（国网陕西安康水力发电厂 陕西安康 725000）
摘要：大坝自动化监测系统对于大坝的安全性而言具有重要的意义，不仅能够保证实时检测大坝的具体情况，而且能够保证大坝的安全。以安康水电站为例介绍了大坝安全自动化监测的设计、组成和应用,论述了有关自动化监测的见解,为大坝安全监测的发展提供了经验。
关键词：大坝安全监测，安全评价，自动化监测，在线监控
利用电子计算机实现大坝观测数据的自动采集和自动处理，对大坝性态正常与否作出初步判断和分级报警的观测系统。其作用是：①能从观测数据及时察觉观测系统或大坝性态的异常,便于及时采取措施加以处理,比人工识别事故远为快捷；②观测成果准确可靠，系统具有自校、检验和误差修正功能，对超值测值可以剔除并报警。这样保证了观测成果的可靠性，且在测量和数据处理过程中人工干预极少；③能够大量节省用于观测、绘图、计算、维护所需要的人工费用。由于这三方面的作用，自动化监测系统在保证大坝安全运行方面与人工观测相比，具有十分显著的优越性。
一、安康水电站工程概况及大坝监测自动化系统的改造
安康水电站位于汉江上游安康城西18公里处，工程是以发电为主，兼顾航运、防洪、旅游及养殖等综合效益的水利枢纽工程。水库正常高水位330.00m，相应库容25.80亿m3，电站安装4台单机容量200MW水轮发电机组，总装机800MW，保证出力175MW，多年平均发电量28亿度。工程采用折线型混凝土整体重力坝、右岸坝后厂房、左岸泄流及垂直升船机的布置方式。
2004年7月、2007年10月、2010年4月相继完成大坝监测自动化系统一、二、三期改造，完成对垂线、引张线、高程传递、绕坝渗流、基础扬压力、255支内部仪器、3个渗漏量测点、257廊道静力水准、环境量监测的自动化改造。目前自动化采集每天一次，人工每季度至少进行一次对比监测。
二、大坝安全监测自动化布置情况
2.1变形监测
2.1.1水平位移
以安康水电站为例，大坝共布置垂线5条，垂线共25个测点，自动化每天采集一次，人工对比观测每季度一次。引张线系统共50个测点，其中坝顶23个、298廊道13个、257廊道14个。自动化每天采集一次，人工对比观测每季度一次。
2.1.2垂直位移
垂直位移采用水准测量方法，几何水准采用人工观测，每月一次。静力水准共32个测点，自动化每天采集一次。
2.2渗流监测
2.2.1坝基扬压力监测
扬压力监测孔都布置在河床坝段，两岸岸坡坝段没有布设监测孔。在坝基灌浆廊道、排水廊道、表孔消力池底板廊道以及中孔消力池底板廊道共布置扬压力监测孔39个。自动化采集每天一次，人工对比观测每月一次。
2.2.2绕坝渗流
右岸布置8个孔、左岸7个孔，分布在275.00m高程至380.00m高程之间，自动化每天采集一次，人工对比观测采用电测水位计每季度监测一次。
2.2.3 坝基、坝体渗漏量监测
分别在表孔、中孔消力池底板廊道、坝体泵房集水井及▽257.50m、280.00m、298.00m高程廊道、1#、2#、3#排水洞布置13个测点。对表、中孔及坝体集水井同时进行自动化监测，其它各点仍进行人工监测。
2.3 应力应变及温度监测
包括应变计、温度计、测缝计、裂缝计、钢筋计、渗压计、多点变位计的监测。主要监测部位5＃、6＃、13＃、16＃、17＃、21＃、22＃坝段及厂房1＃、4＃机、中孔洞塞、抗剪桩抗滑桩及升船机排架。共有仪器783支，其中255支接入自动化监测系统、528支仪器接入36个集线箱进行人工监测。自动化仪器每天采集一次，人工监测采用南瑞公司造NDA1111型电阻比指示仪每月监测一次。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.4环境量监测
环境量监测包括气温监测、降雨量监测、库水温监测、上、下游水位监测，自动化每天采集
三、自动化监测系统在观测工作中的应用
3.1 工作效率大幅度提高
以往传统的人工观测方式方法以定时定点观测为主，安装大坝安全自动化监测系统后，既可对多个观测项目实施24小时不间断观测，根据要求设定数据采集频率，又可对观测数据自动进行及时的汇总、整编、分析和存储，大大提高了工作效率。
3.2水库大坝的安全运行情况实时掌握
