現(xiàn)代電子技術(shù)在大壩安全管理中的作用

李 娜

（四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院,611231）

現(xiàn)代電子技術(shù)在大壩安全管理中的作用

李 娜

（四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院,611231）

隨著水利事業(yè)的發(fā)展及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在備受關(guān)注的大壩安全管理問(wèn)題上已全面應(yīng)用各種電子技術(shù)，在大壩險(xiǎn)情預(yù)告、通訊等方面取得突出的成果，對(duì)保證大壩安全具有重要的意義。本文首先對(duì)水庫(kù)大壩安全管理的基本內(nèi)容進(jìn)行分析，并對(duì)在大壩安全管理應(yīng)用現(xiàn)代電子技術(shù)進(jìn)行探討。

水庫(kù)大壩；安全管理；電子技術(shù)；作用

隨著我國(guó)現(xiàn)代水利事業(yè)的不斷建設(shè)與發(fā)展，水利工程大壩管理受到社會(huì)各界的極大關(guān)注。而作為大壩管理的重點(diǎn)，安全管理問(wèn)題是國(guó)家相關(guān)部門的關(guān)注重點(diǎn)，并針對(duì)大壩安全管理制定了相關(guān)的管理?xiàng)l例。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代電子技術(shù)已在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中得到全面的應(yīng)用。在備受關(guān)注的大壩安全管理上，由于管理事項(xiàng)比較多，工作量比較大，因此應(yīng)用現(xiàn)代電子及時(shí)能有效提高管理的質(zhì)量與效率。對(duì)于大壩安全管理工作而言，其管理重點(diǎn)就在于監(jiān)控、險(xiǎn)情預(yù)告及汛情通訊上，而現(xiàn)代電子技術(shù)的應(yīng)用，能使監(jiān)控、險(xiǎn)情預(yù)告及汛情通訊等方面的信息、數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確、及時(shí)，對(duì)保證大壩安全具有重要的意義。本文主要對(duì)數(shù)據(jù)融合技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)兩種電子技術(shù)在大壩安全管理中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 水庫(kù)大壩的安全管理

大壩安全管理監(jiān)控系統(tǒng)是采用相關(guān)的觀測(cè)儀器與設(shè)備對(duì)大壩主體及相關(guān)建筑進(jìn)行全方位的檢查、監(jiān)控，其硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。如對(duì)大壩的垂直、水平位移、壩體裂縫、水體滲流量、壩體浸潤(rùn)線、大壩的變形進(jìn)度、溫度變化、預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)及壩體伸縮縫等方面的觀測(cè)與監(jiān)控。除了要對(duì)以上各個(gè)方面的觀測(cè)與監(jiān)控外，還要對(duì)大壩的抗震、滑坡等方面進(jìn)行管理與監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)采用相關(guān)觀測(cè)儀器與設(shè)備對(duì)以上安全管理項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)，才能及時(shí)、準(zhǔn)確獲取與大壩有關(guān)的信息、數(shù)據(jù)，從而為大壩的安全管理工作提供及時(shí)、準(zhǔn)確、科學(xué)的信息、數(shù)據(jù)支持，有利于管理者在安全管理過(guò)程中做出科學(xué)、可行的決策。由于大壩的工作環(huán)境比較復(fù)雜，大壩壩體、壩體基底等部位長(zhǎng)期處于流水侵蝕環(huán)境中，使大壩安全管理始終處于動(dòng)蕩的狀態(tài)下，若采用人工定期檢測(cè)，是難以實(shí)現(xiàn)的。因此，唯有通過(guò)先進(jìn)的現(xiàn)代電子技術(shù)對(duì)大壩安全進(jìn)行全方位、實(shí)時(shí)的監(jiān)控管理與信息傳遞，才能保證大壩能長(zhǎng)期處于安全的狀態(tài)下。再加上在大壩施工過(guò)程中，由于設(shè)計(jì)人員、施工人員工作上的一些疏忽，導(dǎo)致大壩出現(xiàn)某些缺陷。在大壩投入使用一段時(shí)間后，由于受到水流侵蝕、凍融風(fēng)化等外界因素的影響下，大壩缺陷問(wèn)題日益突出，從而引起大壩本體和大壩基底產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象，從而對(duì)大壩安全造成極大的影響，且在未來(lái)的使用中可能會(huì)隨時(shí)發(fā)生重大安全事故問(wèn)題。因此，只有通過(guò)現(xiàn)代電子及時(shí)的應(yīng)用，實(shí)

