浅谈自动化技术在水库大坝安全管理中的应用

赵异璇

摘 要：现如今，科学技术不断进步，在信息论以及控制论不断完善的情况下，自动化技术的发展也越来越好，并且在更多的范圍内获得了应用。在近几年的经济发展过程中，水库大坝工程发挥了重要的作用，同时，水库大坝的安全管理工作也受到了重视，在水库大坝的安全管理中应用自动化技术已经成为了水库大坝安全管理人员的重点研究内容。针对水库大坝安全管理中自动化技术的应用展开了简要探讨。

关键词：自动化技术;水库大坝;安全管理;有效运用

引言

在我国，农业是第一产业。虽然城市化发展已经被提上了日程，但是由于我国农民的基数比较大，截止2017年，我国农村人口占比为41.48%， 在这些人口当中大多数都是以农业生产活动为主要的生活来源。但是我国的水资源分布情况与农业生产活动之间存在着矛盾，为了满足不同地区农业生产水平的需求，建立起水库大坝是十分有必要的，它具有蓄水的功能，在降水或者出现洪涝的时候可以将水集中储存起来，在干旱的季节则可以将这些水资源放出供人们使用。做好对水库大坝的安全管理关系到地区农业发展状况，而自动化技术就是实现安全管理的重要手段[1]。

1 水库大坝安全管理中应用自动化技术的原则

1.1 实时性

在水库大坝安全管理工作中应用自动化技术，最主要的原则是实时性。在对水库大坝开展安全管理工作的过程中，对水库大坝进行监测的范围相对较广，并且水库大坝的每一个运行阶段都需要进行监测，监测工作人员在对水库大坝进行监测时必须对水库大坝的试水流量进行管理，并对水流量的数据进行全面分析，提高检测工作的实时性以及管理工作的质量。因此，水库大坝管理工作人员在对水库大坝进行自动化管理的过程中，必须要严格遵守实时性的原则[2]。

1.2 可靠性

在安全管理的过程当中，无论是在信息的搜集过程还是分析过程，都需要坚持可靠性的原则。相关的工作人员需要具备较强的管理技能和管理经验，所使用的自动化技术也需要不断进行完善，这样才能更好地应对水库大坝所处的恶劣的自然环境。在管理的过程当中，经常会存在各种问题和突发状况，面对这些情况，一方面管理人员需要快速制定出可靠的解决方案，另一方面自动化技术也需要提供进行监测并做好风险的可靠防控。

1.3 实用性

为了充分发挥自动化技术在水库大坝安全管理中的应用优势，还应注意加强自动化技术的实用性。水库大坝建设区域地质条件不同，其运行状况也有一定差异，这就要求在水库大坝安全管理中，综合考虑水库大坝建设运行实际情况，采取实用性较高的安全管理措施，制定针对性管理方案，提升安全管理技术水平。

2 水库大坝安全管理内容

2.1 渗流监测

水库大坝渗流监测的对象主要包括渗流量以及渗透压力，在应用自动化技术进行渗流监测时，要求根据水库大坝实际情况合理设置渗流监测点。如果水库大坝为土石坝，则需将监测点设置在坝体渗水位置以及渗水集中的位置，另外，在大坝两岸还可设置地下水位监测点，对水库大坝渗流实际情况进行全面监测。如果水库大坝为混凝土结构大坝，则可在大坝基础廊道部位设置压力监测孔，在不同坝段设置独立的监测点。

2.2 变形监测

变形监测是水库大坝安全管理的重点，在变形监测中，要求做好垂直位移监测以及水平位移监测两点。在水平位移监测时，监测点数量应在3 个以上，同时还应根据大坝类型确定监测点：如果水库大坝为土石坝，则可在大坝后部以及顶部设置监测点，各个监测点之间的距离在30m～50m之间;如果水库大坝为混凝土结构大坝，则可在坝高位置设置监测点，监测点数量一般在3个以上。

