新技术在大坝安全监测中的应用

新技术在大坝安全监测中的应用

张晨晨

新疆头屯河流域管理局水利管理中心  新疆昌吉市  831100     

摘要：作为水利水电工程的核心内容，大坝的运行质量直接决定着工程效益和社会效益，随着水利水电工程数量的增多及规模的扩大，大坝的运行风险也逐渐增加，这无疑加大了大坝安全监测工作的开展难度。鉴于此，相关部门及工作人员必须要加强对大坝安全监测技术的创新，借助新技术对大坝进行全方位、多角度的监测，争取在及时消除安全隐患的同时，也能促进大坝安全监测技术体系的优化与完善，从而获得巨大的工程效益和社会效益。基于此，本文着重探讨了新技术在大坝安全监测中的具体应用，旨在为实现上述目标提供可靠的理论依据。

关键词：新技术；大坝安全监测；具体应用

引言：

从大坝的建造条件来看，其主要建造在复杂的水文地质和工程地质环境中，由于受到各种自然因素的影响，导致其安全运行风险随之增加。此外，在大坝施工与管理的过程中，还会受到材料、人员、管理等多方面因素的影响，再加上受到使用年限的影响，导致大坝运行过程中的安全问题时有发生，一旦出现安全问题，轻则降低水利水电工程的运行质量，重则造成巨大的灾难性事故。这就要求相关部门必须要加强对大坝安全监测工作的重视，通过多样性、创新性的监测技术降低安全事故的发生率，以此确保大坝的安全运行，从而将水利水电工程的应用价值充分体现出来。

1.大坝安全监测相关内容概述

实践证明，相较于大坝施工阶段，大坝运行阶段更容易发生安全事故，这是因为大坝运行阶段的影响因素众多，再加上受到运行期限的影响，导致面临的安全风险增多。鉴于此，在大坝运行阶段，相关管理部门必须要做好大坝安全监测工作，争取在及时发现安全风险的同时，也能采取针对性的应对措施，从而将安全风险的不利影响降至最低。而相较于人工检测，自动化、智能化监测技术具有较高的实效性和精准性，将其应用于大坝安全监测工作当中，能获得较理想的监测效果，从而确保大坝的稳定运行。

从大坝安全监测工作的主要内容来看，其主要包括两方面内容，一方面是渗流监测，另一方面是形变监测。因此，为了强化监测技术对大坝安全监测工作的服务效能，相关部门及工作人员必须要立足于实际工作内容，以便选择更为合理的监测技术。其中渗流监测主要是对坝体的渗透压力以及其相关渗流量的实时监测，通过对监测数据进行分析来明确坝体的安全参数，以便采取有效的应对措施；而形变监测主要是对大坝本身的物理参数进行分析和监测，通常会在大坝上设置三个以上的监测点，这样才能确保监测结果的精准性。

2.新技术在大坝安全监测中的具体应用

2.1大坝CT技术

大坝CT技术的应用是建立在计算机层析成像技术上的，通过波在坝体中传播的若干射线，能够在探测区域内部形成相应的切面，之后对切面上的波信号进行接收，并利用计算机来对其进行数学分析，从而能够准确掌握坝体内部的强度分布情况，根据强度分布情况，就能够对坝体的安全性能以及是否存在质量问题进行准确的判断，从而达到大坝监测的目的。当前阶段大坝CT技术的应用形式主要有两种，分别是声波和电磁波，其中声波监测系统是由检测设备和计算机设备组成的，检测设备主要包含发射、接收和记录三方面的内容，而发生部分则是由动能源和驱动装置组成，其中驱动设备与记录装置相连，能够对弹性能源产生的瞬时波进行检测，具有一定的镜头记录功能。电磁波大坝CT技术，其核心装置就是天线，一个天线用来发射高频宽带电磁波，另一天线可以用来接收经坝体接收面反射而成的电磁波，对于电磁波的路径、波形和强度来说，与介质面的几何形态有着密切的联系，因此可以结合接收波的双程走时，对坝体材料以及老化情况进行准确的判断[1]。

