自動化技術在水庫大壩安全管理的運用

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摘要：目前，自動化技術已經在越來越多的領域當中得到了應用，它通過與各種電子信息技術相互關聯來實現對水庫大壩的管理。在發展的過程中，隨著各種設備的升級與優化，自動化技術也越來越完善，它可以通過對水庫大壩整個設計規劃過程的檢驗來實現對工程施工效果的改善，同時對水庫大壩進行隨時監測來確保大壩的使用安全，如果發現危險因素的話也能夠及時反饋、提醒工作人員做好防范。

關鍵詞：自動化技術;水庫大壩;安全管理;有效運用

在我國，農業是第一產業。雖然城市化發展已經被提上了日程，但是由于我國農民的基數比較大，截止2017年，我國農村人口占比為41.48%，在這些人口當中大多數都是以農業生產活動為主要的生活來源。但是我國的水資源分布情況與農業生產活動之間存在著矛盾，為了滿足不同地區農業生產水平的需求，建立起水庫大壩是十分有必要的，它具有蓄水的功能，在降水或者出現洪澇的時候可以將水集中儲存起來，在干旱的季節則可以將這些水資源放出供人們使用。做好對水庫大壩的安全管理關系到地區農業發展狀況，而自動化技術就是實現安全管理的重要手段。

1.自動化技術在水庫大壩安全管理中運用的必要性

1.1我國水庫大壩的使用現狀。從整體上來說，我國的水資源分布范圍并不均勻，一些地區容易出現洪澇災害、而在一些地區則容易出現干旱的問題。因此，實現對水資源的有效分布成為了當前需要解決的一個重要問題，而水庫大壩的建設和使用就是解決這一問題的重要措施，目前我國已經建成的水庫大壩超過10萬座，但是這其中有很多水庫大壩的使用時間都比較長，它們是在70年代以前建成的，在應用的過程當中容易出現各種安全問題。2017年，在水庫大壩安全國際研討會當中，有學者指出，我國是世界上水庫大壩數量最多的國家，做好對水庫大壩安全風險的防控與管理是十分有必要的。在查閱相關資料之后了解到，我國的水庫大壩當中有一些存在質量安全，其中主要問題就是防洪能力差。這些存在質量安全的水庫大壩當中，大型水庫的比例超過了30%。統計顯示，近年來的報道當中，水庫大壩安全問題的報道數量超過了3000例，這其中大多數都是小型和中型的水庫。在這樣的情況下，做好對水庫大壩的安全管理勢在必行。1.2自動化技術在水庫大壩安全管理當中的作用。通過自動化技術的應用，工作人員通過計算機系統就可以隨時了解水庫大壩的實際情況，了解水庫大壩在運行過程當中存在的安全問題。在這個基礎上，專業的工程人員還可以利用自動化技術所收集到的信息做好對水庫大壩的分析，以此來作為對大壩制定管理和維護方案的理論依據。通過這種方式，不僅可以確保水庫大壩的使用安全、避免造成更為嚴重的問題，同時也可以使水庫大壩充分發揮效益、減少對工程的資金投入。實踐證明，自動化技術的應用還可以提高安全監測的有效性，提前做好洪水的應對工作，提高資源優化調配的效果。這樣一來，就可以減少地區自然災害對農業生產造成的損失、促進地區經濟的發展。