現(xiàn)對(duì)大壩的實(shí)時(shí)監(jiān)管及信息傳遞，當(dāng)大壩出現(xiàn)安全問(wèn)題時(shí)也能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，以便及時(shí)處理，從而保證大壩的安全管理。由于大壩的安全管理不僅與大壩工程的安危存在直接性的關(guān)系，還與大壩的經(jīng)濟(jì)效益有著不可分割的關(guān)系，且緊系著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，采用電子技術(shù)加強(qiáng)大壩的安全管理至關(guān)重要。

2 大壩安全管理監(jiān)測(cè)要因大壩類型的不同進(jìn)行靈活分類

在目前大壩安全管理工作，大壩事故有多種原因，安全管理上的問(wèn)題，出現(xiàn)問(wèn)題的部位、問(wèn)題的輕重緩急以及相關(guān)問(wèn)題的原因等，都會(huì)因?yàn)椴煌髩蔚姆N類而顯得不同，這需要一個(gè)明確的安全管理問(wèn)題：大壩安全監(jiān)測(cè)管理要進(jìn)行，不同類型的大壩進(jìn)行靈活地分類。

在現(xiàn)代電子技術(shù)的應(yīng)用設(shè)計(jì)時(shí)，大壩安全管理，技術(shù)管理人員應(yīng)遵循的大壩自身的管理功能，解決當(dāng)?shù)厮臈l件，氣候以及大壩和其他技術(shù)布局，管理的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具體方面的典范。

上述條件做了一一觀測(cè)，然后對(duì)相關(guān)的一些電子技術(shù)設(shè)備布局進(jìn)行觀察和管理項(xiàng)目的安全管理，同時(shí)對(duì)電子系統(tǒng)的整合和規(guī)劃的整體管理。根據(jù)大壩的類型，大壩觀測(cè)值有不同的項(xiàng)目。在大壩，土石混合壩等安全管理混合型檢測(cè)，一般必須先明確一點(diǎn)：這種類型的大壩安全事故的主要原因是通過(guò)滲透和破壞水對(duì)壩坡穩(wěn)定性和損壞等引起大壩的，具體表現(xiàn)：防滲，壩體滲漏基層，塌坑組出現(xiàn)流滑坡壩等問(wèn)題。因此，在大壩安全管理方面專注于大壩的垂直和水平位移，大壩滲水造成大壩壩體裂縫問(wèn)題，水體滲流量等項(xiàng)目的觀測(cè)和監(jiān)測(cè)。制作混凝土壩，污工壩安全管理的測(cè)試的時(shí)候，首先要明確，什么樣的重大安全事故，因?yàn)榇髩螇误w，在設(shè)計(jì)壩基內(nèi)應(yīng)力沒(méi)有做與工作有關(guān)的數(shù)據(jù)，超出原始設(shè)計(jì)所能夠承受的限度，具體的表現(xiàn)為壩體出現(xiàn)裂縫、壩體位移量過(guò)大以及壩體出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象等。為此，在大壩的安全管理方面，要側(cè)重于對(duì)大壩的變形進(jìn)度、預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)、溫度變化、大壩水體的滲流量、以及壩體伸縮縫等因素的觀測(cè)和監(jiān)控等。

3 現(xiàn)代技術(shù)在大壩安全管理中的應(yīng)用

在現(xiàn)代大壩安全管理中，電子技術(shù)發(fā)揮的作用是非常重要的，其不僅能有效提升大壩安全監(jiān)測(cè)工作的效率，還提高了大壩管理的安全性。在大壩的監(jiān)控工作中，主要是對(duì)大壩本體的壓力、水體滲流及壩體裂縫等問(wèn)題進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但因大壩監(jiān)測(cè)環(huán)境具有不穩(wěn)定性，因此大大增加了大壩監(jiān)測(cè)工作的難度，且通過(guò)人工監(jiān)測(cè)是難以實(shí)現(xiàn)定期監(jiān)測(cè)的，從而容易引發(fā)大壩安全問(wèn)題，導(dǎo)致大壩長(zhǎng)期存在安全隱患。因此，在大壩安全管理過(guò)程中采用現(xiàn)代電子技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)非常重要。可在大壩四周進(jìn)行攝像頭、麥克風(fēng)等電子設(shè)備的安裝，以實(shí)現(xiàn)對(duì)大壩的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以便實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)安全管理相關(guān)數(shù)據(jù)的有效推理及提取，且對(duì)采集的數(shù)據(jù)結(jié)合大壩之前的安全事故數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、分析，以找出大壩存在安全隱患的相關(guān)因素，以便做出及時(shí)、準(zhǔn)確、合理的判斷，并采用科學(xué)、可行的處理對(duì)策，從而減少大壩的安全隱患，對(duì)提高大壩監(jiān)控的準(zhǔn)確性及提高大壩安全管理的質(zhì)量及效率具有重要的意義。

