監(jiān)測資料的整理整編和分析

1、監(jiān)測資料的整理整編和分析中國水利水電科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)材料所2004年8月目 錄1監(jiān)測資料整理分析的目的和作用11.1目的11.2監(jiān)測資料分析成果在壩工實踐中的作用3（1）為大壩安全評價提供依據(jù)3（2）掌握運行規(guī)律監(jiān)視大壩安全運用、改善運行狀況3（3）及時發(fā)現(xiàn)大壩運行異常，不失時機采取補救措施4（4）根據(jù)分析成果發(fā)揮已有工程效益4（5）用于預(yù)報5（6）為提高（或改進(jìn)）大壩設(shè)計、施工、運行和科研現(xiàn)有水平提供信息5（7）為評價監(jiān)測系統(tǒng)狀況提供依據(jù)62大壩安全監(jiān)測資料分析方法及信息處理技術(shù)的若干進(jìn)展62.1 概況62.2 國外大壩安全監(jiān)測信息處理技術(shù)的進(jìn)展72.3 國內(nèi)資料分析方法研究的進(jìn)展7（1）監(jiān)測

2、數(shù)學(xué)模型7（2）監(jiān)測資料綜合分析評價方法8（3）反分析方法9（4）監(jiān)控指標(biāo)擬定方法102.4 大壩安全監(jiān)測信息處理系統(tǒng)的開發(fā)103“監(jiān)測資料的整理整編和分析”的條文說明123.1 “一般規(guī)定”12（1）第條文說明12（2）第條文說明14（3）第條文說明14（4）第條文說明15（5）第條文說明16（6）第條文說明183.2 “資料整理和整編”19（1）第條文說明19（2）第11.2.2 條文說明19（3）第11.2.3第213.3 資料的分析21（1）第條文說明21（2）第11 .3.2條文說明24（3）第條文說明27（4）第和第條文284 結(jié)語28主要參考文獻(xiàn)28監(jiān)測資料的整理整編和分析張進(jìn)平

3、（中國水利水電科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)所）1監(jiān)測資料整理分析的目的和作用1.1目的大壩的原型觀測開始于19世紀(jì)末，但真正受到廣泛重視并開始得到較快的發(fā)展還是在1959年法國馬爾巴塞壩（Malpasset）以及1963年意大利瓦意昂（Vajont）壩發(fā)生重大事故之后。法國馬爾巴塞拱壩的失事，給人們重要的教訓(xùn)之一是觀測資料必須得到及時的分析。該壩僅設(shè)置了三角網(wǎng)測量標(biāo)點，在事故發(fā)生前四個多月進(jìn)行過一次測量。對于高為66.5m的拱壩來說，觀測設(shè)施次數(shù)都是不夠的。更嚴(yán)重的是，對僅有的觀測資料也沒有進(jìn)行及時的分析。事實上，該壩的位移資料在四個多月前已經(jīng)顯示出了事故發(fā)生的征兆。從圖1中可以看到，距正常高水位還有4.5

4、m時，壩體中部拱端的徑向位移已達(dá)3cm，并且出現(xiàn)了較大的非線性的切向位移，這正是左壩肩最后失穩(wěn)破壞的先兆。法國電力公司的專家在總結(jié)這一經(jīng)驗教訓(xùn)時指出，在當(dāng)時的巖石力學(xué)的水平上，誰也不能保證分析了這些資料就一定能認(rèn)清馬爾巴塞基礎(chǔ)所存在的隱患。但有一點是肯定的，即盡早地對觀測資料進(jìn)行處理、分析，對掌握大壩的性態(tài)、保證大壩安全是至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。下面的框圖表示了與大壩安全有關(guān)的各種因素，X表示馬爾巴塞壩存在問題的環(huán)節(jié)。從框圖中可以看出，監(jiān)測一詞應(yīng)有嚴(yán)格的定義，它不僅是指對壩體和基礎(chǔ)所進(jìn)行的觀測，而且還應(yīng)包括對觀測資料所進(jìn)行的處理、分析和解釋。顯而易見，如果觀測的原始數(shù)據(jù)不經(jīng)過處理、分析以及正確的解

5、釋，對決策人員是沒有用處的。大壩的設(shè)計和計算，既要符合安全的原則，又要符合經(jīng)濟的原則。然而，由于我們對自然規(guī)律的認(rèn)識有待深入，不可能對所有影響大壩的復(fù)雜因素都進(jìn)行精確的計算，只能在作了許多假設(shè)和簡化以后，才進(jìn)行設(shè)計計算。大壩建成后，在外界和內(nèi)部各種因素的作用（或影響）下隨時間發(fā)生復(fù)雜的變化，接受實際的檢驗。這就需要對設(shè)計的正確性、經(jīng)濟性和措施的有效性進(jìn)行驗證。 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在大壩的設(shè)計和施工中，采用新的結(jié)構(gòu)形式、新的筑壩工藝、新的設(shè)計計算方法，不少大壩的壩址處在自然條件差、地質(zhì)條件也復(fù)雜的地區(qū)，這對壩工建設(shè)帶來了新的課題：（1） 如何了解在不利條件下所建大壩的實際工作性態(tài)？（2） 如何

