水庫大壩安全監測的五大監測范圍

為了確保水庫大壩充分發揮其綜合效應，首先必須采取相應的措施保證水庫大壩的安全。目前而言，保證水庫大壩安全的措施可以概括為工程措施和非工程措施兩種。工程措施是指采取工程技術手段，對水庫大壩進行維修和加固；相對于工程措施而言，非工程措施是指通過洪水預報、安全監測等手段，來確保水庫大壩運行安全的措施。工程措施比較直接，而非工程措施較前者而言，相對循序漸進。在實際工程中，工程措施已經得到了普遍認可，而非工程措施往往被人們所忽略。水庫大壩在運行過程中，受外界環境因素等影響，相繼會發生老化，甚至嚴重損壞，為水庫大壩今后的運行埋下了安全隱患。

根據國際大壩委員會和大壩注冊薄的統計，1900~1951年共建各種大壩5286座（不包括中國），其中潰壩率為2.2%；1951年~1986年共建大壩12138座，潰壩59座，潰壩率0.49%。對于我國而言，截止1990年底，全國發生潰壩的有3242座，潰壩率高達3.9%。所以，對水庫大壩進行采取非工程措施就顯得尤為重要。

大壩安全監測技術的發展情況

Q1國外發展情況
國外而言，水庫大壩安全監測技術開始的比較早。有資料可查，最早的水庫大壩安全監測始于19世紀末德國的埃斯希巴赫重力壩。早期主要監測的對象分別為：變形監測，擾度監測，溫度監測等。目前，美國、加拿大、法國、意大利、日本等國在水庫大壩安全監測技術方面已經比較成熟，大多數水庫大壩已實現安全監控的自動化。水庫大壩安全監控自動化主要涉及相關數據采集、分析、評估等方面。在數據采集系統發面，隨著水庫大壩安全監控自動化的發展，其逐漸由集中式數據采集系統向分布式采集系統開始發展。

Q2國內發展情況
相對于其他國家而言，我國的水庫大壩安全監測技術開始比較晚。二十世紀50年代，我國開始在永定河上官廳水庫和淮河上南灣、薄山等大型水庫大壩上進行了水平位移、垂直沉降和浸潤線等項目的觀察。隨后，在豐滿、佛子嶺等水庫安裝了溫度、應變計等監測儀器。60年代后期，大壩安全監測的范圍越來越廣闊，分別開展了對滲流、滲流量、滲水濁度、波浪、傾斜、撓度、揚壓力等項目地監測。

大壩安全監測的主要內容

大壩安全監測主要是通過相關數據的采集、分析、評估等步驟實現對大壩的安全監測。一般情況下，大壩安全監測系統主要由四部分組成，測量傳感器，測量控制單元，網絡通信連接及大壩安全監測中心組成。其中，本文主要對大壩安全監測的主要內容進行研究。主要監測的內容有：變形監測，滲流監測，內部監測，水力學監測以及環境量觀測等。在所需監測的項目中，變形和滲流監測是最為重要的監測項目。

Q1變形監測
變形監測是通過人工或儀器手段觀測大壩整體或局部的變形量，用以掌握大壩在自重、水壓力、揚壓力及溫度等環境量作用下的變形規律，了解大壩在施工和運用期間是否穩定和安全，研究有無裂縫、滑坡、滑動和傾斜等趨勢。變形監測主要包括的內容有：表面變形，內部變形，壩基變形，裂縫及接縫，混凝土面板變形及岸坡位移等。在監測過程中，主要運用外部變形觀測網、正倒垂線、印張線、伸縮儀、水準點、靜力水準儀、傾角儀、多點位移計等方式進行變形監測。

Q2滲流監測
滲流監測是指在上下游水位差作用下產生的滲流場的監測，主要包括滲流壓力、滲流量及其水質的觀測。結合我國土石壩的病害情況，可將土石壩的滲流病害分為：壩基滲漏，壩肩滲漏，壩體及防滲體滲漏，下游排水體及反濾料淤堵，壩下涵管滲漏，防滲體與剛性建筑物接觸滲漏，動物危害，巖溶滲漏，侵蝕性危害等。
針對上述病害，土石壩在滲流方面主要監測項目有壩體滲流壓力觀測，壩基滲流壓力觀測及滲流量觀測等。壩體滲流壓力觀測主要包括觀測斷面上的壓力分布和浸潤線位置的確定。壩基滲流壓力觀測主要包括壩基天然巖土層、人工防滲和排水設施等關鍵部位滲流壓力分布情況的觀測。滲流量觀測主要由三部分組成，分別為壩體的滲流量、壩基的滲流量、通過兩岸山體繞滲或兩岸地下水補給的滲流量。

Q3內部監測
內部監測主要包括溫度監測、混凝土應變力（壓力）監測、鋼筋應力監測及錨索應力監測等。土石壩而言，其壓力（應力）監測主要包括孔隙水壓力、土壓力（應力）、接觸土壓力以及混凝土面板應力等。混凝土壩而言，其內部監測主要包括壩體（壩基）應力監測、錨桿（錨索）應力監測、鋼筋應力監測、鋼板應力監測及溫度監測等。值得說明的是，在進行內部監測的同時，應與變形監測、滲流監測項目相結合。

Q4水力學監測
水庫大壩作為水利工程樞紐的重要組成部分，對其進行水力學監測就顯得尤為重要。水力學監測項目主要包括動水壓力監測、水流流態監測、水面線監測、流速監測、泄流量監測、空蝕及消能監測等。值得注意的是，水力學監測項目應根據實際輸、泄水建筑物的結構模式、工程或試驗研究的需要進行選擇。

Q5環境量監測
環境量監測主要包括氣溫監測、降雨監測、水庫水溫監測、水庫泥沙淤泥監測、下游河床沖淤測量等。通過監測環境量，可以進一步掌握環境量的變化規律及其對大壩變形、滲流和應力等的影響情況，對水庫大壩安全監測的精確度打下了堅實的基礎。

結束語
本文主要對水庫大壩安全監測進行了研究，主要從安全監測、滲流監測、內部監測、水力學監測及環境量監測五個方面分別對國內外水庫大壩安全監測發展狀況進行了較為系統的歸納分析，為水庫大壩安全監測地建設打下了良好基礎。

大壩 水庫 應力

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