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水库工程大坝安全监测方案范文1
【关键词】水库大坝； 安全监测； 检测仪；
一、前言
水库大坝的安全监测对于水库的安全性具有很大的意义，而从目前我国水库大坝安全监测现状来看，其还存在着很多的问题，影响大坝安全运行，因此，做好水库大坝安全监测不仅仅需要从加固方面，而且还需要从技术方面入手。
二、水库大坝安全监测的现状和作用
1、水库大坝安全监测的现状
对于我国水库大坝安全检测工作，很多中小型的水库做的非常不到位。没有设置安全检测设施，没有根据国家规定建立安全检测设施，比如说坝前检测水位尺、坝址雨量筒以及坝后测量水堰。对于安全检测设施，大多数水库采用人工检测，这样不仅导致效率极低，还容易由于人为因素的影响导致检测精度不够。有的水库站建立安全检测自动化系统，不过设施落后，精度很低，可靠性能不好，并且工作能力很差，比如说有的大坝对于渗流检测方面，仪器质量不足，仅仅只有一道机械密封，这样就使得自动化系统无法在恶劣环境下工作。因此，安全检测设施需要亟待改善。
2、水库大坝安全监测的作用
经过大坝安全监测仪器人工巡查监测，根据相关的数据和资料，诊断的大坝安全与否的结果，影响着水库大坝的施工安全、周边地区的生命财产安全和生态安全，也对以后的设计提供了很好的借鉴，能够改进相关的安全监测设计、施工技术以及对大坝安全性的诊断，能够确保水库大坝安全性能的全面提高。
（一）确保施工安全
水库大坝的安全监测是否合理到位，首先关系着水库大坝在施工过程中是否安全。科学、合理、有效的水库大坝安全监测，能够确保水库大坝施工整个过程的安全进行，能够确保水库大坝在施工过程中出现的实际性问题得到及时合理的解决，最终保障水库大坝的后期运行安全。
（二）确保生态安全
水库大坝的安全监测关系着水库大坝的安全运行，也关系着水库大坝周边和下游地区生态环境的安全。水库大坝的安全能够确保周边生态环境的良好运行，避免地震、洪水、泥石流等地质灾害的发生，避免大气气候的异常导致的气象灾害，避免景观文物的损毁，避免巨大的生态经济损失。
（三）改进设计方案
在水库大坝的安全监测过程中，通过总结实践中的经验，可以验证和完善水库大坝的设计参数，提高监测设计的科学有效性，并且能够在施工技术和安全分析诊断方面进行改进，从而完善大坝的安全监测。也能够在长期的实践和观察分析中，进一步预测大坝的未来状态，避免大坝存在重大的安全隐患。
三、大坝安全监测的技术方法
1、大坝渗透观测技术
监测管理人员在对大坝进行渗透观测时，应当做好巡视检查与渗流量观测等各项工作。在巡查过程中，要重点关注坝体上有无蚁穴、动物巢穴、不明原因形成的裂缝等安全隐患，一旦发现应立即报告上级部门探讨修复方案，将安全隐患扼杀在萌芽状态。在下游地段巡查时，要时刻留意翻砂、冒水、混水、坍塌等不正常现象，尽快找出渗水点，并采取一系列措施将其妥善处理，最大程度上确保大坝的安全与稳定。
2、人工巡查技术
除了网络化的大坝安全监测系统之外，还应加强人工的现场巡视观察尤其在降雨强度大的季节，应有工作人员轮流值班在现场进行监视，对大坝坝体、坝肩、周边地质情况进行观测。并及时将观察得到的现场情况及时反馈给相关专家，以便及时分析，及时发现安全隐患，确保大坝的安全运行。
四、提高大坝安全监测的建议
1、严格科学的管理
在大坝安全监测的过程中，应该建立合理的安全监测管理系统。包括对测点的管理、仪器设备的管理、数据采集的管理、数据分析和安全诊断的管理、档案资料的管理以及对大坝人工巡视的管理。不仅要加强人员的管理，还应建立科学的网络管理系统。只有严格科学的管理，才能保证安全监测程序的有效进行，才能更好的保证大坝的安全。
2、对现有水库大坝监测设备进行有步骤、有计划地分批改造和补换。
尤其对于各级水利主管部门而言，其应当将制订的改造、补设以及完善水库大坝的安全监测目标和实施计划落实到实处。因为一项制度落实的意义要远远大于其存在的价值。因此，水利主管部门应当将其落实到实处，并对其加强监督管理。同时，还要定期地开展水库大坝安全鉴定工作，尤其是各级水利主管部门应当对水库大坝进行实地安全鉴定，从而保证该水库大坝能够安全运行。笔者建议建立一套科学有效的水库大坝安全监测研制体系，不断地提升当前水库大坝的安全监测仪器研发水平。
3、要对监测人员加强技术培训
从实践来看，水库大坝安全监测人员的更换比较频繁，而且专业技术有待进一步提高，因此建议水利管理部门要广开渠道，加强对工作人员的技术培训；同时，还要不断地开源，多探寻一些途径，来解决当前我国水库大坝安全监测工作的经费需求问题。不仅要将其列入到基建工程概算之内，而且还要不断地对监测设备和装置进行更新换代，该退役的监测设备不能再继续服役。
历史溃坝事例剖析标明，水库溃坝失事的一个重要原因是没有建造配套的大坝安全监测设施，不能及时发现水库大坝内部性态改变，错失科学决策支撑和应急处置时机。因而，务必要充分认识建设水库大坝安全监测设施的必要性、重要性，高度重视水库大坝安全监测作业。关于新建或加固改造的水库工程，大坝安全监测系统要做到与主体工程同步设计、同步建设、同步运转；关于已建水库，要联系水库规模、功能等特色，量体裁衣编制水库大坝安全监测设施建造（或更新改造）规划，按照轻重缓急，有方案、有步骤建成水库大坝安全监测体系。
5、加强法规制度建设，加快完善技术标准体系
对于大坝安全监测在水库运转安全办理中的重要位置和效果，结合当时水库大坝安全监测现状，根据现行有关法律法规，把大坝安全监测办理作为一项根本制度归入正在修订的《水库大坝安全办理条例》中，赶快拟定出台《水库大坝安全监测管理规定》，对大坝安全监测系统规划、投标、施工、监理、检验、运转保护、信息收集、材料整编剖析以及监测仪器准入条件、仪器更新作废机制、监测单位责任及执业人员培训等作出行政性规则。赶快拟定《大坝安全监测系统设计规程》、《大坝安全监测设施验收导则》、《大坝安全监测设施更新改造技术规范》、《大坝安全监测系统鉴定技术规范》、《大坝安全监测系统运行维护导则》、《浆砌石坝安全监测技术规范》、《小型水库大坝安全监测导则》、《平原水库大坝安全监测导则》、《水闸工程安全监测技术规范》、《引调水工程安全监测技术规范》、《隧洞工程安全监测技术规范》等，进一步完善安全监测技术标准体系。
五、结束语
综上所述，笔者在以上文中对水库大坝安全监测的现状以及重要作用进行了详细的探讨分析，同时也根据目前的现状问题提出了一些监测技术方法和建议，希望能够对水库大坝安全运行带来一些积极意义。
【参考文献】
[1]张先灿. 关于水库大坝安全自动监测及其重要性的分析[J]. 门窗，2014，12：443-444.