6、評價所采用新的結(jié)構(gòu)形式和方案是合理的，所采用的設(shè)計新理論和計算方法是符合實際的？（3） 如何鑒定所采用新的筑壩施工工藝是正確的？1×設(shè)計施工×檢查、管理×報警維護(hù)安全泄洪設(shè)備檢查外荷載調(diào)查×現(xiàn)場目視檢查×監(jiān)測=觀測+×觀測資料分析解釋×負(fù)責(zé)人員的綜合判斷及決策以上這些方面，目前只有依靠原形觀測取得最可靠的第一手資料來揭示大壩性態(tài)，擴大人們對它的認(rèn)識，并進(jìn)行對比分析，找出差異，做出修正，從而達(dá)到提高現(xiàn)有壩工技術(shù)水平。綜上所述，通過對監(jiān)測資料的整理分析，可達(dá)到下述目的：1 為保障大壩安全運用提供依據(jù)；2 為驗證施工設(shè)計提供依據(jù)；

7、3 為工程施工和維修或加固提供信息；4 為提高（或改進(jìn)）大壩設(shè)計、施工、運行和科研的現(xiàn)有技術(shù)水平提供依據(jù)。總之，監(jiān)測工作可分為監(jiān)視性和專門性兩大類。實際上這兩者是不能嚴(yán)格分離的。這在很大程度上取決于人們對監(jiān)測成果的重視、整理分析和運用的程度。顯然，資料整理分析是實現(xiàn)安全監(jiān)測根本目的的最后和最重要的一個環(huán)節(jié)。規(guī)范第11章的基本任務(wù)是為實現(xiàn)大壩安全運行而服務(wù)的。1.2監(jiān)測資料分析成果在壩工實踐中的作用資料分析成果在評價大壩安全、監(jiān)視大壩的運行、發(fā)揮已有工程效益、推動壩工建設(shè)的發(fā)展等方面發(fā)揮了明顯的作用，現(xiàn)作如下簡介。（1）為大壩安全評價提供依據(jù)根據(jù)“水電站大壩安全管理暫行辦法”、“水電站大壩安全檢

8、查施行細(xì)則”、“混凝土大壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范”的要求，在大壩鑒定時應(yīng)進(jìn)行資料分析，并提出報告。如陳村大壩第一次安全定期檢查時，在分析成果中提出了“下游壩面105m高程水平裂縫，對105m高程以上壩體位移有明顯影響。從長期觀測過程來看，1976-1978年期間105m高程水平裂縫開度及壩體位移有一次小突變；1983-1985年期間壩體位移又有一次小突變；105m高程以上壩體向上游的時效位移尚未完全穩(wěn)定；”。最后大壩安全評價：“根據(jù)本次定期檢查所做大量工作以及各專題報告的成果和結(jié)論，專家工作組經(jīng)再三斟酌討論，鑒于壩體裂縫眾多，有的裂縫對大壩結(jié)構(gòu)有明顯影響，。對照水電站大壩安全檢查施行細(xì)則，陳村大壩符

9、合該細(xì)則第四十一條評價條件，本次定期檢查將陳村定為病壩?！睂＜医M還提出了處理裂縫的建議：“對壩體裂縫進(jìn)行專題研究，對危害性裂縫應(yīng)盡早落實處理措施。”這是由于資料分析成果客觀地描述和反映了大壩的運行性態(tài)，有且對大壩安全評價的一個實例。（2）掌握運行規(guī)律監(jiān)視大壩安全運用、改善運行狀況在通常設(shè)計情況下，混凝土大壩以承受高水位作為監(jiān)視大壩安全的重要工況，而根據(jù)許多大壩的資料分析表明，高水位低氣溫才監(jiān)視大壩實際運行的重要工況。這是由于環(huán)境溫度是影響大壩性態(tài)變化的主要因素。通常在高水位低氣溫季節(jié)里：壩頂水平位移值最大，并偏向下游；壩體上游面和壩踵部位的壓應(yīng)力減少或出現(xiàn)拉應(yīng)力；壩基揚壓力和滲流量增加，這是由

10、于低溫引起的變形使縫隙擴大；縱縫和施工縫的縫隙增大或出現(xiàn)裂縫，減弱大壩整體性，等等。在這季節(jié)里應(yīng)加強監(jiān)測和及時分析資料。在認(rèn)識溫度作用基礎(chǔ)上，因設(shè)法減小溫度影響。如在桓仁大頭壩上采用封腔保溫措施，效果顯著。該壩處在我國東北嚴(yán)寒地區(qū)，封閉壩腔前大壩支墩最低月平均溫度為-9.4,封腔后年平均溫度提高6.88.8,使年平均溫度達(dá)到1011，溫度變幅也減小，這對防止裂縫發(fā)生和發(fā)展創(chuàng)造了十分有利的條件。（3）及時發(fā)現(xiàn)大壩運行異常，不失時機采取補救措施1） 梅山連拱壩于1962年11月6日庫水位由運行以來的最高水位125.56m回降到124.89m時（相當(dāng)于設(shè)計水頭83%），經(jīng)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)右岸基巖裂隙中突然有

11、大量地下水涌出（主要集中在14#16#拱壩基礎(chǔ)巖縫），漏水量達(dá)70L/S，壓力水頭達(dá)31m（當(dāng)時該處水頭37m）；大壩壩體產(chǎn)生多條裂縫，13號垛的水平位移值突然增大，向下游達(dá)19.56mm，向右達(dá)14.53mm，位移上下游向和左右向變化速率與以前的有著顯著差異，見圖1-6。由于量測數(shù)據(jù)確切指出大壩已不能正常工作，于是采取了緊急措施：立即放空水庫，進(jìn)行加固，從而避免了一場嚴(yán)重事故。事后總結(jié)認(rèn)為：如果沒有及時的監(jiān)測資料，就可能貽誤搶救時機。2） 佛子嶺連拱壩13號壩段的沉陷量長期為9.6mm，較其它壩段約大2mm。經(jīng)查明該壩段下的基礎(chǔ)有破碎帶并有傾向下游的夾泥層，后將水庫放空進(jìn)行基礎(chǔ)處理才使大壩能

