水庫工程安全監測工作的措施分析

王艷軍

天津市于橋水庫管理中心 天津 301900

水庫是我國人民經濟中最重要的基礎設施之一，它們在一個國家的經濟發展以及社會的發展與穩定中發揮著關鍵作用。但是，由于各種原因，一些水庫大壩仍具有疾病風險和不安全因素，影響著水庫的運行，且給民眾的生命健康安全帶來巨大隱患。因此，加強水庫工程安全監測尤為重要。通過監控水庫工程想安全性，不僅可以及時獲取水庫工程的運行狀況，以在安全運行中獲得大量收益；而且還可以預先發現異常和風險，并及時針對風險對項目管理加以改善、維護和維修。此外，還可以檢測實際項目的設計和運營狀態的變化，可謂是一舉多得[1]。

1 水庫存在的安全問題

1.1 水庫疾病纏身，年久失修

由于某些水庫的初期建設時的設計標準和要求很低，有些仍然是依靠經驗去建設的。除了工程機械和設備的短缺或簡單之外，大多數都依賴于人為建造，建筑質量參差不齊且每況愈下。此外，還會出現設備老化、大壩泄漏、排水設施損壞甚至無法完成工作等情況。

1.2 水庫管理缺失

一些水庫位于鄉鎮等較偏遠地區，處于管理水平低下、個人和集體管理意識淡薄、缺乏技術支持和缺乏經濟保障的現狀中。諸如此類情況，均加劇了水庫的安全運行、管理和維護的工作難度。

1.3 病險水庫劇增，處理困難

由于危險水庫的問題長期未得到全面的解決，經過很長一段時間后，就會愈演愈烈，使得水庫安全問題日漸嚴重，危險水庫的數量也隨之逐年增加。但是，由于資金不足等許多實際問題，水庫的安全性雖然一直被關注，但并適中未得到充分解決，開始了惡性循環。

1.4 安全監測系統投入不足

在當今的水庫管理中，安全監控系統的作用不可忽視。在關鍵時刻，它可以發揮重要作用，因此應該重視這項工作。但是，根據當前統計的數據分析，許多中小型水庫尚未建立大壩測量報告系統和安全管理系統，盡管某些水庫擁有此設備，但資格不足的操作員也無法對此類設備負責，日常監視、維護和保養不足會導致這些設備出現故障、形同虛設，導致它在洪水預報、防洪防旱、供水和水庫預警工作中無法起到相應的作用[2]。

1.5 安全監測設備簡陋，監測手段落后

以陜西省為例，大多數水庫項目尚未安裝或完成工程監控設備，有水庫僅僅只只能夠觀測水位，此外，某些設備的檢測技術也已經跟不上時代的進程，逐漸被淘汰。借助這些設備，我們無法實現準確的水系統和水風險監控，無法進行預測和警報，也無法識別安全的水庫運行并確保民眾的生存安全。

1.6 安全制度不健全，人員素質參差不齊

當前，許多水庫沒有對安全系統和風險管理的責任進行有效和科學的檢查，也沒有對整體工程實施強有力的、系統性的獎懲制度。為了確保檢查的質量和數量，尤其是在洪水期間，要著重檢查關鍵區域和薄弱的連接點，并針對不同的情況制定專有的制度，還有加大排查力度，及時調查隱患，并向有關部門報告以及相互溝通。

2 水庫工程安全監測的措施

2.1 安全監測設計應貫穿于各階段設計之中

應根據每個步驟的細節設計和解釋項目，并制定監控系統的項目預算。此外，項目法人必須完成批準的所有工作內容，并且認真完成安全監控設施（系統），這一點十分重要。

2.2 完善和建立已成水庫工程的安全監測設施

大多數水庫項目的失敗意味著尚未建立安全監控系統，并且無法理解運行狀態和異常項目信號。但如果建立了完整的安全審核系統，并認真進行監控，及時收集和分析監控數據，就會始終了解項目運營的現狀，發現存在的隱患，并且及時實施對策。因此，應積極建立和完善相應的監測工程，以確保工程的安全和人員的生命財產安全。

