探讨对河口水库安全监测与运行管理

摘要：水库大坝安全事关人民生命财产安全、社会稳定和改革发展大局，确保水库工程安全，发挥好工程的效益，水库大坝安全运行管理至关重要。而水库大坝安全监测是人们了解大坝运行性态和安全状况的有效手段。随着科学技术的发展、管理水平的提高及人们观念的转变，大坝安全监测的内涵也进一步加深。为此，笔者根据对河口水库工程安全监测的工作经验，从分析影响大坝安全的因素入手，对大坝安全监测的若干问题进行探讨。

关键词：水库大坝；安全；运行管理；安全监测

中图分类号： TV62 文献标识码： A

引言：众所周知，大坝是一种特殊建筑物，其特殊性主要表现在如下3个方面：①投资及效益的巨大和失事后造成灾难的严重性；②结构、边界条件及运行环境的复杂性；③设计、施工、运行维护的经验性、不确定性和涉及内容的广泛性。以上特殊性说明了要准确了解大坝工作性态，只能通过大坝安全监测来实现，同时也说明了大坝安全监测的重要性。 因此，大坝安全监测受到了高度的关注和重视。

1.工程概况

对河口水库地处浙北德清县境内，位于东苕溪中游。主坝坐落于武康镇以西8km处的对河口村，坝址以上控制流域面积148.7km²。工程于1958年7月动工兴建，1964年7月竣工蓄水。2003年10月水库除险加固工程开工建设，2006年3月完成主体工程建设，除险加固后总库容1.469亿M³。对河口水库是一座以防洪为主、结合供水、灌溉、发电等综合利用的大2型水利工程，工程等别为II等，水库枢纽同2级建筑物（主坝、副坝、溢洪道、泄洪洞、原发电引水隧洞、新发电引水隧洞）和3级建筑物（泄洪渠及下游河道）组成。

2.影响大坝安全的因素

导致大坝失事的原因很多,涉及范围也很广,但大致可以分成三类:第一类是由于设计、施工阶段的缺陷和隐患所引起,一旦大坝建成就已确定,如设计洪水位偏低、混凝土标号过低、未充分考虑地震荷载等;第二类是运行、管理过程中逐步形成的,有一个从量变到质变的发展过程,如冲刷、侵蚀、混凝土老化、金属结构锈蚀等;第三类是上述两类的混合情况,即设计、施工的不完善在运行中得不到修正,随着时间的推移和运行管理的不力,使设计、施工中的隐患在复杂的运行环境下发展为破坏。

3.大坝安全监测的内涵及意义

大坝安全监测是人们了解大坝运行状态和安全状况的有效手段和方法。它的目的主要是了解大坝安全状况及其发展态势,是一个包括由获取各种环境、水文、结构、安全信息到经过识别、计算、判断等步骤,最终给出一个大坝安全程度的全过程。此过程包括:通过各种信息的获取、整理和分析,给出大坝安全评价,控制大坝安全运行;校核计算参数的准确性和计算方法的实用性;反馈施工方法的正确性,改进施工方法和施工控制指标;为科学研究提供现场资料,检验各种理论、校正各种模型和参数,协助找出实测规律和辅助成因分析等。

大坝安全监测的意义在于：

(1)水库大坝监测与安全评价相辅相成,是水库大坝安全评价中不可分割的两部分。大坝安全监测通过对坝体、周岸及相关设施的巡视审查和仪器监测,可以为大坝的安全评价提供基本资料和数据。通过对这些监测资料的可靠性分析,就可以完成坝体与坝坡的稳定性分析、渗流稳定分析、工程运行评价等大坝安全评价工作。

(2)有助于认识各种观测量的变化规律和成因机理,确保大坝安全。延长大坝寿命,提高大坝运行综合效益。对大坝安全监测资料及大坝的结构与基础性态进行分析计算和模拟,有助于认清各种观测量的变化规律以及各种变化的物理成因,从而能及时发现隐患并采取相应措施,以确保大坝安全,延长大坝运行时间,提高效益。

(3)有助于反馈大坝设计、指导施工和大坝运行,推动坝工理论的发展。由于大坝及其坝基的工作条件比较复杂,相关荷载、计算模型及有关参数的确定总是带有一定的近似性,因而现有的水工设计还难以与工程实际完全吻合。因此,利用大坝安全监测资料进行正、反分析,及时评价大坝和坝基的工作性态,依据设计、施工方案,对在建或拟建大坝提出反馈意见,以达到检验和优化设计、指导施工的目的。

4.对河口水库安全监测方法

对河口水库大坝原型监测主要包括表面变形监测（人工监测）、渗流量观测（人工监测）、渗压观测（自动监测）及混凝土防渗墙观测（自动监测）。

4.1主、副坝表面变形监测

根据设计，主坝设置了3个水准基点、2个垂直位移起测基点，布置了4条视准线共8个水平位移工作基点、8个水平位移校核基点、23个测点。其中水准基点与副坝共用。副坝设置了1个垂直位移起测基点，布置了4排测点共6个水平位移工作基点、6个水平位校核基点、14个测点。采用每季一周期测量观测、分析，全年统计汇总分析并存杨门存档。目前和测点均正常，仪器正常。