12、經(jīng)受住1969年漫過壩頂高達(dá)成2.18m而持續(xù)25小時之久的特大洪水的考驗，從而保證了下游安全。3） 豐滿重力壩系日偽時期修建，工程質(zhì)量極其低劣，解放初期的滲漏、變形都很大。根據(jù)實測資料推算，在遇到百年一遇洪水時，壩有失去穩(wěn)定的危險，于是進(jìn)行了大量的加固修理，使揚壓力、滲流量和位移值明顯減小，有效果地提高了壩的穩(wěn)定性，保障了安全運用。（4）根據(jù)分析成果發(fā)揮已有工程效益1） 廣東泉水拱壩在1976年蓄水前，因右岸地形單薄地質(zhì)條件差且溢洪及排水洞混凝土襯砌有裂縫，擔(dān)心不能承受全部設(shè)計水頭。但經(jīng)過觀測和分析，發(fā)現(xiàn)應(yīng)力和變形正常，裂縫開度僅受氣溫影響，從而決定正常蓄水運用，使該壩發(fā)揮了應(yīng)有的作用。2）

13、 四川龔咀重力壩投入使用后，部分縱縫尚未灌漿，以致大壩未形成整體，不得不限制水位運行。為了抬高水位，發(fā)揮效益，1978年決定在蓄水條件下進(jìn)行高壓灌漿。灌漿壓力的確定及在灌漿中壩體的安全都是通過分析觀測資料基礎(chǔ)上進(jìn)行的。（5）用于預(yù)報長江上新灘滑坡監(jiān)測，由于預(yù)報準(zhǔn)確及時，因而在發(fā)生大滑波之前撤出人員，避免了巨大傷亡，這是監(jiān)測預(yù)報的一次非常成功的應(yīng)用。（6）為提高（或改進(jìn)）大壩設(shè)計、施工、運行和科研現(xiàn)有水平提供信息1）美國墾務(wù)局和TVA從三十年代起，經(jīng)過20多年的揚壓力觀測，證實了排水孔對降低揚壓力的有效性，才于五十年代起改進(jìn)了揚壓力的計算圖形：從上下游直線變化改進(jìn)在排水孔處折減，采用折減系數(shù)=1

14、/31/4。2）根據(jù)采用柱狀施工法建造的混凝土壩觀測表明，該方法影響垂直應(yīng)力分布，產(chǎn)生非線性應(yīng)力分布。美國在應(yīng)力分析過程中已考慮了這種筑壩過程因素。3）1974年，四川龔咀重力壩在施工期間，根據(jù)壩內(nèi)埋設(shè)的溫度計和測縫計資料，查明在該壩的具體條件下，縱縫開度在夏季最大，冬春較小。于是修改原定的縱縫灌漿時間，確定夏季灌漿。實施結(jié)果：縱縫的灌漿質(zhì)量和壩的應(yīng)力狀態(tài)都得到了改善。4）根據(jù)國內(nèi)外觀測資料表明，由于大壩自重和庫水荷載的作用，不僅對基巖，還對壩區(qū)巖體產(chǎn)生變形，從而對壩體變形、應(yīng)力狀況引起變化。如美國、中國、蘇聯(lián)都觀測到大壩所在區(qū)域的沉降，形成“漏斗形”，其影響范圍可延伸到壩下游幾公里。此外蘇聯(lián)

15、還觀測到兩巖“向中”或“向外”及有時兩岸的邊坡有移動等現(xiàn)象。這種現(xiàn)象對狹窄河谷特別明顯。據(jù)資料所載，設(shè)計中考慮了空間效應(yīng)，有可能降低造價20%。我國陳久宇教授在分析劉家峽重力壩外部觀測資料時，亦證實壩體通過橫縫的傳力存在著三元作用（該壩按二元計算），因此相應(yīng)地加強了它的穩(wěn)定性。5）根據(jù)國內(nèi)外大量的壩內(nèi)所得的實際應(yīng)力資料表明：、實際應(yīng)力值與設(shè)計計算值是不相同的。它們之間的差異不僅在數(shù)量和符號上，甚至還在分布規(guī)律上。、實際應(yīng)力包括了施工期應(yīng)力、設(shè)計荷載引起的應(yīng)力、溫度變化引起的應(yīng)力、附加應(yīng)力（狹窄河谷中重力壩的空間效應(yīng)，混凝土的濕漲應(yīng)力）等。、實際應(yīng)力中施工期應(yīng)力占相當(dāng)比重，往往是主要成分，超過自

16、重和水壓力所引起的應(yīng)力。這種應(yīng)力在合理的施工程序和方式下才能產(chǎn)生有利的效果（如在最合宜的時機和方式下進(jìn)行縱縫灌漿，可在壩上游面和壩踵造成足夠大的壓應(yīng)力），否則成為不利的因素（如壩踵接縫開裂）。研究和利用施工期應(yīng)力，對改善壩體受力狀況已得到了重視。5）混凝土壩的溫度狀態(tài)是壩體應(yīng)力和變形的主要影響因素，實測資料表明，設(shè)計中的邊界溫度條件和大壩實際邊界條件有較大差別。例如，劉家峽水庫深水水溫比設(shè)計值高，下游壩面的太陽輻射升溫也高出設(shè)計值1.6，致使壩底溫度高出7.5，說明二期冷卻過甚。丹江口水庫實測31壩段穩(wěn)定溫度比設(shè)計值高出3.5-8.1，為了使邊界溫度條件更符合實際這要改進(jìn)邊界溫度的計算方法。這