[2]王军. 水库大坝安全监测系统的设计与实现[D].中山大学，2013.
[3]方卫华，范连志. 水库大坝安全监测调查研究[J]. 中国水利，2013，10：28-30+40.
水库工程大坝安全监测方案范文2
Abstract： This paper， taking Zhuzhuang reservoir in Xingtai city of Hebei Province as an example， combined with the actual requirements of monitoring and management characteristics of dam safety monitoring， discusses its security monitoring project settings and the measuring points arrangement ideas. The paper also does an in-depth analysis of the historical monitoring problems， hoping to provide necessary help and inspiration for dam safety monitoring management problems.
关键词： 大坝；安全监测项目；设置；测点布置
Key words： dam；safety monitoring project；setting；the arrangement of measuring points
中图分类号：TV698.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）19-0090-02
0 引言
大坝安全监测是当前最有效的大坝安全管理方法，能最大程度上确保大坝的安全，帮助技术人员及时发现安全隐患，大大提升水库的安全性与稳固性。作为大坝安全监测的重要组成部分，检测项目设置与测点布置需要技术人员严格按照相关要求落实各项监测标准，帮助大坝有效规避风险，进一步提升安全监测工作的质量，使其更具针对性与有效性，为水坝的健康长远发展提供条件。
1 朱庄水库的概况分析
朱庄水库是一座集城市用水供应、防洪防涝防旱、农作物灌溉引水、渔业养殖、水力发电等功能于一体的大（Ⅱ）型水利枢纽工程，控制流域面积达1200平方千米，水库整体容积约为4.162亿立方米。它坐落于距河北省邢台市35公里的朱庄村以西的沙河干流上，具体坐标为（37°0′34"N，114°11′E）。
朱庄水库枢纽工程为浆砌石砼重力坝体，高度达95米，坝体长度达544米，作为其重要组成部分的溢流坝全长约为110米，高程达261.68米，其上装设的六扇钢闸门均为弧形设计，峰值期的最大泄水速度可以达到每秒12300立方米。朱庄水坝上的三个泄洪孔位置分设于溢流坝8-10号坝块的闸孔中墩内，孔洞尺寸大小约为8-9平方米，底孔高程在200米左右，峰值期的最大泄洪速度可达每小时260万立方米。
2 朱庄水库工程安全监测项目设置
技术人员在日常管理过程中，落实安全监测项目设置工作，能更全面、客观、深入地了解朱庄水库枢纽工程的实际运行情况，掌握其各项动态信息，找出运行中存在的突出问题并对其进行重点探讨，分析出有效的解决对策，最大程度上确保朱庄水库的安全与稳定。除此之外，技术人员在系统观测时还应当有一定的目的性与针对性，尽可能参照相应的规范要求操作，有意识地为后期建设、维修、养护工作留下有价值的数据信息资料。
2.1 大坝变形观测
2.1.1 水平位移监测 通常情况下，技术人员惯用的水平位移监测手法有视准线法、引张线法与激光准直法等，第一种方法在直线型大坝的变形观测中使用较多，具有观测成本低廉、精确度低、观测结果易受影响的特点；第二种方式与第一种观测方法一样具备经济性特征，但在读数精确程度方面远超视准线法，不易受外界因素干扰，稳定性好、精准性高、精确性强是其日益普及的关键；第三种方式又可以细分为大气激光准直法与真空激光准直法两种，前者只适用于小型大坝且较易受到大气折射干扰，经过改良后已经突破了技术阻碍，可以完全实现自动化监测，将人力资源从繁重枯燥的劳动中解放出来，提高了监测的效率与质量。后者适用于大型水库的变形观测，现阶段技术研发人员正在考虑通过设计真空激光转角来扩大该项观测方法的应用范围，使其同样适用于曲线型大坝的观测工作。
2.1.2 垂直位移监测 最为常用的垂直位移监测方法有几何水准法与连通管法，前者具有较高的精准度，能为技术人员提供可靠的数据资料，但其操作过程需要人力全程陪同，不利于实现人力资源的优化合理配置；后者利用连通管原理，具有数据精准度高、操作简单、自动化程度高等优势，具有极高的应用价值。
2.2 大坝渗透观测 监测管理人员在对大坝进行渗透观测时，应当做好巡视检查与渗流量观测等各项工作。在巡查过程中，要重点关注坝体上有无蚁穴、动物巢穴、不明原因形成的裂缝等安全隐患，一旦发现应立即报告上级部门探讨修复方案，将安全隐患扼杀在萌芽状态。在下游地段巡查时，要时刻留意翻砂、冒水、混水、坍塌等不正常现象，尽快找出渗水点，并采取一系列措施将其妥善处理，最大程度上确保大坝的安全与稳定。监测人员在大坝上游区域巡查时，一旦发现存在漩涡、清晰的漏水声等情况，应当当机立断组织人员进行水底检测，排除渗透隐患。