2.水庫大壩自動化安全管理遵循的原則

2.1實時性原則。在對水庫大壩進行自動化安全管理的過程中，需要對較為廣闊的范圍進行實時監測，在監測的過程當中還需要分階段的進行。在通過相關監測設備完成監測信息的搜集之后，自動化系統還可以實現對這些信息的實時分析，尤其是對水庫大壩實時水流量進行分析，以此來確定科學的管理方案。在這個過程中，提高管理的水平和質量是十分有必要的，這就需要確保信息的實時性和準確性。2.2可靠性原則。在安全管理的過程當中，無論是在信息的搜集過程還是分析過程，都需要堅持可靠性的原則。相關的工作人員需要具備較強的管理技能和管理經驗，所使用的自動化技術也需要不斷進行完善，這樣才能更好地應對水庫大壩所處的惡劣的自然環境。在管理的過程當中，經常會存在各種問題和突發狀況，面對這些情況，一方面管理人員需要快速制定出可靠的解決方案，另一方面自動化技術也需要提供進行監測并做好風險的可靠防控。2.3實用性原則。實用性原則指的是水庫大壩的安全管理措施能夠符合實際的要求，促進管理效率的不斷提升。在實際管理工作開展的時候，由于各個地區自然環境存在差異，水庫大壩在建造的過程中也存在功能上和質量上的差異，因此在運行的過程當中所出現的故障類型也各不相同。在進行自動化安全管理的過程中，需要對具體的問題進行具體化的分析，確保管理方式的實用性。為了實現這個目標，工作人員要提前做好對水庫大壩情況的調查，通過自動化監測的數據和信息了解水庫大壩過去的運行狀況，然后在這個基礎上制定出可行性比較強的管理方案，以此來提高管理效果。除此之外，在管理過程當中采用先進的國際水準、對水庫大壩的各項指標進行衡量和校對也是十分有必要的。

3.自動化技術在水庫大壩安全管理中的具體運用

3.1自動化監測技術。3.1.1變形監測。在水庫大壩運行的過程中，保持良好的結構形態是十分重要的。由于使用時間長、自然災害頻發等原因，水庫大壩在應用的過程中可能會出現水平和垂直兩個方向的位移，在發生位移的時候就要加強變形監測，避免發生更為嚴重的問題。通常來說，在對混凝土壩在進行監測的時候，會先設置不同的壩段，然后在各個壩段上設置相應的監測點，監測點的數量通常需要超過三個。在對土石壩進行監測的時候，則需要在壩頂及其后部每隔40米左右設置一個水平方向和垂直方向的位移監測點。變形監測通常會應用在中型水庫壩和大型水庫壩當中。3.1.2滲流監測。滲流監測的主要監測內容主要包括滲透壓和滲流量這兩個方面。在對水庫大壩進行自動化滲流監測的過程中，混凝土壩需要在基礎廊道的位置上設置壓力觀測孔，然后在已經分好的各個壩段上完成對監測點的設置。與變形監測所不同的是，滲流監測監測點的設置數量并沒有明確的規定，它取決于水庫大壩排水溝集水的情況。在監測的過程中需要對分區的流量和整體的滲流量同時進行監測。而對于土石壩來說，滲流監測的重點部位在壩底部滲水匯集處。與此同時，還需要在水庫大壩的兩側山坡上甚至相應的地下水位監測點，以此來完成對繞壩滲流量的監測。3.2自動化管理裝置。管理裝置是自動化技術進行應用的基礎。在自動化安全管理的過程中，首先要通過水平和垂直位移傳感器來完成對水庫大壩基本信息的測定，通過在傳統的傳感器當中應用信息技術可以實現對整個水庫大壩的全面監控。如果在監控的過程當中發現了問題的話，也可以將問題反饋到系統當中來，以此來為監測點的科學設置提供依據，提高水庫大壩管理的安全性。其次，在監測與管理的過程中，還需要使用滲壓計來實現對地下水位的有效監測。如果在監測的過程中發現地下水位比較高或者比較低的話，也可以通過計算機系統來及時反饋出來。滲壓計在應用的過程當中具有較強的耐用性和穩定性，因此已經在越來越多的水庫大壩當中得到了應用。最后，水庫大壩的安全管理還離不開各種信息化的技術。在這個過程中，工作人員提供自動化技術來完成對整個控制系統的構建，將安全管理工作納入到系統任務當中，在系統當中就可以對水庫大壩的整體運行狀況進行有效監控。

4.結語

綜上所述，當前我國農業發展離不開水庫大壩，而水庫大壩問題頻發也說明需要應用自動化技術。實踐證明，自動化技術的應用將大壩的安全水平提上了一個新的高度。在應用該技術的過程中，需要堅持實時性、可靠性以及實用性原則，通過各種自動化管理裝置來實現對水庫大壩的變形監測和滲漏檢測，促進水庫大壩的可持續發展。

參考文獻：

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作者:王川 單位:伊犁州南岸干渠灌區管理處