17、樣可避免壩體超冷，降低溫控費用，提高施工速度。6）運用實測資料反演大壩有關(guān)物理常數(shù)。這對校核設(shè)計和進(jìn)一步分析是很有作用的。（7）為評價監(jiān)測系統(tǒng)狀況提供依據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的來源依賴于監(jiān)測系統(tǒng)。若監(jiān)測系統(tǒng)先天不足，則通過這種系統(tǒng)采集到的資料就不可靠。因此在資料分析過程中通過數(shù)據(jù)可靠性檢查，可對有關(guān)監(jiān)測項目的狀態(tài)做出評價。一般監(jiān)測項目按其可使用程度分為以下3種類型：、數(shù)據(jù)基本可靠，精度滿足要求； 、數(shù)據(jù)中存在一定的問題，經(jīng)過一定處理，尚能為評價大壩工作狀態(tài)提供信息；、數(shù)據(jù)嚴(yán)重失真，無法使用。通過對監(jiān)測資料的檢查分析，確定其所屬種類，可為改進(jìn)現(xiàn)有監(jiān)測系統(tǒng)通過依據(jù)。2大壩安全監(jiān)測資料分析方法及信息處理技術(shù)的若

18、干進(jìn)展2.1 概況混凝土大壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（SDJ 336-89）頒發(fā)后的十幾年里，國內(nèi)外大壩安全監(jiān)測技術(shù)又有了很大的發(fā)展。監(jiān)測資料分析及信息處理是大壩安全監(jiān)測工作的一個重要組成部分，大壩安全監(jiān)測的主要目的是服務(wù)于大壩安全，這一目的最終要靠對監(jiān)測資料的分析評價來實現(xiàn)的。國內(nèi)監(jiān)測資料分析方法及信息處理技術(shù)是一個發(fā)展較快的技術(shù)領(lǐng)域，其發(fā)展得利于幾方面的條件，其一是計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，硬、軟件條件的不斷改善；其二是國內(nèi)水利水電建設(shè)的發(fā)展，特別是三峽、小浪底等一批大型工程的建設(shè)對監(jiān)測技術(shù)提出了更高的要求，同時也為技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造了條件。例如，國家自然科學(xué)基金委員會和長江三峽總公司聯(lián)合資助的“三峽水工建

19、筑安全監(jiān)測與反饋設(shè)計”項目中專門設(shè)立了“安全監(jiān)測信息分析新理論與新方法”研究課題，多個單位參加了這個科研項目，推動了該領(lǐng)域的創(chuàng)新及發(fā)展1。又如，二灘、小浪底等工程的大型安全決策支持系統(tǒng)的開發(fā)研制工作，為該類系統(tǒng)的開發(fā)提供了經(jīng)驗。此外，國內(nèi)各類工程的運行管理實踐也不斷對資料分析方法及信息處理技術(shù)的發(fā)展提出了新的要求。受篇幅及作者水平的限制，本文不可能對資料分析方法及信息處理技術(shù)的發(fā)展做全面系統(tǒng)的介紹，僅能對幾個主要研究方向的進(jìn)展情況作簡要介紹。本文的主要參考文獻(xiàn)為近幾年來的有關(guān)研究的專著、重點刊物及學(xué)術(shù)交流會議上發(fā)表或交流的論文，受篇幅限制不一一列舉。2.2 國外大壩安全監(jiān)測信息處理技術(shù)的進(jìn)展法

20、國電力公司近幾年開發(fā)了稱為PANDA的大壩監(jiān)測信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可對各種類型的自動化或人工采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，利用Internet/Intranet進(jìn)行通訊，實現(xiàn)對監(jiān)測信息的分層管理（包括上層的專家分析中心及下設(shè)的各級控制中心）。系統(tǒng)中對監(jiān)測量的分析評價仍采用傳統(tǒng)的統(tǒng)計模型，模型中僅用11個因子描述各分量。法國人認(rèn)為，該類模型雖然簡單，但在長期使用中被證明是有效的。除用于法國的250多個大壩的監(jiān)測之外，PANDA系統(tǒng)還在阿根廷、多哥等多個國家得到實際應(yīng)用。意大利是最早將人工智能技術(shù)引入大壩監(jiān)測信息處理領(lǐng)域的國家。上世紀(jì)90年代，意大利開發(fā)了DAMSAFE的決策支持系統(tǒng)，它包括提供數(shù)據(jù)的信息層，

21、用于管理、解釋和顯示數(shù)據(jù)的工具層，及基于Internet技術(shù)的綜合層。該系統(tǒng)采用定性因果關(guān)系網(wǎng)絡(luò)模型對各類監(jiān)測和結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行綜合分析，并采用了專家系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)了針對自動化監(jiān)測在線檢查的MISTRAL子系統(tǒng)。該系統(tǒng)已經(jīng)得了較長時間的實際應(yīng)用。自動化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在大壩監(jiān)測中的日益廣泛的應(yīng)用對大壩安全監(jiān)測信息處理提出了更高的要求。國際大壩委員會2000年發(fā)表的第118號公報大壩自動化監(jiān)測系統(tǒng)-導(dǎo)則和實例3中，對監(jiān)測技術(shù)發(fā)達(dá)的幾個國家在自動化監(jiān)測信息分析管理方面的經(jīng)驗進(jìn)行了總結(jié)。從其中可以看到，采用人工智能技術(shù)，包括專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等對自動化監(jiān)測數(shù)進(jìn)行處理分析是目前的一個發(fā)展趨勢。2.3 國內(nèi)資