2.3 坝体应力观测 通常情况下，专业监测人员可以通过大坝坝体应力判断整个朱庄水库枢纽工程的安全系数。在实际应力测量过程中，监测员要根据大坝类型属性的不同，选择正确的测量方法。混凝土坝体的应力值可以通过测量有效应力获得，若坝体为土石质地，还应当通过测量孔隙水压力的方式获得准确的有效应力值。
3 朱庄水库工程观测设施布置
3.1 水平位移观测
3.1.1 视准线法 朱庄水库利用视准线法共设置了四十九个测点，五个测站，五个后视点与五条视准线，其中测点分布情况为：大坝坝顶A点至B点方向设有九个测点，视线覆盖长度达到532.66米，而大坝坝顶B点至C点方向工设有二十七个测点，视线覆盖长度达到536.56米，剩余的测点分设于溢流坝、消力池处，前者分得十六个测点，视线长度约为500米，后者分得四个测点，总视线长达550.10米。
3.1.2 引张线法 技术人员在布置观测设施时只于朱庄水库处设置了两条引张线，共设有十六个观测点。其一安装于溢流坝的廊道处，全长124米，仅为229廊道的一半，利用六个观测点将8-10号坝块全部划归为监测范围；其二安装于非溢流坝的廊道处，全长205米，12A-16B等十个坝块均设有观测点。
3.2 垂直位移观测 朱庄水库垂直位移观测点大致分布于大坝坝顶、消力池、非溢流坝、溢流坝、放水洞桥墩等位置，其中坝顶与非溢流坝所占比例最大，前者达到36个，左右非溢流坝共设置了23个观测点。
3.3 大坝渗流与渗漏观测 朱庄水库枢纽工程为确保渗流观测质量与效果，共设有八十四个测压管孔，坝基扬压力孔占了近八成，数量达到五十九个，剩余的二十五个则全部为浇渗孔。除此之外，为了获得良好的渗漏观测结果、及早发现渗漏隐患，技术人员在朱庄水库拦河坝上安装了两处观测点，其一位于大坝坝体的灌浆廊道内，正处在排水沟边，另一处则被技术人员有意识地放置于消力池北侧竖井中。
4 结束语
综上所述，大坝要想提高自身的安全系数，健康长远地运行就必须要定期开展安全监测工作，落实检测项目设置与测点分布设置的各项要求，加强巡查管理与渗流量观测，消除大坝上下游存在的各种安全隐患，发现问题就要立即向上级部门报备，以寻求最为妥善的解决方法，杜绝安全事故的发生，将因监管不力造成的各项损失降到最低。朱庄水库由于建成时间较早，多年的使用难免使其出现各种问题，更需要监测人员加强巡查管理力度，有效延长其使用期限，发挥出更大的价值。
参考文献：
[1]赵玉芹，贾忠清，黄九权等.平原水库大坝安全监测[J].水科学与工程技术，2010（5）.
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水库工程大坝安全监测方案范文3
关键词：水利工程；安全监测；国家标准
千里之堤溃于蚁穴。这则成语故事说的是战国时期，魏国相国白圭在防洪方面很有成绩，他善于筑堤防洪，并勤查勤补，经常巡视，一发现小洞即使是极小的蚂蚁洞也立即派人填补，不让它漏水，以免小洞逐渐扩大、决口，造成大灾害。白圭任魏相期间，魏国没有闹过水灾。
成语故事告诉我们，在基层从事水利工程管理的科技人员，尤其是担任水利枢纽工程监测任务的工作人员一定要认真钻研业务，勤奋工作，严格仔细做好每一项监测工作，确保水利工程安全度汛，并且讯后乃至整个非汛期也要一如既往的认真工作，确保水利枢纽安全运行。
2008年9月8日，山西省襄汾县新塔矿业有限公司塔儿山铁矿的一座尾矿库发生溃坝事故，倾泄出来的共26.8万立方米的带矿渣的泥水波冲击下游500米处的矿区办公室、集贸市场与民宅等，事故共造成261人死亡，山西省省长孟学农引咎辞职。
2013年2月15日，山西洪洞县曲亭水库输水洞破裂漏水，1900万立方米的蓄水量以每秒5―6立方米的流速下泄，致使太原到运城、太原到离石、大同到西安三条客运线停运。这起溃坝事故发生在春节假期，给祥和的节日蒙上了一层阴影，如此漏水在当今世界恐怕也没有第二例，可见输水洞破裂恐怕比蚁穴的隐患更大。
一、大坝监测及岩土工程仪器有关的国家标准
2010年5月底出版的《大坝监测及岩土工程仪器国家标准汇编》收录了与大坝监测及岩土工程仪器有关的国家标准4大类共计33项。
（一）大坝监测仪器标准
1.GB/T 3408.1-2008 大坝监测仪器应变计第1部分：差动电阻式应变计；
2.GB/T 3408.2-2008 大坝监测仪器应变计第2部分：振弦式应变计；
3.GB/T 3409.1-2008 大坝监测仪器钢筋计第1部分：差动电阻式钢筋计；
4.GB/T 3410.1-2008 大坝监测仪器测缝计第1部分：差动电阻式测缝计；
5.GB/T 3410.2-2008 大坝监测仪器测缝计第2部分：振弦式测缝计；
6.GB/T 3411.1-2009 大坝监测仪器孔隙水压力计第1部分：振弦式孔隙水压力计；
7.GB/T 3412.1-2009 大坝监测仪器检测仪第1部分：振弦式仪器检测仪；
8.GB/T 3413-2008 大坝监测仪器埋人式铜电阻温度计；
9.GB/T 21440.1-2008 大坝监测仪器沉降仪第1部分：水管式沉降仪；
10.GB/T 21440.2-2008 大坝监测仪器沉降仪第2部分：电磁式沉降仪；
11.GB/T 21440.3-2008 大坝监测仪器沉降仪第3部分：液压式沉降仪；
12.GB/T 2254.2.1-2008 大坝监测仪器垂线坐标仪第1部分：步进电机式垂线坐标仪；
13.GB/T 22543.1-2008 大坝监测仪器引张线仪第1部分：步进电机式引张线仪；