2.2GPS监测技术

GPS即为全球定位系统，将其应用于大坝形变监测过程当中，不仅能够获得理想的监测效果，而且还能拓展监测范围，这对提高大坝安全监测的整体效益是十分重要的。对于GPS大坝监测技术来说，其主要包含有三个部分，分别是空间星座、大坝监测用户设备以及地面监控系统等，其中空间星座和地面监控部分的定位是监测工作开展的重要基础，而大坝监测用户设备则是由用户结合实际使用需求，来自行开发。在利用GPS技术进行定位时，主要包含有两种定位形式，分别是绝对定位和相对定位，其中绝对定位的精度较低而相对定位的精度较高，对于大坝的位移监测来说，由于其对精确度要求较高，因此就需要采用相对定位的方式来进行定位操作。最后，将相关的定位信息以无线网的形式上传到终端之后，就能够结合数据分析结果，对大坝的实际情况能够详细地了解，如果存在安全隐患，就能够及时采取处理对策，进一步降低安全事故的发生率。

2.3光纤监测技术

光纤技术是一种集光学、电子学为一体的新型技术，该技术的核心就是光纤传感器，对于光纤传感器来说，其主要是由光源、入射光纤、出射光纤、光调制器以及光探测器等组成。在水利水电工程中，光纤技术的应用已经变得越来越多样化，从以往传统的温度监测，发展到当前阶段的渗流监测、裂缝监测、大体积混凝土应力监测等内容，能够对大坝起到全方位的安全监测效果。光纤监测技术与传统的监测技术相比而言，主要有以下几方面的优势：①对于光纤传感器来说，其主要是以光信号作为载体，以光纤来作为媒介，光纤主要是由二氧化硅组成，因此有着较强的耐腐蚀性和抗干扰能力；②光纤本身就非常纤细柔软，同时光纤传感器的体积小、重量轻，因此安装起来非常简便，即使在安装之后，也不会对大坝关键部位的力学参数带来影响；③光纤传感器的灵敏度非常高，其故障风险发生的概率也非常低，因此其使用寿命也非常长，除此之外造价相对来说也较低

[2]。

2.4水下监测技术

对于水利水电工程中的大坝施工来说，部分大坝需要长期处于水面以下，因此属于长期的隐蔽状态，利用一般形式的监测手段，很难对其结构的稳定和安全性，进行全面的检测，因此需要利用水下监测技术，来对水面以下的坝体部分进行安全监测。在水下工程监测工作开展的过程中，经常需要使用到一些光学设备，例如水下闭路电视、水下照相设备等。对于光学类水下监测设备来说，其最大的特点就是观测效果直观，但是在监测的过程中，容易受到水环境的干扰。除了光学设备，还会使用到一些声学设备，例如扫描声呐、剖面声呐等。对于水下声学设备而言，最大的缺点就是图像的分辨率非常低。除此之外，当前阶段对水下机器人的使用频率正在提升，通过不同形式的水下机器人，能够对坝体存在的各种隐患进行检测、分析与定位，同时能够为检修工作的开展提供一定的理论依据[3]。

3.结语

综上所述，如果说大坝是影响水利水电工程运行质量的重要因素，那么大坝安全监测技术就是其中的核心内容。为了确保大坝运行的安全性和稳定性，政府部门及相关职能部门必须要加强对大坝安全监测工作的重视，并结合实际情况投入创新性、合理性的监测技术，以此提高大坝安全监测的准确性和科学性，从而更好地消除安全隐患。此外，国家还需要加强对大坝安全监测技术的自主研发，不断推进大坝安全监测的信息化和智能化发展，这样才能顺应时代的发展趋势，从而为实现工程效益和社会效益的最大化创造良好的条件。

参考文献

[1]谭理则.水利水电工程中的大坝安全监测技术研究[J].四川建材，2021,47(11):237-238.

[2]杨彬.简述水利水电工程中的大坝安全监测技术[J].低碳世界，2020,12(09):32-33.

[3]梁蔚.水利工程大坝的安全监测技术分析[J].工程建设与设计，2017,5(20):90-91.