民的健康和财产安全。基于此，以下就水库大坝作用及其安全观测进行探讨，旨在保障水库的安全运行。
一、水库大坝的作用
水库大坝的作用主要体现在：（1）防洪保安。我国是一个洪涝灾害频繁的国家。因此会不断建立完善的以水库、堤防、分滞洪区等构成的防洪工程体系对洪水进行调控。这些防洪工程体系不仅有效保护了人民的生命和财产安全，也保卫了国家经济建设秩序和改革开放的成果。同时，水库在调整城乡水资源供需关系，缓解城乡供水压力方面发挥的作用意义重大。（2）保障供水。水库大坝是调节配置河流水量，保障饮水安全、粮食安全和城乡经济社会发展用水安全的重要基础设施。近些年粮食持续丰收，与水库有效发挥灌溉保障作用是密切相关的。（3）保障能源供给。水电在调整能源结构，维护经济社会协调、可持续发展中发挥着重要作用。我国经济社会快速增长和能源紧缺的矛盾今后将会越来越突出，如果过度依赖火电必将引发二氧化碳过量排放，因此大力发展包括水能、风能、太阳能和生物质能等在内的各种可再生能源已成为我国基本的能源政策，其中特别强调优先发展水电。
二、水库大坝安全观测的分析
1、水库大坝安全观测的对象。（1）大坝的主体部分。相邻大坝段落之间的错位状况、伸缩面与止水状况、大坝表面情况、大坝道壁情况以及较宽缝隙内部有无漏水现象发生等等。（2）大坝的地基和大坝肩部。要检查基础性的岩石主体是否受到了挤压，是否发生了松动、错位、凸起现象，大坝主体与岩石基础性部位的结合接缝处是否发生了松动或者渗水，大坝肩部有无明显的裂缝、滑落、侵蚀等现象。另外，大坝基础部位的排水功能也是一个重要的观测对象，它关系到排水设施的工作状态、水分渗出量、水体浑浊程度等因素。
2、水库大坝安全观测的主要内容。（1）对大坝周边环境的观测。包括对水库上游和下游水位高低、水库水温、空气环境温度、大坝底部泥土淤积程度和大坝下游的淤泥冲击程度的观测。（2）对水流渗出和大坝形状变化的观测。对水流渗出的观测，包括对水流渗出量、环绕大坝的水流量、渗出水流的透明程度以及化学性质等方面的观测；对大坝形状变化的观测，包括对大坝主体水平方向和垂直方向位置移动的观测、对大坝接缝部位和裂隙的观测、对混凝土材料倾斜程度的观测，以及对土石材料固结程度的观测等。（3）对原材料应力和温度的观测。这类观测内容包括混凝土大坝原材料的应力和抗压性能观测、钢筋材料性能观测、钢管和蜗壳的应力观测、混凝土与大坝地基的温度观测，以及土石材料缝隙中水土压力的观测。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在这些项目中，变形和水流渗出是最主要的观测项目。
3、水库大坝流量和压力渗透的观测。根据相关统计数据分析：基于水库大坝水流渗漏而导致的事故占到了水库大坝事故的40%左右。流量和压力渗透的观测项目包括：混凝土扬压作用力观测、土石材料大坝主体和大坝地基部位渗漏压力观测、环绕大坝的水流渗漏观测、具体渗漏的水量观测、渗出水分的质量观测等等。通常情况下，会在大坝的地基部位设置一个观测压强的专用管道，在大坝的岸边设置环绕的测量孔，通过对专用管道和测量孔内部水位和压强变化的观测，来实现对整个水库大坝渗漏情况的观测。
三、水库大坝安全观测的设施及其策略
1、水库大坝安全观测的主要设施。（1）水库大坝安全观测的水平移动设施。水库大坝变形观测的遥感测量装置包括：电机设备、光电设备、感应设备和激光设备。目前，我国应用较广的大坝安全观测水平移动技术设备有垂线和引张用线两种。常见的坐标仪器有感应式仪器和电机式仪器，其中电机式坐标装置利用红外线的探头来跟踪设定的垂线，通过对电机电压和脉冲的计量，来获得垂线位置的具体移动情况。感应式装置采用电感和电容相关原理制作而成，其中的电容装置测量和阅读速度较快，但是对周边环境的要求也相对高一些。（2）水库大坝安全观测的垂直移动设施。水库大坝安全观测的垂直移动设施多运用静力系统来实现自动化观测，系统在观测水平移动的同时，还能观测垂直移动的距离。光电坐标系统是采用物镜设备将特定的图形投影在集成装置上面，通过特定的线路来转换成垂直移动。激光式设备是用激光来进行观测的装置。在现实的观测活动中，运用范围较广的是变压器仪器和电容仪器。近年来，有部分水库大坝观测工程采用了自动补充水的设备来对大坝内部的土石进行观测，同时在设备内部设置了一个液压原理的传感装置，来实现对于大坝的安全观测。也有部分工程用进口的液压原理沉降装置和固定的水平测量仪器来实现自动的沉降观测。
2、加强水库大坝安全观测的措施。（1）改进数据采集系统。由于大坝安全观测的测点较分散，且一起种类较多，因此对现有各种大坝观测数据采集系统的开放性、可兼容性、可靠性及现场设备观测网络的广泛易组性（适应多重通行介质），可远程监控性等进行改进，是一个重要的发展方向。（2）应用智能传感器，这是一种讲传感器与微型计算机集成在一起的装置，使其具有感知本能外，还具有认知能力，即能同时测量多重物理量和化学量，比如测量液体温度、流速、压力和密度；还具有自补偿和计算功能，自检、自校、自诊功能及消息存贮和传输功能。（3）安全报警的措施。为避免产生安全灾害和减少损失，在进行了各种观测及资料分析的基础上，进行安全报警非常重要。建议开展报警系统研究，对报警准则、分级、设备及方法等提出一套切实可行的技术方案，制定安全报警的规程、规范。
四、结束语
综上所述，水库加强大坝安全观测主要包括观测方法的采用和设备设施的研制开发、观测方案的设计、观测设施的埋藏和布置、观测数据结果的收集，传送和归类，以及对观测相关资料的分析等方面。因此为了保障水库的安全运行，必须加强对其安全观测分析。
参考文献：
[1]张亚川.水电站大坝温度监测系统应用研究[D].西安：长安大学，2012
[2]杨倩岚 大坝安全检测与无损检测的现状与研究[J] 科技创新导报 2012(14)
[3]曾旭等.拉西瓦水电站大坝安全监测系统概述[J].水电自动化与大坝监测，2013（02）
论文作者:孙毓平
论文发表刊物:《低碳地产》2016年9月第17期
论文发表时间:2016/11/9
标签：大坝论文; 水库论文; 水流论文; 设施论文; 装置论文; 设备论文; 作用论文; 《低碳地产》2016年9月第17期论文;