22、料分析方法研究的進(jìn)展（1）監(jiān)測數(shù)學(xué)模型1）單點數(shù)學(xué)模型包括統(tǒng)計模型、混合模型和確定性模型，目前仍然是大壩監(jiān)測資料分析及安全監(jiān)控中所采用的主要的模型方法。針對單點模型的局限性，國內(nèi)提出了“分布數(shù)學(xué)模型”的概念，以處理同一監(jiān)測量多個測點的監(jiān)測信息。這一模型方法得到了較系統(tǒng)深入的研究，包括因子集的確定、模型評價方法等方面，已形成了較完整的建模體系。廣義的多測點模型中，除一維、二維分布的測點之外，還可以同時涉及到同一測點不同方向的監(jiān)測量。目前，多測點模型已得到了較廣泛的應(yīng)用。2）除多測點模型外，國內(nèi)對傳統(tǒng)監(jiān)控模型的完善、改進(jìn)還有多方面的研究成果。例如，對監(jiān)測量影響因素的進(jìn)一步描述，包括考慮材料蠕變特性

23、的時效分量的因子設(shè)置、考慮到溫度滯后作用的瑞利分布函數(shù)的應(yīng)用，考慮滲流滯后影響因素滲流分析模型等等，這些研究提高了傳統(tǒng)模型的分析能力，有利于監(jiān)測數(shù)據(jù)的深入分析。又如，傳統(tǒng)模型大多針對運行期，為了滿足施工期安全監(jiān)測的需要，國內(nèi)開展了適用于施工期監(jiān)控數(shù)學(xué)模型的研究工作，例如針對二灘、三峽等大型工程的施工期監(jiān)控模型的研究，這些研究成果擴大了監(jiān)控數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用范圍。此外，回歸分析方法的諸多方面，例如，偏回歸分析、嶺回歸分析、主成分分析、回歸遞推算法等等，都有結(jié)合大壩監(jiān)測資料分析的應(yīng)用實例。3）除去以回歸分析為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)監(jiān)控數(shù)學(xué)模型之外，國內(nèi)還對可用于大壩監(jiān)測的其它方法進(jìn)行了廣泛的研究，包括時間序列分析

24、、回歸與時序結(jié)合的分析方法、數(shù)字濾波方法、非線性動力系統(tǒng)方法等傳統(tǒng)方法，以及新的理論及方法，包括灰色系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊數(shù)學(xué)等，其中很多研究成果已經(jīng)得到了實際應(yīng)用。在解決同一分析問題時，大多數(shù)研究人員重視在同等條件下的新方法與傳統(tǒng)分析方法的比較工作。例如，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是近幾年的一個研究熱點問題，有關(guān)論文中將新的分析方法與傳統(tǒng)統(tǒng)計回歸方法受共線性影響的程度進(jìn)行了較深入的比較分析，討論了各種方法的適用場合，這樣的研究成果有利于新方法得到實際應(yīng)用。（2）監(jiān)測資料綜合分析評價方法大壩的安全監(jiān)控、安全評價過程中，都需要對不同監(jiān)測物理量進(jìn)行綜合分析。將現(xiàn)代數(shù)學(xué)理論、信息處理技術(shù)應(yīng)用于大壩監(jiān)測的綜合分析

25、評價是近幾年的一個發(fā)展趨勢，本文就作者了解到的幾種已有實際應(yīng)用的方法作簡要介紹。1）層次分析法應(yīng)用于大壩綜合分析評價在文獻(xiàn)1中得到了深入研究。大壩監(jiān)測的綜合分析評價是一個由觀測測點觀測項目觀測物理量結(jié)構(gòu)部位大壩整體的多層次復(fù)雜遞歸體系，每一層次中有多個評價元素，每一層又是上一層的評價元素。層次分析方法的基礎(chǔ)是對同一層各元素的相對重要性所做出的判斷，對此，國內(nèi)學(xué)者有多方面的研究成果，例如，在元素權(quán)重的確定中采用主成分分析賦權(quán)法、層次分析法與主成分分析相結(jié)合的賦權(quán)法等。又如，提出“正常度”的概念來描述測點乃至整個結(jié)構(gòu)監(jiān)測性態(tài)正常程度。對基礎(chǔ)元素采用模糊分析方法處理，通過模糊綜合評判方法求出各層對上

26、一層的模糊隸屬度，從而得到測點監(jiān)測性態(tài)的評價。層次分析法將定性因素定量化，并在一定程度上減少了主觀因素的影響，為大壩監(jiān)測性態(tài)的綜合分析評價提供了定量標(biāo)準(zhǔn)。層次分析法應(yīng)用于大壩監(jiān)測分析的效果決定于權(quán)重的分析。大壩結(jié)構(gòu)監(jiān)測性態(tài)的惡化常常是從某一部位開始而最終導(dǎo)致大壩失事的，惡化征兆可以被部分監(jiān)測量所反映，這種情況下，若按常規(guī)的權(quán)重確定方法則有可能掩蓋真實的監(jiān)測性態(tài)，因此，對某些重要元素應(yīng)給予絕對的評價權(quán)。2）基于知識的綜合分推理方法屬于人工智能的一個研究領(lǐng)域，已較廣泛的應(yīng)用于各類工程的診斷、評價系統(tǒng)中。知識的含義比較廣泛，包括專家經(jīng)驗、根據(jù)物理計算或試驗所得到的對工程認(rèn)識等等。以下就大壩監(jiān)測綜合分