2.3 應徹底根除“重經濟輕效益的工程管理”思想

水管單位的首要任務是監測項目的安全，然后是項目的維護和修理，最后才是經濟利益。因為水庫工程只有在人員和工程安全都得到保證后，才能更好的運營，從而為整個社會帶來經濟效益。

2.4 水庫工程安全監測人員應具有一定的素質

水管單位應該成為一個技術熟練、技能高超、責任心強的專業工程師組成的管理團隊。在提高他們的專業素質和敬業責任心的同時，還要注重提升他們的理論知識和實踐專業技能，令他們在工作中可以呈現更好的狀態，以及時且準確地發現工程中的不足和安全隱患，并提出有效的管理、改進和維修措施。

2.5 正確處理水工建筑與安全監測設備之間的管養分離問題

對于水庫工程中牽扯到的建筑與設備的養護問題，需要專業的養護維修人員結合具體的實際情況作出定奪，對于是否分離養護，也需靈活處理。

2.6 修訂完善和嚴格執行水庫工程安全法規

改革開放以來，我國正在不斷加強了行業法規的建設，先后針對水庫工程頒布了多項法規和技術標準。然而，隨著時代的不斷進步和技術水平的快速發展，還需針對現狀和近幾年出現的問題，對這些法規和技術標準進行改進和完善。

3 監測系統總體設計

3.1 系統結構設計

水庫安全監控系統包括水庫管理局工作站、左壩頭、筏道入以及下連的各種傳感器組成

3.2 系統通訊設計

通信系統由三部分組成：測控單元通過雙絞線連接、測控單元管理局工作站通過SR-232接口的雙絞線連接、水利部安全管理中心與管理局和使用帶解調器的電話線連接。

3.3 系統防雷設計

所有系統都應具有防雷保護功能。一個在系統工程建筑區域中布置地網，傳感器的接地電阻小于8歐姆，其他設備的接地電阻小于5歐姆。此外，裸露的電纜均應由鋼管保護。雷雨季節要切斷電源，以防止電源引起的雷擊。

3.4 傳感器設計

水庫大壩安全監測傳感器包括PWS型孔隙水壓力計、KPSI型上游水位計、PWF型下游水位計、氣壓計和雨量計。其主要技術性能指標見表1。

表1 傳感器主要技術性能指標

4 水庫大壩安全監測監控系統網絡安全防護技術解決方案

根據風險評估的結果，確定風險安全性，以在網絡設備的體系結構、物理檢查以及網絡監視和操作上監視大壩、水庫和水系統，以保護軟件和硬件系統。從入侵檢測和網絡安全認證兩個方面實現網絡行為的安全保護。水庫大壩安全監測監控系統網絡安全防護技術解決方案[3]。

4.1 上位機防護

在工程師站，操作站，OPC服務器等處部署工業控制單元，通過用于USB移動存儲、網絡和USB程序技術，可以保護用戶免受非法操作的濫用，從而提高了系統網絡的全面“免疫”功能[2]。

4.2 關鍵節點防護

通過智能保護終端對現場控制層的RTU進行安全防護，有效識別和攔截對RTU的攻擊行為，允許上位機發送的合規操作流量通過，以動態學習和自適應的防護策略為基礎，達到對RTU的防護目的[3]。

4.3 網絡監測審計

在監控層、通信層、現地層旁路部署監測審計平臺，可以有效地監視和威脅檢測網絡通信流量，并告警和審計對內網進行的非法收集、惡意攻擊、數據篡改、違規操作等行為，有效預防和阻止違規操縱和網絡攻擊行為。

4.4 集中安全監管部署

通過安全監管平臺對水庫大壩安全監測監控系統實施統一化的監管和運維，管理平臺可以智能化、高效化地收取現場安全設備收集和分析的威脅數據，并根據安全模型辨別整體的安全性。這有助于監管人員及時發現安全隱患，并及時解決安全問題。

5 結語

重視對水庫安全工程監控，一方面可以實時了解當時的水庫運行情況，另一方面還能夠運用相關技術和工具進行數據分析工作，以及時發現水庫工程中的安全隱患問題，并針對各類問題進行優化和改進。如此一來，既可以綜合完善相關的制度及規定，又能夠進一步提高水安全監測的有效性，最終達到了改善水利的目的。