（二）岩土工程仪器标准
1.GB/T 15406-2007 岩土工程仪器基本参数及通用技术条件；
2.GB/T 21029-2007 岩土工程仪器系列型谱；
3.GB/T 23872.1-2009 岩土工程仪器土压力计第1部分：振弦式土压力计；
4.GB/T 24104-2009 岩土工程仪器型号命名方法；
5.GB/T 24105-2009 岩土工程仪器基本环境试验条件及方法；
6.GB/T 24106-2009 岩土工程仪器术语及符号；
7.GB/T 24108-2009 岩土工程仪器可靠性技术要求；
（三）土工试验仪器标准
1.GB/T 4934.1-2008 土工试验仪器剪切仪第1部分：应变控制式直剪仪；
2.GB/T 4934.2-2008 土工试验仪器剪切仪第2部分：现场十字板剪切仪；
3.GB/T 4935.1-2008 土工试验仪器固结仪第1部分：单杠杆固结仪；
4.GB/T 4935.2-2009 土工试验仪器固结仪第2部分：气压式固结仪；
5.GB/T 9357-2008 土工试验仪器渗透仪；
6.GB/T 12745-2007 土工试验仪器触探仪；
7.GB/T 12746-2007 土工试验仪器贯人仪；
8.GB/T 13606-2007 土工试验仪器岩土工程仪器振；
（四）弦式传感器通用技术条件
1.GB/T 21043-2007 土工试验仪器应变控制式无侧限压缩仪；
2.GB/T 21997.1-2008 土工试验仪器液限仪第1部分：蝶式液限仪；
3.GB/T 21997.2-2008 土工试验仪器液限仪第2部分：圆锥式液限仪；
4.GB/T 22541-2008 土工试验仪器击实仪；
5.GB/T 24107.1-2009 土工试验仪器三轴仪第1部分：应变控制式三轴仪 。
二、大坝安全监测
大坝安全监测是通过仪器观测和巡视检查对水利水电工程主体结构、地基基础、两岸边坡、相关设施以及周围环境所作的测量及观察。监测既包括对建筑物固定测点按一定频次进行的仪器观测，也包括对建筑物外表及内部大范围对象的定期或不定期的直观检查和仪器探查。
1.监测工作内容。主要包括观测方法的研究，仪器设备的研制、生产，监测设计，监测设备的埋设安装，数据采集、传输和储存，资料整理和分析，大坝实测性态的研究、评价等。
2.监测项目。不同级别的大坝要求监测的项目不同。对于一二级大坝，仪器监测主要有（1）工作条件监测。也就是上下游水位、库水温、气温、坝前淤积、下游冲淤；（2）渗流监测。渗流量、绕坝渗流、渗水透明度及化学分析、混凝土坝的扬压力，土石坝的浸润线、坝基渗水压力、导渗降压；（3）变形监测。水平位移和垂直位移、接缝和裂缝、混凝土坝的挠度和倾斜、土石坝的固结等；（4）应力应变及温度监测。混凝土坝的混凝土应力、应变，钢筋应力，钢管、蜗壳的钢板应力，混凝土温度、坝基温度、土石坝的孔隙水压力、土压力；（5）其它监测：近坝区岸坡稳定，局部结构的应力、应变，坝体地震反应，水力学监测。其中变形和渗流观测是最重要的观测项目。
3.监测仪器。应变计、位移计、渗压计、读数仪、钢筋计、测缝计、量水堰计、集线箱、土压力计、沉降仪、水位计、多通道数据采集仪、锚索测力计、测斜仪、温度计、无线智能数据记录仪、垂线坐标仪、雨量计、软件等等。
三、完善监测手段与监测系统
我国拥有数量众多的以土石坝为主体的中小型水库，这些水库为防御洪水灾害和保障国民经济建设发挥了重要作用。但是目前大部分中小型水库由于建设年代久远，基础设施较差，缺乏有效的监测预警措施，无法对水库的运行情况进行及时有效的安全监测，水库的病险状况不能及时掌握和处理，极易成为安全隐患。因此，建设一套完善的安全监测与预警系统就显得尤为迫切。
1.充分利用当前物联网技术、智能传感技术、云计算技术、嵌入式技术、通信和多媒体信息技术，以自主研发设备和应用软件系统为核心，构建一套行之有效的水库安全监测与预警系统，面向省、市、县水利管理部门提供一套可靠、实用、专业的安全监测与预警系统解决方案。
2.中小水库安全监测与预警系统主要由监测仪器、基于物联网技术、云技术的专用监测与预警平台等部分组成。可实现对大坝渗流、降水量、库水位等参数的自动化监测。
3.监测项目包括降雨量监测、库水位监测、大坝渗漏渗压监测、渗流渗压监测、渗漏监测、视频监控系统、监测与预警云服务平台。
4.水库大坝监测系统的监测平台，用户可以自行建设监控中心，也可采用基于物联网技术、云计算的监测与预警云服务平台，或者两者兼顾。
5.水利工程监测与预警云服务平台基于无线通信网络为用户提供传感器数据、视频图像、图片远程采集、传输、储存、处理及预警信息发送。通过该平台，以集中式分区化的方式为用户提供便捷、经济、有效的远程监控整体解决方案。
水库工程大坝安全监测方案范文4
[关键词]土坝、日常管理、观测、检查
中图分类号：TV641.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）10-0001-01
1.概况
白盆珠水库土坝位于主坝左岸东南侧3km的万福庵坳口处，为均质土坝，坝体中央设砼防渗墙。坝顶高程90m，坝顶宽9m，长278m，最大坝高40m，土坝右侧坝头有条形山副坝，由单薄山脊加高培厚而形成，坝长115m，最大坝高28.4m，坝顶宽8m。
土坝观测项目分别有浸润线观测和地下承压水观测、变形观测、渗流量观测等，目前仍是沿用人工观测，为提高观测精度及效率，满足现代化管理要求，本文对土坝自动化观测项目改造进行了探讨。