3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)技術(shù)的應(yīng)用

圖1 監(jiān)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

圖2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖

數(shù)據(jù)融合技術(shù)是一種在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的管理技術(shù)。通過(guò)在大壩周圍進(jìn)行麥克風(fēng)、攝像頭等電子技術(shù)設(shè)備的安裝，以實(shí)現(xiàn)對(duì)大壩安全管理相關(guān)信息、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。當(dāng)麥克風(fēng)、攝像頭等設(shè)備在采集到數(shù)據(jù)、信息后，就會(huì)轉(zhuǎn)換成能夠被管理

系統(tǒng)識(shí)別的信號(hào)。而大壩安全管理系統(tǒng)中的差阻式傳感器就會(huì)對(duì)被管理系統(tǒng)所識(shí)別的信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的監(jiān)管，（如圖2所示）并進(jìn)行初步的篩選，之后還會(huì)這部分信號(hào)進(jìn)行有效的分析及融合，從而將麥克風(fēng)、攝像頭及傳感器等電子設(shè)備采集到與安全管理方面相關(guān)的數(shù)據(jù)、信息進(jìn)行更加全面的分析及提取，將對(duì)和安全管理方面相關(guān)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的推理與運(yùn)用，然后將這些與安全管理方面相關(guān)的數(shù)據(jù)、信息和以前出現(xiàn)過(guò)的安全管理事故信息、數(shù)據(jù)等進(jìn)行比較、分析，以有效判斷采集的數(shù)據(jù)、信息等能否保證大壩的安全管理，從而為大壩的安全管理提供準(zhǔn)確的信息、數(shù)據(jù)支持。

在大壩的安全管理過(guò)程中，需要注意的是，通過(guò)現(xiàn)代電子技術(shù)所采集的信息必須要進(jìn)行及時(shí)的勘察；而且電子技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)、信息等要做好及時(shí)的更新與備份，以有利于管理者在決策時(shí)根據(jù)及時(shí)形態(tài)做出快速、準(zhǔn)確的反應(yīng)，以保證數(shù)據(jù)、信息的實(shí)時(shí)性。通常情況下，在現(xiàn)代大壩安全管理上，若單純采用電子技術(shù)中的攝像技術(shù)或者信息提取技術(shù)都已無(wú)法滿足管理的要求。主要是由于現(xiàn)代信息技術(shù)系統(tǒng)不斷精密化，而這些基礎(chǔ)電子技術(shù)設(shè)備已難以滿足大壩安全管理的相關(guān)需求，甚至?xí)霈F(xiàn)數(shù)據(jù)收集不確定、決策失誤等現(xiàn)象，使大壩安全管理上容易出現(xiàn)各種不良事故。因此，在現(xiàn)代大壩安全管理中，還要利用更加先進(jìn)、更加精密的儀器、設(shè)備進(jìn)行管理。從大壩的修建開(kāi)始，一直到大壩竣工，各個(gè)施工環(huán)節(jié)都要盡可能采用現(xiàn)代電子技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以全面提高安全管理的精密度，并通過(guò)數(shù)據(jù)融合技術(shù)將麥克風(fēng)、攝像頭及傳感器等電子設(shè)備采集與安全管理方面相關(guān)的數(shù)據(jù)、信息進(jìn)行整合、融合，且通過(guò)發(fā)展及運(yùn)行，從而為大壩安全管理提供準(zhǔn)確、有效的數(shù)據(jù)、信息支持，不僅能有效提高管理的精確度，還能有效降低因數(shù)據(jù)信息落后或錯(cuò)誤導(dǎo)致的決策失誤率。由此可見(jiàn)，在大壩安全管理中采用現(xiàn)代電子技術(shù)，能有效彌補(bǔ)在大壩安全管理過(guò)程中人工管理的不足，從而為大壩的安全提供更多的管理手段。

