堤防安全监测系统的构建

近年来，政府加大了堤防建设改造力度，提高了部分堤段的防洪能力。同时，为了更好地保障堤防安全，必须经常监测堤防的运行状态，及时发现和处理堤防的险情隐患。但由于堤线漫长，周边村镇众多，水事违法案件频发，若仅采用人工巡查方式进行监测，不仅工作条件恶劣，资源消耗和工作量巨大，而且无法在第一时间全面制止违法案件的发生。通过对水事违法案件的分析，以河道取土、穿堤施工、围垦养殖、重型机械碾压堤防危害最大，加之部分群众对水政执法人员的工作不能完全理解，违法案件处理以及河道修复也存在很大难度，极易造成重大隐患和经济损失[1]。因此，必须构建堤防安全监测系统，以实现堤防监测的现代化。

堤防安全监测系统通过振动监测仪实现对堤防的实时监测，通过对震动的频率、振幅、震源位置的分析，迅速作出反应，有效控制违法案件对堤防的破坏，减少人为破坏水利设施所造成的经济损失。系统组成主要包括5个部分：振动测量仪器、数据传输设备、数据处理显示系统、安全评估模式和系统软件。

1系统结构

现代化监测系统分为测控单元、监控主站和远程信息管理中心。采集站的设立以堤防监测断面（或堤段）为测控单元。监控主站同时控制多个采集站，向各采集站发送传感器设置、采集参数、报警参数等指令。多个采集站分别用微波将信号传输到监控主站。主站通过电话公网将数据传输到各有关单位[1-2]。

2监测仪器

一般来说，堤防监测仪类似于地震监测仪，其工作原理是利用一件悬挂的重物的惯性，震动发生时地面震动而它保持不动。由仪器记录下的震动是一条具有不同起伏幅度的曲线，称为震动波线。波线起伏幅度与振动波引起地面震动的振幅相应，它标志着震动的强烈程度。从震动波线可以清楚的辨别出各类震波的效应。

3信息传输方式

根据实际需要和环境条件，信息传输方式可以分为专用电缆、超短波、微波、电话网络以及地球同步数字卫星等。安全监测控制堤段建议选用微波或超微波，以保证对违法案件的持续监控。还可以设立采集站执行数据自动采集、储存、通信等功能，各采集站之间以及采集站和主站之间具有独立性，可以在主站停机的情况下自行采集和处理数据[3]。

4数据处理显示系统

数据处理显示系统的功能包括数据的采集与处理、常规计算、报警监视、报警顺序及时间记录、历史数据管理、存档和查寻等。由于每个测控单元具有固定的位置和独立监测的功能，所以数据处理系统能够准确的分析出震源的位置、震动起始的时间以及震动的幅度。从而使水政执法人员在最短的时间赶到事发地点，减小违法案件对堤防的破坏程度。

5安全评估模式

安全评估模式在预警系统中至关重要，可根据监测数据评估堤防的安全，且安全评估的可靠性取决于监测数据的准确性和评估模式的合理性。因此，在预警系统设计和研制中，一定要建立针对堤防具体条件和运行环境的合理的安全评估模式。简单的说，可通过实地监测实验，得出各种有可能在堤防产生震动的物体的振幅，比如重型汽车通过堤防的振幅、挖掘机取土的振幅、钻井打孔的振幅等，以这些实地监测的数据作为工作人员评估堤防安全的参考。但是，由于问题的复杂性，合理的安全评估模式有待于进一步摸索[1-3]。

6系统软件

系统软件的作用主要是为堤防安全监测系统提供技术支持、简化操作程序、便于网络体系的管理。从而使整套系统更加迅速、有效地结合到实际工作当中[4]。

7结语

堤防安全监测系统是运用现代科技设备对水利设施安全实时监测的系统，虽然这套系统操作简便、可行性强，但也是一项开拓创新的工程，其中必然会有很多的技术难题，如何合理规划、设计和实施堤防安全监测系统，需要进一步研究和探索。堤防安全监测系统可以有效地节约水政巡查资源，大幅提高水政工作效率，有效地减小水事违法案件对水利设施所造成的损失，对于河道管理和病险水库的管理具有广泛的推广应用前景。

8参考文献

[1] 周小文，包伟力，吴昌谕，等.现代化堤防安全监测与预警系统模式研究[J].水利科学，2002（6）：113-117.

[2] 陈红.堤防工程安全评价方法研究[D].南京：河海大学，2004.

[3] 曹云.堤防风险分析及其在板桥河堤防中的应用[D].南京：河海大学，2005.

[4] 宁少晨，存活蓝.灰色斜率关联模式在堤防岸坡稳定影响因素分析中的应用[J].江西农业学报，2007，19（3）：89-90，94.