水库大坝安全管理中自动化技术的应用

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摘要：自动化技术是一种综合性较强的技术类型，与计算机技术、电子技术、自动控制技术密切相关。现如今，自动化技术应用范围越来越广泛，在水库大坝安全管理中也可应用自动化技术，对水库大坝安全情况进行自动化监测管理。对此，本文首先对水库大坝安全管理的主要特征以及常见问题进行介绍，然后对水库大坝安全管理中自动化技术的应用原则进行分析，并对自动化技术在水库大坝安全管理中的应用要点进行详细探究，以期为实际工程提供借鉴。

关键词：水库大坝；自动化技术

水库工程在促进社会经济发展方面发挥的十分重要的作用，在水库大坝运行中，如果发生安全事故，影响水库大坝应用功能，则会对区域经济建设和生产发展造成不良影响。另外，在我国农业发展中，水库是十分重要的水利设施。由此可见，必须对水库大坝安全管理进行深入研究，推广应用自动化控制技术，提升水库大坝安全管理自动化水平。

1水库大坝安全管理的主要特征及其存在的问题

1.1水库大坝安全管理的特征

水库大坝的综合效益比较高，在水库大坝安全管理中，常见特征主要有以下几点：第一，部分水库工程处于高水位运行状态，安全管理工作难度较大。第二，有些水库使用年限较长，坝体单薄，并且已逐渐暴露出很多病害，在水库大坝安全管理中，要求加强安全监测，并采取有效的除险加固措施。第三，在部分水库工程下闸蓄水后，渗漏问题比较常见，若不能及时采取有效的防渗加固措施，则会对水库运行安全造成严重威胁。

1.2水库大坝安全管理存在的问题

第一，缺乏完善的安全管理体系。在很多水库大坝安全管理中，均没有完善的应急管理系统。在水库大坝安全监测时，如果发生安全问题很难及时解决。另外，在水库大坝安全管理中，没有确定管理人员的具体工作职责，导致其在水库大坝安全监督方面工作力度不足，无法保障水库大坝安全。第二，没有应用先进的管理方式。在当前的水库大坝安全管理中，很多管理人员依然采用传统的管理方式，没有充分应用先进的信息技术、大数据技术、监控技术等，导致管理人员无法对水库大坝安全运行实际情况进行监督控制，不能及时了解水库大坝运行信息，进而影响水库大坝安全管理效率。第三，在水库工程建设技术规范方面存在一些不足，比如在水库大坝施工中，在不同时期进行工程项目建设时，施工标准以及管理标准有一定区别，并且可能存在一些不足。施工人员在水库大坝施工管理中，必须采取针对性解决措施。

2水库大坝安全管理中自动化技术的应用原则

2.1实时性

在利用自动化技术进行水库大坝安全管理时，实时性应用原则至关重要。水库大坝监测范围广泛，在水库大坝所有运行阶段，均需加强安全监测管理，要求管理人员能够对水库大坝试水流量进行检测和监督管理，提高检测工作的实效性，为水库大坝安全管理提供可靠依据。

2.2可靠性

水库大坝安全管理工作人员的综合素质会对安全管理工作效果产生较大影响。部分水库大坝运行环境恶劣，对于自动化技术的应用要求比较高，对此，水库大坝安全管理人员应提升自身管理工作技能，结合实际情况选用适宜的自动化技术，并且制定完善的自动化管理方案，进而提高自动化安全管理效率。

2.3实用性

为了充分发挥自动化技术在水库大坝安全管理中的应用优势，还应注意加强自动化技术的实用性。水库大坝建设区域地质条件不同，其运行状况也有一定差异，这就要求在水库大坝安全管理中，综合考虑水库大坝建设运行实际情况，采取实用性较高的安全管理措施，制定针对性管理方案，提升安全管理技术水平。

3水库大坝安全管理内容

3.1渗流监测

水库大坝渗流监测的对象主要包括渗流量以及渗透压力，在应用自动化技术进行渗流监测时，要求根据水库大坝实际情况合理设置渗流监测点。如果水库大坝为土石坝，则需将监测点设置在坝体渗水位置以及渗水集中的位置，另外，在大坝两岸还可设置地下水位监测点，对水库大坝渗流实际情况进行全面监测。如果水库大坝为混凝土结构大坝，则可在大坝基础廊道部位设置压力监测孔，在不同坝段设置独立的监测点。