3.2 監(jiān)控技術(shù)在大壩安全管理中的作用

由于在大壩安全管理過(guò)程中，技術(shù)人員不僅要對(duì)大壩的垂直與水平位移問(wèn)題、壩體裂縫問(wèn)題、水體滲流量、壩體浸潤(rùn)線、大壩的變形進(jìn)度、溫度變化、預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)及壩體伸縮縫等方面進(jìn)行觀測(cè)及監(jiān)控，還要對(duì)大壩的抗震、滑坡等方面進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)與管理。若不經(jīng)過(guò)全方位、詳細(xì)的監(jiān)測(cè)，大壩極可能會(huì)由于自身存在的一些缺陷長(zhǎng)期處于水流侵蝕與凍融風(fēng)化等外界因素作用下而出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，從而導(dǎo)致出現(xiàn)大壩安全問(wèn)題[6-7]。其中，大壩安全管理的相關(guān)部門所提供的險(xiǎn)情預(yù)報(bào)信息都是由安裝在大壩周圍的攝像頭、麥克風(fēng)等電子技術(shù)設(shè)備采集的。而通過(guò)現(xiàn)代電子技術(shù)設(shè)備采集到大壩的相關(guān)數(shù)據(jù)、信息，就會(huì)在監(jiān)控技術(shù)下轉(zhuǎn)換成一種被管理系統(tǒng)能有效識(shí)別的信號(hào)，而這部分通過(guò)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)、信息首先就會(huì)被大壩安全管理系統(tǒng)中的傳感器進(jìn)行監(jiān)控以及管理，其次進(jìn)行一系列的篩選，并把這部分信號(hào)進(jìn)行分析及融合，然后再將攝像頭、麥克風(fēng)及傳感器等電子技術(shù)設(shè)備采集到的相關(guān)信息進(jìn)一步提取，在提取完成后進(jìn)行推理及運(yùn)用；最后將這部分信息和大壩過(guò)去所出現(xiàn)過(guò)的安全管理事故或者其他類似大壩的安全管理事故等數(shù)據(jù)進(jìn)行比較與分析，從而為大壩安全管理的決策提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、有效的數(shù)據(jù)、信息支持。而水庫(kù)大壩遙測(cè)站主要是通過(guò)各種現(xiàn)代電子技術(shù)設(shè)備對(duì)大壩周圍的雨量、水位等數(shù)據(jù)、信息進(jìn)行自動(dòng)采集，具有自動(dòng)性、全天候、實(shí)時(shí)性及高度精準(zhǔn)性。

4 結(jié)束語(yǔ)

大壩安全管理工作是一個(gè)動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)過(guò)程，在管理過(guò)程中存在各種各樣的變動(dòng)因素需采用進(jìn)行多項(xiàng)管理規(guī)劃事項(xiàng)，因此需要在大壩安全管理工作中采用先進(jìn)的現(xiàn)代電子技術(shù)，才能將復(fù)雜的安全管理工作做好。通過(guò)采用現(xiàn)代電子技術(shù)，不管是在大壩的監(jiān)測(cè)上，還是對(duì)大壩汛期預(yù)報(bào)、險(xiǎn)情預(yù)報(bào)及數(shù)據(jù)搜集等方面上都發(fā)揮著不可替代的作用。

[1] 鈕新強(qiáng).大壩安全與安全管理若干重大問(wèn)題及其對(duì)策[J].人民長(zhǎng)江,2011,22(12):1-5.

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李娜，女，漢族，籍貫：吉林省松原市，生于：1980年10月11日，工作單位：四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院系：水利工程系。職稱：講師，學(xué)歷：本科。研究方向：水工建筑物的設(shè)計(jì)、施工、管理類

The application of modern electronictechnologyin dam safetymanagement

Li Na
(sichuan water conservancy vocational college,611231)

With the continuous development of science and technology of water conservancy,has a comprehensive application of electronic technology in dam safety management issues of concern,has made outstanding achievements in the trailer,dam risk communication and so on,it has great significance to ensure dam safety.This article first carries on the analysis to the basic content of dam safety management, and carries on the discussion to the application to dam safety management of modern electronic technology.

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