2.观测项目及要求
根据土坝工程安全运行的需要，在设计和管理中，先后确定和设置了若干观测项目和观测设备。
2.1 坝体浸润线观测和地下承压水观测
根据设计要求，在坝体11个断面上埋设了70条测压管，其中在坝上共安装埋设10条承压水观测测压管，每周三观测一次，库水位涨落幅度大，速度快时，每天观测一次。
2.2 土坝变形观测
坝体变形观测包括垂直位移和水平位移观测，共埋设23个观测标点，每月观测一次，按加强三等水准测量精度要求进行观测。
2.3 中央砼防渗墙变形观测
中央砼防渗心墙变形观测，垂直位移和水平位移观测，设4个观测标点，每月观测一次。
2.4 渗流量观测
渗流量观测选用直角三角形量水堰设施， 1#堰位于左侧坡脚，2#堰位于土坝下游集水池末端，3#堰位于条形山副坝下游坝脚。每天观测一次。
3.设计依据
土坝观测项目自动化改造应遵照国家有关部门最新颁布的标准和规范。
4.设计原则
4.1 功能实用
土坝观测项目自动化改造必须符合国家规范规定和水库大坝的实际需要，可以解决水库大坝安全监测方面的实际需求，系统简洁明了、实用、运行及维护操作方便。
4.2 技术先进
在可能范围内尽可能应用现代计算机技术产品、最新材料技术产品、最新通信及信息传输技术产品、自动化程度和技术性能高，整体综合水位达到国内先进水平。
4.3 性能可靠
改造后各个方面的硬件、软件、各项产品均为技术成熟、性能可靠、在设定的各种工况下能长期稳定运行的产品。
4.4 扩展性强
系统模块式结构组合，功能调整的灵活性、可扩充性强，便于升级。
4.5 安全可靠
改造后的观测系统具有高性能的抗雷电、抗电磁干扰、抗恶劣自然环境干扰的功能。
4.6 高度整合
改造后的系统能与水库现有水情系统等相互整合，数据交换标准统一，信息资源利用及信息共享程度高。
5.观测项目改造
5.1 测压管观测自动化改造
土坝原有测压管观测采用利用测水位器进行测量，通过万用表、测绳、钢尺，利用测压管管口高程及吊索的长度差求得管内水位高程。
为了实现监测的自动化，首先需对这72个测压管进行清洗扫孔，后在测压管中安装钢弦式渗压计，并在管口加工一套管口装置，以便固定渗压计，具体方案如下：
①依照设计及现场放样，精确决定渗压计的接长电缆。电缆接长应牢固，接头处作好绝缘处理；
②电缆头部的标记应醒目、牢固、耐久、不易损坏；
③根据孔深及以往测量情况确证渗压计的安装位置。安装根据渗压孔口情况加工好连接法兰等孔口附件，对于常年有压的测点，可根据设计的要求将渗压计安装在测压管管口或测压管内。对于无压或时有压时无压的测点，渗压计必须安装在测压管内最低水位以下约1米的位置；
④安装前安装人员必须进一步确证测压管的测值变化情况，检查以前的人工测值变化范围，并对测压管水位进行实际测量，保证设计的仪器安装位置与实际情况相符；
⑤按照设计安装测压管管口附件，需保证管口附件与测压管的结合处不得漏水。可采用焊接或攻丝套扣加生料带连接；
⑥安装前用小仪表或数据采集单元对仪器进行测量，并记录测量值；
⑦将仪器安装到位，保证仪器或电缆与管口附件的连接处不得漏水。记录下仪器的安装位置，对仪器进行测量，同时测读测压管内水位或压力表读数等初始安装参数；
⑧进行一段时间的自动化与人工对比观测。必须保证人工观测设备的精度，所用的压力表或测绳必须经过检验。如自动化与人工测值差别较大时，应查找原因并予以改正。
5.2 变形观测自动化改造
土坝原变形观测中水位位移采用视准线观测法，用经纬仪、固定觇标，移动觇牌对9条断面进行观测。
垂直位移利用几何水准观测方法，用水准仪、水准尺对23个工作基点进行观测。本次改造采用全站仪和水准仪实现半自动化的人工测量。具体方案如下：
水库工程大坝安全监测方案范文5
关键词：水利工程；质量检测；智能网络监控体系
统智能化技术在最近几年成了一种流行趋势，包括相继出现了大数据、人工智能，并且这些技术也被广泛地应用到了各个行业，并且也都收获了不错的应用效果。
1水利工程质量检测的主要内容
水利工程质检工作中一定要按照相关工作要求完成整体工作流程并进行细化检查，保证实际检测的内容必须要真实有效，同时必须要符合整体管理机制及管控要求之间维持良好的契合度。第一步需要集中设计施工图纸及施工组织，保证施工计划的会审工作可以有序进行，在确保相关的工作内容落实到位之后，才可以从根本上提升整体的工程质量；紧接着需要对水利工程中使用的原材料和外购材料以及半成品或者在工程运行过程中实体工作的质量验收，以能够对提取出来的有效数据进行对比分析，进而建立起比较全面的价格评估体系，如此在保证工程质量事件分析切实有效的基础上，从根本上提升工程项目的整体性综合质量。再者，与之相关的检测工作人员必须对新的结构和材料及工艺操作等施以集中检验，并且对设备使用的有效性予以集中校对。最后一步，相关的技术工作人员需要利用科学化的检测手段机制，依据对应的技术要求对有关项目行为保证规范有序的开展相关工作，并且有针对性地对一些问题提出行之有效的解决对策[1]。
2水利工程质量检测的现状