3.2变形监测

变形监测是水库大坝安全管理的重点，在变形监测中，要求做好垂直位移监测以及水平位移监测两点。在水平位移监测时，监测点数量应在3个以上，同时还应根据大坝类型确定监测点：如果水库大坝为土石坝，则可在大坝后部以及顶部设置监测点，各个监测点之间的距离在30m～50m之间；如果水库大坝为混凝土结构大坝，则可在坝高位置设置监测点，监测点数量一般在3个以上。

3.3大坝位移监测

大坝位移监测是水库大坝安全管理的重点，要求对水平方向和垂直方向位移变化情况进行监测。对于混凝土大坝，可对监测点进行分段布置，位移监测点主要设置在重要大坝以及高坝上。现如今，在水库大坝安全管理方面，对于坝段水平位移监测管理的重视度越来越高，可在大坝上选择3个监测点，另外，在土石坝坝顶以及后部位置，还可设置水平垂直位移监测点，对于各个监测点之间的距离，应控制在30m～50m之间。

4水库大坝安全自动化装置

4.1水平、垂直位移传感器

在水库大坝水平位移自动化监测管理中，传感器类型一般可分为水平位移传感器以及垂直位移传感器两种。另外，传感器形式可分为电容式以及电机式两种，其中，电容式传感器的测定过程快速，但是对于使用条件的要求比较高，并且线路布置比较长，而电机式传感器的测定速度较慢，但是对于使用条件的要求比较低，并且可靠性较高。另外，近年来，真空激光准直监测装置技术水平不断提高，并被推广应用于水库大坝位移监测中，但是，在真空激光准直监测装置应用中所需成本较高，并且运行维护管理费用也比较高，因此尚未得到推广应用。除此以外，在我国水库大坝安全管理中，还可应用大量程位移计。总体而言，在我国水库大坝位移监测管理中，主要提倡推广应用高精度自动扫描全站仪，其能够对水库大坝表面变形情况进行监测管理。

4.2地下水水位自动化监测装置

在水库大坝地下水位监测中，渗压计是一种比较常见的自动化检测装置，对于渗压计，可分为通气式渗压计以及弦式渗压计两种类型。其中，通气式渗压计的使用性比较强，应用范围广泛，但是需要注意，如果周围环境湿度比较大，则在通气式渗压计的使用中，潮湿空气可能会对管道造成不良影响，无法保证监测结果的准确性和可靠性，这就要求在通气式渗压计的实际应用中，对检测所得结果进行核对分析。弦式渗压计的耐久性比较好，并且运行状况稳定，但是容易受到环境中气压因素的影响，因此实际测量量程比较小，检测结果可靠性比较低。

4.3智能传感器

在智能传感器中融入先进的计算机技术以及信息技术，能够有效解决监测点设置问题，要求将监测点设置在适宜位置。在智能传感器的实际应用中，无需采用大量线缆，可有效减少大坝安全监测管理工作人员劳动强度，另外，在智能传感器中应用中央管理控制器，其能够对各类附属设备进行监控管理。

4.4中央控制设备

中央控制设备主要是由电源监控主机、任务主机以及其他附属设备等所组成的。现如今，计算机技术、网络技术发展迅速，中央控制设备技术水平逐渐提高，其持续运行能力较强，并且应用成本比较低。因此，在水库大坝安全管理中，应推广利用中央控制设备作为监控主机。

5结语

综上所述，本文主要对水库大坝安全管理中自动化技术的应用方式进行了详细探究。在水库大坝运行管理中，安全管理至关重要，自动化技术是一种综合性比较强的基础类型，通过将自动化技术推广应用于水库大坝安全管理中，结合实际情况选用传感器，在大坝位置设置监测点，可对水库大坝渗流情况、变形情况以及大坝位移情况进行有效监测，进而详细了解水库大坝运行实际情况，为水库大坝安全管理提供可靠依据，保证水库大坝运行效益。

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），2016，16（3）：173-174.

[2]刘春秀.水库大坝安全监测自动化技术[J].科学中国人，2016，4（2）：36-37.

[3]李海强，苏强.关于水库大坝安全监测自动化技术的探讨[J].四川建材，2019，4（6）：57-58.

作者：刘乾蓉 单位：重庆市垫江县水利管理站