4.2主、副坝渗流量监测

主、副坝渗流量观测项目包括绕坝渗流量和坝体（坝基）渗流量观测及渗流量观测。主坝设坝体（1#）、绕坝（2#）量水堰；副坝设坝体（1#）、绕坝（2#）和汇总（3#）量水堰。采用每日人工观测量水堰。按月统计、分析，全年形成资料汇总存档。目前观测设备和设施正常。

4.3渗压监测

渗压监测项目包括绕坝渗流和坝体（坝基）渗流观测及渗流量观测。选用美国基康公司生产的振弦式渗压计GK4500，主坝左右岸绕坝渗流各布置了5支渗压计，共10支渗压计；坝体、坝基渗流布置了4个观测断面，桩号分别为0+58，0+218，0+267，共28支渗压计。副坝坝体渗流压力观测，沿坝轴线方向布置了2个断面，计10支渗压计；绕坝渗流压力观测，左岸布置了5支，右岸布置了6支，计11支渗压计。主副坝共布置渗压计59支，以监测坝体、坝基渗流压力及绕坝渗流压力情况。

4.4防渗墙观测

防渗墙观测包括低弹模混凝土应力应变观测和防渗墙倾斜观测。

应变计和无应力计选用南京葛南实业公司生产的VWS型振弦式应变计，应力应变观测中，主坝布置了4个断面，桩号分别为0+58.m，0+166.0m，0+218.0m，0+267.0m，共埋设了应变计78支，无应力计11支；副坝布置了2个观测断面，桩号分别为0+76.7m，0+124.7m，共有28支应变计，5支无应变计，以监测防渗墙不同高程的受力应变情况。

防渗墙变形观测中，主坝布置了2个断面，村号为0+130.0m、0+250.0m，共安装了15支固定式测斜仪；副坝布置了2个断面，桩号为0+92.7m，0+116.7m，共安装了10支固定式测斜仪，以监测防渗墙不同高程的变形情况。固定式测斜仪采用美国基康公司生产的6300型振弦式固定式测斜仪。

监测传感器数据集采用南瑞公司生产的NDA1403振弦式智能数据模块处理，主坝12铁，副坝5块。副坝数据通过光缆远距离传送，在主机端进行信息化处理分析。

大坝自动监测系统运行7年来，基本可靠，数据基本完整。为水库的安全运行提供了科学的数据支持。同事大大减轻了为力。也为科学统计和分析提供了便捷的方式和方法。

5.大坝安全监测的针对性

大坝安全监测是针对具体大坝的具体时期作出的，一定要有鲜明的针对性。

(1)时间上的针对性

由于大坝施工期、初次蓄水期和大坝老化期是大坝安全容易出现问题的时期，因此在前一个阶段监测的重点应是设计参数的复核和施工质量的检验，而后者则应是针对材料老化和设计复核进行。

大坝的破坏机理研究至今还是一个薄弱环节，关键是原型破坏试验作不了，因此，加强对溃坝的分析是非常有必要的。这就要求大坝安全监测系统在关键时候能发挥作用，能得到关键数据；

(2)空间结构上的针对性

针对具体的坝址、坝型和结构有针对性地加强监测，如针对面板堆石坝面板与趾板之间的防渗、碾压混凝土坝的层间结构、高强震地区均质土坝的液化、薄拱坝坝肩的稳定、破碎地基及深覆盖层上筑坝的基础处理及防渗、多泥沙河流的泥沙淤积、库岸高边坡的稳定等。由于总体布置不合理，泄洪水雾有可能引起跳闸等问题，应注意对雾化的监测和汛期对备用电源的检查等。再者，大坝监测应和大坝设计、施工和运行管理互相补充，特别是在设计中运用新结构、新方法、新材料，施工时发现新的地质构造和地质条件。运行遇到不利工况时，大坝安全监测理应成为检验设计、施工及运行效果的必要手段，从而为采取必要的工程措施以确保大坝安全创造条件。

6.结语

水库工程的运行管理千头万绪，水库的防洪、灌溉等效益必须通过科学的运行管理才能实现。通过以上分析可知，大坝安全监测实际上是一种管理，包括信息采集、处理、结论的得出、措施的制定、信息的反馈，其根本目的是为了工程效益。总之，大坝安全监测就是利用一切手段，确保大坝以较少的投入来保证长期、稳定、安全的运行，实现效益的最大化。

参考文献：

[1]方卫华.纵论大坝安全监测[J].水利水文自动化,2008.

[2]李明.对大坝安全监测的几点认识[J].大坝与安全,2004.