自动化监测系统可以在几分钟内就可完成大坝所有监测点的数据采集、汇集、整理工作，并将整理后的结果进行定量分析，绘制监测项目数据分析图表，真实反映出大坝的实际运行状况，管理人员对工程的整体运行情况及水文气象变化趋势一目了然，水库调度运行计划和工程维修养护方案的制定都有了科学的依据，水库大坝安全运行系数大幅提高。
3.3管理手段、管理方法逐渐步入科学化发展轨道
大坝自动化监测系统的建成，技术资料一次性实现数字化存储，随时可进行查询、备份、传输、整编、绘制图表等工作，及时对监测数据进行整理分析，为水库调度运行与管理提供了可靠的技术支持，使及时了解和掌握真实的工程安全运行状况得到保证，大大提高了水库运行管理的科技含量。
四、确保大坝自动化运行的措施
4.1选择具有过硬质量的测量仪器是系统安全运行的必备条件
选择好监测仪器是自动化成败的关键。自动化监测系统的仪器设备仪器设备应是“三性”产品，即可靠性、可维护性和保障性。由于大坝监测仪器常年工作在高湿度、大温变、雨雪风沙、强电磁干扰等恶劣环境下，因此自动化仪器设备的可靠性应包括稳定性、安全性和耐久性，以适应现场环境恶劣、监测物理量变化较小而又要长期稳定监测的要求。同时在强调仪器设备可靠性的同时，还应追求可维修性和保障性，以便系统故障时能及时维修，减少维修时间，降低维修人员的技术等级要求。并能保障备用配件及时供应，以确保仪器设备连续工作的能力。从安康水电厂采取测量仪器的从实际运行效果来看，完全能满足大坝在高湿度、大温变等特殊环境下安全监测的要求，确保观测资料连续、稳定可靠。监控系统的在线诊断可以让运行人员第一时间发现故障并采取措施，模块化结构在出现故障后运行人员也能自己动手更换，系统不致停止运行，使DAU整体故障风险大大降低。
4.2 加强自动化运行与维护人员的专业培训
大坝监测自动化系统涉及的面很广，要求运行与维护人员不但在硬件上掌握电工、电子专业知识且实践动手能力较强，还要熟悉本系统的计算机及网络设备的安装及配置；能够熟练地使用软件的各项功能。对计算机操作系统、SQLServer数据库、Office软件、Visio软件及其它一些常用的计算机应用软件具有较高的应用水平。除了丰富的专业知识，良好的职业道德也是监测自动化运行与维护人员的必备素质。只有具有良好的敬业精神，类似传感器“中间极引线故障”等常见设备故障才能及时发现进而快速处理。因此应重视监测自动化运行人员的专业培训，尽快提高其整体素质，以适应不断发展的监测自动化技术对运行维护人员的技术要求。
4.3 作好日常的设备巡检工作
无论在前期的设备安装与日常的维护中，均有可能出现因人为原因造成系统运行故障。监控系统的在线诊断功能，虽能第一时间发现传感器及NDA的通讯及电源故障，但对于测值本身的异常很难发现，因此运行人员在系统运行中，要加强现场工况检查维护，并结合系统采集数据进行分析，发现问题及时处理。系统各类仪器结合人工观测每月定期检查，遇特殊天气情况、汛期或其他意外情况（发现测值不正常）应及时到现场检查，检查过程要记录正确。当仪器出现故障时，应及时进行处理，在此期间可以用人工观测数据取代自动化，以免出现数据中断的情况。
大坝安全监测自动化系统在我国有20多年的发展历史，随着电子技术、网络技术、计算机技术的快速发展，已从分离元件、集中控制向高度集成化元件、开放型分布式系统发展。其实时性、智能性、可靠性、稳定性等都有极大的提高，为实现大坝安全的在线监测、“无人值守”、远程控制奠定了基础。
参考文献
[1]赵志仁,徐锐. 国内外大坝安全监测技术发展现状与展望[J]. 水电自动化与大坝监测,2010,05:52-57.
[2]何金平,张博,施玉群. 大坝安全监测中的几个基本概念问题[J]. 水电自动化与大坝监测,2009,03:51-55.
[3]陈文燕,朱林,王文韬. 大坝安全监测的现状与发展趋势[J]. 电力环境保护,2009,06:38-42.
论文作者:王英利
论文发表刊物:《电力设备》2016年第9期
论文发表时间:2016/7/4
标签：大坝论文; 安康论文; 廊道论文; 在线论文; 监测系统论文; 系统论文; 人员论文; 《电力设备》2016年第9期论文;