随着社会经济的发展，我国的水利工程项目同样在不断推进和完善，而与此同时，水利工程项目质检标准也在不断发展和进步，而且其被广泛的应用到了各个工作环节当中，但实际工作中，因为受到各种因素影响的缘故，时而也会出现各种质检中的问题，以至于严重地影响到了整体工作的工程效果。从现阶段的工作现状分析看来，我国水利工程项目中，诸多工程实践都证明其对于我国的社会发展各个方面产生了比较大的影响，并且得到了社会各方面的积极响应，发展前景可谓一片光明。尽管如此，在我国目前的水利工程中依然存在各种问题和矛盾，以及一些需要改进的地方。相比较来说，水利工程的建设都有其专业且系统化的方案来确保它的顺利实施，然而如果在实际施工过程中，未能够满足其对应的方案要求，恰恰容易造成比较大的问题缺失或者行成一定的损失，致使限制整体工程的工作效率和工作质量，更加有可能出现各种具有风险性的安全隐患。所以在实际开发水利工程的同时，我们也要求需要特别注意水利工程检测的应用和完善，保证人民的效益及人生安全或是财产安全，进而达到最终我们开展水利工程项目工作的目的。水利工程建设和我们的日常生活紧密相关，同时它的质量很大程度上也决定了我国水利工程质量检测的最终检测结果，对比来说，保证水利工程的检测质量特别重要。对水利工程建设单位而言，必须特别重视水利工程的质量检测，必须严格把控好水利工程质量检测的每一个工作环节，保证高质量的水利工程质检项目。但在实际水利工程的检测过程中，却并未能够得到相当程度上的重视，以至于最终威胁到整体工程质量。基于此，我们必须从我国水利工程质量检测的质量问题出发，找到针对性的问题解决措施与检测工作渠道。质检对技术要求特别高，同时它也是工程建设的关键环节，是保证水利工程项目实施的前提条件和基础，它在我国水利工程建设中起到了很大作用，所以，中国政府必须给予水利工程质量检测工作足够的重视，坚持质量第一，以最大可能地避免出现工程质量不合格的现象，以可持续发展为基础，建立符合国家水利工程建设要求的项目，纵使能为我国的经济发展做出贡献，为生态环境建设做出贡献[2]。
3大坝智能化网络监控安全监测系统
3.1大坝智能化网络监控安全监测系统。
大坝建造的环境在地质构造复杂且岩土特性不均匀的地基上，基于各种荷载作用力或自然因素的影响基础上，工作的性态及其安全状况在不断的发生着变化，假如要是有出现异常但又未被发现，任其发展的话，后果往往可想而知。然而如果是事先采取行之有效的观测手段进行工程的监测，必然能发现其中的问题，同时采取对应的措施，防止灾难的发生。造成大坝失事的原因一般来自多个方面，世界范围内的三百多座大坝失事的案例中，有超过35%的事故是因为泄洪能力不足所致，同时又在勘测、设计当中洪水的计算以及防洪能力方面存在许多问题，绝大多数事故的发生都是因为洪水之外的工程原因导致，这其中就有一个由量变到质变的过程，能使用监测方法及早发现。一般如果使用仪器观测或巡视检查对于水利工程的主体结构及地基基础或者两岸边坡、相关的设施或是其周围的环境进行观测检查，必将其界定为大坝的安全监测。监测既包含了对于建筑物固定测点按照固定的频次进行仪器观测，又包含了对建筑物外表极其内部的大范围对象定期及不定期直观性的检查及仪器探查。对于大坝的监测和检测其实存在一定的相同之处，他们都属于是对水利工程的工况和运营性状进行量测。而介时此二者又有不同之处，如果把监测的重点放在实时的监视测量上，那么其检测重点则应该以规则标准来对量测结果进行准确地评判，具体地监测可以表现为持续性的水利工程的性状监视记录，而检测多数情况下都可以表示为任何一个时段内的检测结果的评判。运行当中的大坝由于受到许多自然因素影响的缘故，它的工程状态以及运行的情况也都在不断地、随时性发生着变化，对此一定要对大坝进行全面且彻底地检查，随时随地掌握工程开展的状态，并且还要分析大坝的基础或岸坡是否可以安全运行，给予申报工程发展的趋势或是安全度。如此说来，安全检测（包含检查、观测）都应该归属到大坝安全管理的耳目当中去，并且也是具体判断水库是否能够安全充分地发挥出其效益的有效前提，除此之外，它又是施工质量检查、验证设计正确与否的有效手段，它可以进一步为水利工程的科学试验研究提供宝贵的原型观测资料，并且为水库的除险加固设计及调度维修养护提供一定的依据。总体说来，对大坝实施安全质量检测的最终目的就是为了进一步了解大坝的安全性能，同时也是对大坝全面实施科学化管理的重要途径及手段。对上述工作内容重点及相关工作任务，需同时响应政府提出来的“制定‘互联网+’”行动计划，助推大数据、互联网技术以及智能技术数字化大坝安全检测系统的应用和建设。对大坝内容进行重新梳理之后，根据相关的工作要求和工作报告，制定出相关的智能化技术数字大坝安全检测系统报告方案。
3.2设计原则。
3.2.1技术落地化。在对项目当中各个系统运行平台及其主要建设内容技术方案比选时，不仅要考虑到技术方案的先进性，还要保证技术的适当超前，主要还应该考虑到技术方案在实际工程建设当中的适当性，并且在对各种技术进行比选的过程中，选择最佳的技术方案，用以发挥出项目内容的综合效益。
3.2.2稳定第一、适当超前。在对项目技术方案进行比选或者对设备进行选型时，必须要在能够维持适当超前的基础上，应用目前行业最受青睐的技术。比如可以在大坝混凝土的应变监测当中，充分考虑到技术成熟可靠性前瞻领先、工程环境复杂性、电磁环境、可靠性及安全性或者后续长期维护性等的基础上，采用实施光纤光栅传感技术；
3.2.3建设的分步和连续性统一原则。因为建设项目多而且涉及学科广的缘故，技术跨度也比较大所需的时间必须要长才能完成建设。所以，实际建设就必须要求要有一个统筹的过程，凭借急用先建的原则，首先确定好各种建设内容的先后顺序，之后再进行分步建设，综合考虑到计算机发展迅速的特点，对其后面的内容可以采用差异性的技术方案，但要求其所采用的技术方案一定要和前面的技术方案关联起来，保证不同时期的建设内容能够相互兼容。