27、析中應(yīng)用得較為廣泛的幾種方法作簡要介紹。專家系統(tǒng)對知識有多種描述方式，其中產(chǎn)生式專家系統(tǒng)將知識表達(dá)為規(guī)則樹，其優(yōu)點在于知識表達(dá)式形式容易描述實際綜合分析推理過程，也易于被人理解。規(guī)則樹的寬度和深度分別對應(yīng)了解決問題的范圍及難度，使該類系統(tǒng)有強的適用性。意大利的MISTRAL系統(tǒng)，國內(nèi)開發(fā)的二灘、小浪底等工程的信息處理系統(tǒng)中都采用該類專家系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行綜合分析推理。對大壩監(jiān)測性態(tài)進(jìn)行結(jié)合分析時，可以針對不同的問題、不同的環(huán)節(jié)組成綜合分析推理對象，根據(jù)專家經(jīng)驗或一般工程經(jīng)驗形成規(guī)則集（知識樹）。監(jiān)測分析問題一般采用正向推理機。推理過程中，需要考慮事實部分（實測數(shù)據(jù)或加工后的信息量）與知識（規(guī)則）的不

28、確定性。因果關(guān)系網(wǎng)絡(luò)模型是一種基于深知識的定性綜合分析推理模型，領(lǐng)域知識是由表示結(jié)構(gòu)對象的各種狀態(tài)的結(jié)點和結(jié)點間的聯(lián)系關(guān)系所構(gòu)成的。意大利最先將這種模型應(yīng)用于大壩安全監(jiān)測的綜合分析。所使用的模型是系統(tǒng)開發(fā)人員在研究大壩失事及事故的基礎(chǔ)上，與大壩設(shè)計與運行領(lǐng)域的專家進(jìn)行廣泛討論之后形成的。因果關(guān)系模型分別針對大壩基礎(chǔ)、壩體、防滲體系等5個部位，共涉及到90個物理量及物理過程，包括現(xiàn)場檢查的結(jié)果。模型可用于在線或離線的綜合分析。國內(nèi)小浪底工程信息處理系統(tǒng)中也采用了這種綜合分析模型。例如，對滲流、滲壓及主要影響因素建立因果關(guān)系網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行在線的綜合分析推理?；谖锢磉^程描述的綜合分析模型是將結(jié)構(gòu)對象的各

29、種功能關(guān)系用一系列算子表示，各種功能關(guān)系由確定性方法，例如有限元計算得出，各算子之間有一定的約束條件。這種模型可以給出結(jié)構(gòu)異常情況下各算子之間的定性（增加減小）及定量描述，例如，對某一工程的轉(zhuǎn)異特性進(jìn)行有限元計算時不斷惡化基礎(chǔ)內(nèi)的材料參數(shù)，對應(yīng)于每種計算工況可以得到相應(yīng)變形監(jiān)測項目各測點之間的關(guān)系，利用這種關(guān)系對實測變形的時效變化進(jìn)行綜合檢查，一旦發(fā)現(xiàn)有對應(yīng)的關(guān)系（定性或定量），可以以一定的可靠性確定異常情況及物理原因。該類模型方法實際上在國內(nèi)已得到了較廣泛的應(yīng)用，只是不同的研究或應(yīng)用中的表達(dá)方式不同。3）國內(nèi)學(xué)者還從多個角度、多種途徑對監(jiān)測性態(tài)的綜合分析方法進(jìn)行了研究，包括模糊評判與層次分析

30、相結(jié)合的方法、模糊模式識別方法、模糊積分評判方法、多級灰關(guān)聯(lián)方法、突變理論方法、屬性識別理論方法等，這些方法研究中應(yīng)用了現(xiàn)代數(shù)學(xué)領(lǐng)域的系統(tǒng)工程方法，得到了很多有價值的研究成果。這些方法的應(yīng)用有助于從多方面解決復(fù)雜的大壩監(jiān)測性態(tài)綜合分析評價問題。（3）反分析方法反分析問題得到國內(nèi)學(xué)者的廣泛、深入的研究，在反分析問題的應(yīng)用范圍、計算方法等方面都取得了一定的進(jìn)展。以下就大壩及基礎(chǔ)安全監(jiān)測工作中應(yīng)用較多的變形的反分析研究的若干進(jìn)展做一簡要介紹。1）傳統(tǒng)單點混合模型、確定性模型的建立中已包含反分析的內(nèi)容。基本作法是在假定的材料參數(shù)（變形模量、線脹系數(shù)等）的條件下，通過正分析得到變形量與荷載變化的關(guān)系，利

31、用這種關(guān)系通過對變形實測數(shù)據(jù)的回歸分析對材料參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使正分析的結(jié)果更真實地反映實際情況，以利于進(jìn)一步的安全監(jiān)控。單測點的變形測值具有一定的局限性，利用不同的測點的測值信息可能得到不同的反分析結(jié)果。目前，國內(nèi)在變形的反分析中已經(jīng)較普通的采用多測點的混合或確定性模型，文獻(xiàn)1中給出了多個工程變形反分析的應(yīng)用實例。除去上述基于監(jiān)測數(shù)據(jù)測值序列、通過傳統(tǒng)回歸分析方法進(jìn)行變形反分析之外，文獻(xiàn)2中還提出利用變形測值的“差狀態(tài)”，通過剛度矩陣分解法、改進(jìn)和優(yōu)化方法對位移場進(jìn)行反分析的方法，這些方法可以解決多參數(shù)（例如多個材料分區(qū)）的反分析問題。2）大壩及基礎(chǔ)的變形反分析的另一個應(yīng)用場合是對大壩變形監(jiān)控指