2.3 大坝位移监测

大坝位移监测是水库大坝安全管理的重点，要求对水平方向和垂直方向位移变化情况进行监测。对于混凝土大坝，可对监测点进行分段布置， 位移监测点主要设置在重要大坝以及高坝上。现如今，在水库大坝安全管理方面，对于坝段水平位移监测管理的重视度越来越高，可在大坝上选择3个监测点，另外，在土石坝坝顶以及后部位置，还可设置水平垂直位移监测点，对于各个监测点之间的距离，应控制在30m～50m之间。

3 自动化技术在水库大坝安全管理中的具体运用

3.1 管理装置

在自动化技术的应用中，管理装置也是一项重要的应用。需要管理人员加强水库大坝安全管理工作中的智能化建设，通过利用智能化传感器， 将信息技术与传感器进行结合，使水库大坝的实时监控得到有效提升。如果水库大坝的安全运行出现问题，能够将问题及时进行反馈，帮助管理人员准确地设置监测点，并提高管理工作的效率。管理人员可以在管理装置中使用渗压计，渗压计作为地下水监测装置，能够有效地对水库大坝的地下水位进行检测，如果地下水位出现偏差，可以对该状况进行及时反馈， 且由于渗压计装置具有一定的耐久性以及稳定性，在水库安全管理过程中的应用范围相对较广。管理人员还可以对信息技术进行充分利用，通过自动化技术的应用建立起完善的控制系统，并融入水库大坝安全管理的内容，对大坝的运行状况进行实时监控，使大坝的安全管理效率得到提升。

3.2 地下水水位自动化监测装置

在水库大坝地下水位监测中，渗压计是一种比较常见的自动化检测装置，对于渗压计，可分为通气式渗压计以及弦式渗压计两种类型。其中， 通气式渗压计的使用性比较强，应用范围广泛，但是需要注意，如果周围环境湿度比较大，则在通气式渗压计的使用中，潮湿空气可能会对管道造成不良影响，无法保证监测结果的准确性和可靠性，这就要求在通气式渗压计的实际应用中，对检测所得结果进行核对分析。弦式渗压计的耐久性比较好，并且运行状况稳定，但是容易受到环境中气压因素的影响，因此实际测量量程比较小，检测结果可靠性比较低。

3.3 自动化技术

在实现水库大坝自动化安全管理过程中，最重要的工作内容是自动化技术，自动化技术在水库大坝的安全管理过程中应用主要体现在以下几个方面。（1）在对水库大坝进行安全管理的过程中，变形监测技术也是一项重要的技术。安全管理工作人员在对水库大坝进行管理的过程中，通过利用变形监测技术达到对水库大坝位移状况的监测目的，如果在监测过程中发现水库大坝出现位移高于控制范围，就应当对此情况进行及时反馈， 并在最短的时间内解决位移问题，确保大坝能够安全运行。（2）渗流监测技术也是自动化技术在水库大坝安全管理工作中的应用。管理人员在开展水库大坝管理工作时，需要对大坝的基础廊道进行压力观测孔的布置， 同时也要设置不同的监测点，在后期需要对监测点继续监测，确定分区流量、总渗流量，掌握水库大坝的整体渗流情况。

4 结束语

总的来说，在水库大坝工程的安全运行方面，安全管理工作起着极其重要的作用，因此，在实际的工作过程中，工作人员必须加强水库大坝安全管理的工作力度。自动化技术是一项具有较强综合性的科学技术，在水库大坝的安全管理过程中应用自动化技术，对水库大坝的安全管理工作效率有一定的提升作用。因此，在对水库大坝进行管理的过程中，管理人员不仅要加强监测手段、管理装置的应用，同时也应当充分应用大数据手段以及信息技术，科学合理地将自动化技术应用在工作中，使水库大坝的工作效益得到充分提升。

参考文献：

[1] 喻兴旺，程鸣坚，徐忠阳，卫建东.TCA2003全站仪在港口湾水库大坝变形监测中的应用[J].水电自动化与大坝监测，2019，（05）：48-50+70.

[2] 杨文滨，袁明道，李德吉，潘展钊.广东省大中型水库大坝安全监测现状统计分析及对策[J].广东水利水电，2018，（01）：11-14.