3.2.4易于维护原则。在各种建设内容技术进行设计时，必须充分考虑到项目建设完成以后的易于维护性[3]。
水库工程大坝安全监测方案范文6
关键词：变形监测 可靠性 方法 精度
中图分类号：P228 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）08（a）-0119-02
1 工程概况
那兰水电厂位于云南省红河州金平县境内藤条江下游，为藤条江干流五级开发方案中的最后一级，距金平县城59 km，距昆明478 km。坝址处集水面积2816.1 km2，多年平均流量115 m3/s。枢纽工程于2002年12月开工，2005年12月下闸蓄水，12月31日首台机组投产发电，2006年第二、三台机组相继投产发电，总装机容量150MW，工程总投资85667.28万元。
2 改造的必要性
枢纽区变形监测网点采用施工区视准线工作基点及施工控制网点，经过多年的使用后，已经不能满足大坝等部位变形监测要求。主要原因有：（1）除坝顶视准线工作基点外，其余视准线工作基点埋设位置陡峭，难以通行和使用；（2）视准线工作基点自身的稳定性并没有进行检核，主要原因是视准线工作基点之间通视条件差，无法构成一个可靠的变形监测网对视准线工作基点的稳定性来进行检验；（3）水准基准网没有建立，使大坝垂直位移监测工作基点的高程没有办法进行检核；（4）采用常规方法进行视准线观测，对人员操作仪器技能的要求较高，观测繁琐，目前测绘单位已经普及的先进测量机器人的作用却发挥不出来，造成了资源的浪费。
基于以上原因，有必要对枢纽区变形监测网进行改造，以建立一套较完善的大坝变形监测基准体系和监测方法。
3 改造方案
3.1 大坝变形监测方法改造
大坝变形监测方法从原经纬仪视准线观测法改为极坐标差分法，这样可使用先进的测量机器人提高作业效率。在使用全站仪进行单向变形监测时，测量过程受到了很多误差因素的干扰，例如大气垂直折光、水平折光，气温、气压变化，仪器内部误差等，直接求出这些误差的大小是极其困难的，故采取差分的方法以减弱或消除这些误差，来提高测量的精度。
极坐标测量三维坐标的变化量，需要以下几个观测量进行差分改正。
斜距的差分改正：
（1）
球气差的改正：
（2）
方位角的差分改正：
（3）
综合以上各项差分改正，按极坐标计算公式可准确求的每周期各变形点的三维坐标：
（4）
3.2 监测网设计布置
3.2.1 平面位移监测网
平面位移监测网共由10个点组成。全网由基准点组和工作基点组组成，基准点为Ⅱ01、Ⅱ02、Ⅱ06，工作基点为Ⅱ03～Ⅱ05、Ⅱ07～Ⅱ10。
基准点组由3个点组成，Ⅱ01、Ⅱ02位于监测网的下游部分，距离大坝坝轴线约0.8 km，远离大坝施工区，且点位附近未进行大规模边坡处理，地质条件较好，不受坝推力和库水位压力影响，稳定性较好。Ⅱ06在大坝左岸边坡上，相对稳定，不易被破坏。
工作基点组由7个点组成。其中，Ⅱ03、Ⅱ05、Ⅱ08位于大坝右岸，便于对大坝下游及附近水工建筑物的监测。Ⅱ04、Ⅱ07位于坝轴线两端附近，主要作用是为大坝的坝顶平面位移监测提供工作基点；Ⅱ09位于坝脚，可为监测大坝下游面及两岸边坡的监测提供工作基点；也可为进水口边坡、溢洪道进口边坡的监测提供工作基点。同时，所有的工作基点还可以兼作近坝区的平面位移监测点。
3.2.2 垂直位移监测网
垂直位移监测网的基准点尽量远离施工区和库水位的影响范围。基准点组由3个点（BG01～BG03）组成，选择位于大坝下游约1.4 km处，远离水库，不受库水位变化的影响。其中，BG01作为起算基准点，而BG02、BG03作为校核基准点，3个基点组成闭合环进行相互检核以检定其稳定性。一旦发现某个基准点有位移，就可以通过其他基准点确定新的基准，然后根据自由网的基准变换原理，使前期各次观测的位移量无缝地转换到本次新确定的基准上。由于3个基准点相距不远，无论基准如何变换，对全网的精度几乎没有影响。
3.3 监测网观测实施
3.3.1 平面位移监测网
平面位移监测网首次观测使用带自动目标识别功能的Leica TCA2003全站仪和徕卡圆棱镜进行，仪器标称测角精度±0.5″，边长测量精度±（1mm+1ppm×D）。复测时采用带自动目标识别功能的Leica TM30全站仪和徕卡圆棱镜进行，仪器标称测角精度±0.5″，边长测量精度±（0.6mm+1ppm×D）。
全站仪由机载程序控制进行自动观测，并在观测过程中自动检测各项观测限差，限差超限时还能进行自动重测，大大减轻了人员劳动强度，同时提高了观测精度。
3.3.2 垂直位移监测网
二等水准测量使用Leica电子水准仪DNA03进行观测。仪器在作业前，经过了国家认可的质检机构鉴定合格。水准仪由机载程序控制观测程序，人工进行照准后由仪器自动读数，并自动检测各项观测限差，限差超限时提示重测，大大减轻了人员劳动强度，同时提高了观测精度。
3.4 监测网数据处理和变形分析
3.4.1 监测网平差模型
监测网的特点是：重复观测、精度高、可靠性高。监测控制网经过严格的观测措施，复杂的图形条件检验，粗差探测等，未能发现的粗差或系统误差对点的坐标的影响已经很小，可以看作随机误差，因此监测网的平差函数模型通常采用高斯-马尔柯夫函数模型。
自由网平差分为经典自由网平差、秩亏自由网平差、拟稳平差3种。