32、標(biāo)的確定，文獻(xiàn)2中有深入的研究。具體方法是：根據(jù)工程的具體問題，選擇正分析的本構(gòu)模型，利用變形監(jiān)測數(shù)據(jù)反演計算各類材料參數(shù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步確定變形的監(jiān)控指標(biāo)。（4）監(jiān)控指標(biāo)擬定方法大壩及基礎(chǔ)監(jiān)控指標(biāo)的確定問題一直得到國內(nèi)較廣泛的重視。一般情況下，應(yīng)力、滲壓等項目的監(jiān)控指標(biāo)較容易在設(shè)計階段確定，而變形監(jiān)控指標(biāo)問題較為復(fù)雜，施工期和蓄水期常采用設(shè)計值作為技術(shù)警戒值，在積累足夠的監(jiān)測資料后，通過監(jiān)測資料的分析進(jìn)一步擬定監(jiān)控指標(biāo)。目前國內(nèi)擬定運行期監(jiān)控指標(biāo)的幾種主要方法如下：通過監(jiān)測量的數(shù)學(xué)模型并考慮一定的置信區(qū)間所構(gòu)成的數(shù)學(xué)表達(dá)式來確定；根據(jù)數(shù)學(xué)模型代入可能的最不利原因量組合并計入誤差因素推求極限

33、值，以極限值作為監(jiān)控指標(biāo)；通過符合穩(wěn)定及強度條件的臨界安全度或可靠度來反算出監(jiān)測量的允許值作為監(jiān)控指標(biāo)。文獻(xiàn)2中對變形監(jiān)控指標(biāo)的理論和方法作了進(jìn)一步深入的研究。根據(jù)大壩安全評價分為正常、異常和險情三種情況，將變形監(jiān)控指標(biāo)也分為三級，分別對應(yīng)大壩的線彈性（或粘彈性）、彈塑性和失穩(wěn)破壞三種結(jié)構(gòu)性態(tài)。針對實際工程問題，確定級別及計算物理模型，通過實測變形資料的反分析調(diào)整力學(xué)參數(shù)，最后確定具體的變形監(jiān)控指標(biāo)。目前監(jiān)控指標(biāo)的確定主要針對單個監(jiān)測量而言的，當(dāng)利用監(jiān)控指標(biāo)對監(jiān)測量進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)測值異常時，還要進(jìn)行多個監(jiān)測物理量的綜合分析評價，以確定物理原因、結(jié)構(gòu)異常程度以及得出總體安全評價。前面介紹的幾種綜合

34、分析評價方法在這個技術(shù)環(huán)節(jié)上可以發(fā)揮一定的作用，提供一定的技術(shù)支持。從目前的實際情況來看，對于許多重大的或復(fù)雜的安全評價問題，仍需要多方面專家的直接參與，以及開展進(jìn)一步的專題研究工作之后才能得到最終的判斷或解決方案。2.4 大壩安全監(jiān)測信息處理系統(tǒng)的開發(fā)國內(nèi)開展大壩安全監(jiān)測信息處理系統(tǒng)的研制開發(fā)工作已有十幾年了，隨著信息管理系統(tǒng)（MIS）、決策支持系統(tǒng)（DSS）開發(fā)的基本理論方法以及大壩監(jiān)測技術(shù)的不斷發(fā)展，該類系統(tǒng)的開發(fā)也有了較大的進(jìn)展。目前，國內(nèi)已開發(fā)了多個同類的系統(tǒng)，多數(shù)已得到實際應(yīng)用并在大壩安全監(jiān)測工作中發(fā)揮了作用。這些系統(tǒng)各具特色，共同提高了國內(nèi)開發(fā)該類系統(tǒng)的整體水平。國內(nèi)大型工程的監(jiān)

35、測信息處理系統(tǒng)一般是按照決策支持系統(tǒng)的模式開發(fā)的。決策支持系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫、模型庫、知識庫、方法庫及各自的管理系統(tǒng)組成，通過人機界及多庫協(xié)同系統(tǒng)為用戶提供數(shù)據(jù)支持、模型支持以及具有一定智能化的擴展支持。隨著國內(nèi)大壩監(jiān)測自動化采集系統(tǒng)日益廣泛的得到應(yīng)用，對系統(tǒng)開發(fā)也提出了更高的要求。在分析處理大量的自動化觀測數(shù)據(jù)過程中，有些環(huán)節(jié)易于實現(xiàn)自動化，如日常管理中的圖表繪制、利用定量標(biāo)準(zhǔn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查等等。有些環(huán)節(jié)則涉及到半結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化問題，例如，對測值異常原因及程度的分析評價問題。對這類問題采用專家系統(tǒng)技術(shù)模擬決策者的思維過程，以自動得到問題的解答，是目前DSS系統(tǒng)的一個發(fā)展趨勢。在國內(nèi)的系統(tǒng)開發(fā)中已

