科学技术大坝监测自动思考

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一、*水库工程概况

*水库工程建于1974年，1982年投入运行，是一座以防洪为主，兼灌溉、发电、养殖等综合利用的不完全年调节中型水库。工程主要由大坝、输水洞、溢洪道、坝后式电站等四部分组成。大坝为粘土心墙砂壳坝，长497m，高24?郾5m，坝顶宽6?郾5m，总库容为2850万m3，控制流域面积为1536km2，上游河道多年平均流量3?郾0m3/s，多年平均径流总量1?郾14亿m3；输水洞和溢洪道位于左岸，最大下泄流量为133?郾4m3/s；电站总装机为400kW（2×*kW）。水库运行25年来，为保证下游六县一市、沿湟*万人的生命财产安全，20万亩耕地、10多个重点城镇、厂矿企业及青藏铁路、109国道、丹拉高速公路、兰西拉光缆等国家重点设施的安全，发挥了极其重要的作用，同时也为缓解湟水流域用水矛盾、下游经济社会发展、民族团结进步创建等发挥了良好的社会综合效益。

二、大坝自动化监测系统功能介绍

*水库于*5年结合除险加固安装了大坝安全自动化监测系统，主要包括大坝监测的自动化，运行资料收集、整理和技术档案管理的数字化，管理手段和管理方法的科学化。

（一）大坝自动化监测系统设置

大坝自动化监测系统由数据采集点、数据收集站、数据处理中心（主控机房）、管理分析软件等几部分组成，目前我们实施的主要有坝体渗流压力、浸润线、绕坝渗流、位移等监测项目。一是坝体位移监测。沿坝轴线设立了4个观测断面，形成横7纵4共28个观测标点，并在两岸设了16个基点，定期进行人工水准观测，将观测资料录入数据处理中心；二是坝基及坝体渗流压力监测。沿坝轴线方向设立了横4纵5共19个观测孔、43个观测点，利用埋设在坝体内的传感器进行监测数据自动采集；三是坝肩绕渗监测。在左、右坝肩分别设立了4个和3个渗透压力观测点，利用埋设在坝体内的传感器进行监测数据自动采集。所有监测数据集中到处理中心后，利用自动化管理软件对监测数据进行长系对比分析。

（二）大坝自动化监测系统功能

一是水情工情测报功能。自动化监测系统可以及时、准确地自动测报库水位、来水量、库容、气温气压等重要水情数据，采集工程工作状况监测数据，并为监测数据处理分析提供查询、绘制图表、打印、对比分析等服务。二是安全管理功能。系统具有严格的用户管理体系和系统自检功能，实现系统的自我维护，保证系统的正常运行。三是图像监测功能。通过设立在坝前、坝后、溢洪道、输水洞及管理区的4座图像监视探头，对地面情况可进行360o、24小时不间断监控，并可对监控目标进行录像和回放，拓宽了管理范围。

三、自动化监测系统在管理工作中的作用

（一）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，其不足之处在于：一是不能实施连续观测和同时进行多项目观测；二是受自然等因素影响大；三是遇汛期及来水异常情况加密观测时，工作强度非常大，且效率低下，满足不了及时、准确的监测要求；四是大坝的变形观测以及坝基、坝体渗流压力和绕坝渗流压力等较复杂和重要的观测任务，精度不高，效率低下，数据汇总、整理、分析工作量大，时间长；查询所需数据时，需翻阅大量的资料，不仅费时费力，而且十分繁琐。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。

（二）观测精度大幅度提高

传统的观测方法是通过人工目测的方式进行的，完全靠观测员的经验来判断，这种方法在风大浪高、库面结冰、雨雪天气等状况下，数据采集难度较大，观测频率也在一定程度上受到影响，且误差较大。自动化系统中传感器均设置在水下或坝体内，不受自然条件等外界因素限制，且精度很高。如：自计水位计埋设在水面以下，依靠水压力完成计量工作，不受水面情况的影响，同时误差小于或等于1cm；坝体渗流量的传统观测方法是通过人工观测量水堰水尺的方法进行的，测量精度在1mm左右。通过自动化监测系统，观测精度可达到0?郾2mm，测量精度提高了5倍；坝体渗透压力及浸润线的传统观测方法采用的是人工测绳观测法，观测精度为3cm，通过自动化监测系统，观测精度可达到1cm，测量精度提高了3倍。有了气温气压监测数据，就可以分析预测未来几天的来水量及蒸发量，等于管理者又多了一双眼睛。高精度的观测数据，为综合分析水库大坝水情工情提供了翔实的理论依据。

（三）水库大坝的安全运行情况实时掌握

以往人工施测频率低，项目指标少，精度低，数据整理分析过程长，难以反映大坝的实际运行状况。由于缺少水文气象资料及分析预测，只能十分被动地面对来水并实施调蓄，极不利于水库安全运行。通过自动化监测系统，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。

（四）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，对*水库传统监测手段及管理方法而言，是一次技术革命，是一次质的飞跃。

四、今后努力的方向

（一）继续探索水库大坝自动化建设的新领域。*水库自动化监测系统只是运行管理全面自动化的一个项目，在水库管理工作中还有如闸门启闭、远程控制、数据传输、资源共享等方面的许多领域仍需继续探索，拓展自动化管理系统的应用空间。

（二）加强技术资料档案管理工作，尽快健全管理数据库，完成水库历年来各类观测资料的录入工作，保证资料的完整性和连续性。

（三）建立一套适合自动化监测系统的运行管理制度，确保系统充分发挥作用及效益。

（四）不断强化职工的学习，使管理人员能及时掌握计算机操作技术、网络技术和信息技术等方面的新知识，掌握自动化监测系统的工作原理、维护技术，打造出一支高素质的管理队伍。

（五）注重自动化监测系统和传统监测方式的协调运用和相互补充，对自动化设备采集的异常数据要不断核查、判断和分析，并与人工观测数据进行比对，总结工作经验，保证监测数据的可靠性和真实性。

总之，在科学发展观的指导下，水库管理工作的现代化是必然趋势，也是社会发展的必然要求，符合“加强信息化、促进科技进步和创新”的精神，它必将结束繁琐、粗糙、落后的传统管理模式。*水库在自动化监测系统建设与运用上也是初步的探索，较外省市的发展还存在着很大的差距，通过我们的努力，在不久的将来，我省水利工程一定会在自动化建设上迎头赶上，逐步实现“仅用一只鼠标”就可完成工程运行管理的绝大多数工作，以现代化的管理技术及管理手段为保障，为构建富裕文明和谐的新青海、建设社会主义新农村牧区提供优质的水事服务。