设有基准约束条件的高斯―马尔柯夫模型，按附有约束条件的间接平差法得：
（5）
（6）
在VTPV=min的条件下，导得自由网平差模型解的通式：
（7）
（8）
（1）经典自由网。
设网中只有必要的起算数据，如边角网中假设一个点的坐标，此点到另一个点的方位角或边长已知；水准网中已知一个点的高程等，这样有固定基准的网称为经典自由网。按附有限制条件的间接平差法平差时，边角网的d=1，水准网或测角网的d=0，平差函数模型为：
当d=0时，解方程为：
（9）
（10）
按附加条件法进行平差时，G阵形式类似下面将要介绍的拟稳平差的GS阵，只是稳定点的数目等于必要观测数。
（2）秩亏自由网。
设网中无固定的起算数据，而以全网的重心作为基准，当水准网时d=1，当边角网时d=3，当测角网时d=4，此为秩亏自由网。由7、8式导得：
秩亏自由网平差的解为：
（3）自由网拟稳平差。
设网中有部分点是稳定点，另一部分点是非稳定点，稳定点的个数大于必要的起算数据，此时称为拟稳平差，由7、8式导得：
（13）
（14）
3.4.2 平差模型特性
根据自由网平差理论，各种平差方法所得到的结果具有如下的性质特点，在后面进行的统计检验时将用到这些重要性质。
（1）3种平差结果的观测值改正数相同，PVV相同，单位权中误差也相同，即最小二乘解是相同的。
（2）基准改正数之和等于零，经典平差是固定点的坐标改正数为零，秩亏平差是所有点的坐标改正数之和为零，拟稳平差是拟稳点的坐标改正数之和为零。
（3）经典平差中未知数的权阵是非奇异方阵，存在凯利逆，秩亏平差和拟稳平差的未知数的权阵是奇异方阵，秩亏平差法方程系数阵的伪逆是未知数的协因数阵，拟稳平差法方程系数阵的反射逆是未知数的协因数阵。
3.4.3 基准与平差方法的选择
建立变形监测网的目的就是监测点位的变形，变形是在统一基准下才能进行分析判断的，监测网一方面要有很高的精度，很强的可监测性；另一方面又要保证有统一稳定的基准。经典平差的基准是固定基准，秩亏自由网平差的基准是重心基准，拟稳平差的基准是拟稳点重心基准。平差方法的选择也就是基准的选择。
变形监测网建立宜采用经典自由网平差或拟稳平差；小型电站可以采用秩亏自由网平差或经典平差等。
统计检验常用的方法有以下几种：线性假设检验法；稳健迭代权法等。
3.4.4 变形分析方法研究
（1）线性假设法由Koch于1975年提出，是发展较完善的一种统计检验方法，被广泛采用。Pelzer则首先提出通过多期平差所求得的位移量构成统计检验量，从而检验其位移是否显著，称为平均间隙法。本节先简单介绍线性假设法的原理，再推导监测网常用的扩展模型的线性假设法。
根据线性假设检验公式，推求两期观测形变模型位移显著检验公式如下：
（15）
当F
（2）稳健迭代权法。稳健迭代权法，也称为一次范数最小估计，将位移视为模型误差，运用稳健迭代权估计具有较强定位模型误差的能力，将自由网平差中基准变换公式中基准的权阵以稳健迭代权估计法的权函数代替进行迭代计算，以求得较理想的基准。
不同的基准之间位移向量和协因数阵转换见下式
（17）
式中PX是定义参考基准时各参考点的权，由于事先不知道各点的稳定程度，因此很难确定权PX，取PX=diag（1 1 1 1）。
设d是”稳健法”计算的位移向量，Qd是相应的协因数阵，第i点的位移和协因数阵分别为di和Qdi，对于二维网和一维网，构造如下检验统计量，即为单点检验公式：
（18）
3.4.5 那兰电厂变形监测网数据处理
（1）二等水准网平差采用以BG03为固定点的经典平差。
（2）二等边角网平差采用赫尔墨特方差分量估计进行边角权比的计算。初始值计算，采用Ⅱ09作为固定点、Ⅱ09Ⅱ03的方位角作为固定方位对监测网进行经典自由网平差，求得各控制网点坐标。然后，以Ⅱ04作为固定点、Ⅱ04Ⅱ05的方位角作为固定方位对监测网进行经典自由网平差，分别求得整网的两次观测坐标。复测计算，以Ⅱ01作为固定点、Ⅱ01Ⅱ02的方位角作为固定方位对监测网进行经典自由网平差，求得整网的坐标。
（3）变形分析由于本次基准点埋设时基坑开挖基本到了基岩位置，埋设质量较好。采用的旧点也是经过多年稳定后，本次又经过了除险加固、整饰，具有较好的稳定性和实用性。
从变形监测网复测结果看，超过限差的点位仅有II03，位移量为2.4mm，方向是向江边位移。其余点位变化量较小，稳定性也较好，虽然有微弱的变化量，也在误差范围内。
从二等水准网变形监测网复测结果看，超过限差的点位有：II04、II06、II09、II10、BG01、BM02、BM03共7点，且均为沉降，也符合常理。除II06点沉降量略偏大外，其余点位基本稳定，均在合理范围内。
II06点比初始观测时下沉了8.0mm。分析原因可能是由于观测II06点所在位置在边坡上，虽然地质条件较好，但还没有经过一年的稳定周期（旱季和雨季），下沉略大也属于正常现象。为提高精度，下次复测时创造条件采用水准高程联测。
4 结语
经过变形监测网建网、初始观测、复测后比较，从超限点的位移量、沉降量、位移方向以及点位所在位置的地形地貌等特征分析、判定均符合常理。本次监测网改造成果稳定性较好，成果准确可靠，为今后大坝及水工建筑物变形监测奠定了稳定的基准。
参考文献
[1]李青岳，陈永奇.工程测量学[M].北京： 测绘出版社，1995.
[2]张正禄.工程的变形监测分析与预报[M].北京：测绘出版社，2007.