36、較廣泛的應(yīng)用了專家系統(tǒng)技術(shù)4。以下對幾個大型系統(tǒng)的情況作簡要介紹。1）二灘拱壩“在線監(jiān)控及反饋分析”系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、信息分析系統(tǒng)、評判準(zhǔn)則系統(tǒng)、方法庫系統(tǒng)、物理成因分析系統(tǒng)、專家綜合診斷系統(tǒng)、輔助決策系統(tǒng)、圖形庫系統(tǒng)、大型菜單管理系統(tǒng)等多個子系統(tǒng)組成。綜合分析推理是整個系統(tǒng)的核心，實現(xiàn)過程如下：利用時空分布準(zhǔn)則、監(jiān)控模型準(zhǔn)則、監(jiān)控指標(biāo)準(zhǔn)則、日常巡視準(zhǔn)則、關(guān)鍵問題準(zhǔn)則等6項標(biāo)準(zhǔn)對監(jiān)測量進(jìn)行檢查，確定問題的性質(zhì)正常或“疑點”。若為“疑點”，首先檢查測量因素，如果是觀測或監(jiān)測系統(tǒng)引起，則排除“疑點”，對不能排除的疑點結(jié)合其它測點，特別是關(guān)鍵部位的測值進(jìn)行綜合分析，如果仍然不能排除“疑點”，則進(jìn)入物

37、理成因分析，若找出成因，進(jìn)行輔助決策；若找不出成因，則進(jìn)入專家綜合診斷，并提出輔助決策的建議。2）“小浪底樞紐工程安全信息系統(tǒng)”是按“四庫三功能”的決策支持系統(tǒng)的模式統(tǒng)一規(guī)劃、分標(biāo)進(jìn)行開發(fā)的。各標(biāo)開發(fā)的技術(shù)路線基本一致。其中對泄水建筑物的綜合分析推理系統(tǒng)具體實現(xiàn)如下：將單測點測值序列及當(dāng)前測值中的可用信息進(jìn)行定量化，包括確定模型超界類型，時效類型等9項內(nèi)容，為下一步的綜合分析推理做準(zhǔn)備，同時利用各類監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)，包括設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)、重癥標(biāo)準(zhǔn)及速率標(biāo)準(zhǔn)對測值進(jìn)行在線檢查，將任一種標(biāo)準(zhǔn)檢查超界并且出現(xiàn)同方向的速率增加的情況定為單點異常的最高等級。發(fā)現(xiàn)單測點異常時，在單點檢查的基礎(chǔ)上，采用產(chǎn)生式專家

38、系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的綜合分析推理，按照監(jiān)測項目、監(jiān)測部位和物理過程組織測點及相關(guān)現(xiàn)場檢查信息，建立推理對象及規(guī)則集，根據(jù)具體問題設(shè)置推理目標(biāo)，通過推理過程來判斷異常的物理原因（測量因素或結(jié)構(gòu)因素引起）及異常的程度。上述綜合分析的整個過程可用于在線分析（自動化）或離線分析。除上述兩個系統(tǒng)之外，國內(nèi)還有許多系統(tǒng)的開發(fā)實例，限于篇幅本文不可能作全面的介紹?？陀^地講，這些系統(tǒng)的實用性都需在實際應(yīng)用中得到進(jìn)一步的檢驗。特別是采用專家系統(tǒng)技術(shù)的系統(tǒng)，其開發(fā)過程必須經(jīng)歷檢驗評價階段，以便對知識庫進(jìn)行修改及完善?？傮w來看，國內(nèi)大壩安全決策支持系統(tǒng)的開發(fā)工作仍處于發(fā)展階段，許多新的實用技術(shù)或新的理論方法不斷地被引進(jìn)

39、或吸收。例如，在綜合分析評價中采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，采用數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)開采的理論方法對監(jiān)測信息進(jìn)行處理分析，利用Internet技術(shù)進(jìn)行大壩監(jiān)測信息的通訊管理等方面，這些研究將進(jìn)一步提高國內(nèi)大壩安全監(jiān)測信息處理技術(shù)的水平。3“監(jiān)測資料的整理整編和分析”的條文說明原規(guī)范“監(jiān)測資料的整理整編和分析”一章共有五節(jié)十七個條目，修訂后的版本為三節(jié)十七個條目，主要修改如下：1) 在“一般規(guī)定中”一節(jié)中，增加了建立數(shù)據(jù)庫或信息管理系統(tǒng)（）以及提出或設(shè)置監(jiān)控指標(biāo)（11.1.7）兩項內(nèi)容。2) 將原規(guī)范中“資料的整理”，“資料的整編”兩節(jié)合為“資料的整理和整編”一節(jié)，內(nèi)容做了較大的壓縮。將一些條目所涉及的內(nèi)容移至“

40、混凝土壩監(jiān)測資料整編規(guī)程”（即將出版）之中，該規(guī)程將制定資料整編工作中具體的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。為避免兩個標(biāo)準(zhǔn)中有過多和重復(fù)，本規(guī)范中僅涉及到了資料整理和整編工作中的一些原則性技術(shù)要求。3) 將原規(guī)范中“資料的分析”，“監(jiān)測報告”兩節(jié)合并為“資料的分析”一節(jié)，內(nèi)容上也做了相應(yīng)的調(diào)整，例如增加了確定監(jiān)控指標(biāo)的技術(shù)要求。4）相應(yīng)于上述規(guī)范正文部分的修訂，附錄部分（H）也做了調(diào)整，由原來的五節(jié)改為三節(jié)，刪去了有關(guān)“常用監(jiān)測物理量計算公式”、“資料整編的步驟”兩節(jié)（有關(guān)內(nèi)容移至“混凝土壩監(jiān)測資料整編規(guī)程”之中），并將原來的“資料性附錄”改為“規(guī)范性附錄”。此外，對原規(guī)范附錄中的部分內(nèi)容進(jìn)行了修訂。5）以下就制定

41、“監(jiān)測資料的整理整編和分析”條文的主要依據(jù)進(jìn)行簡要說明，并對一些相關(guān)問題進(jìn)行解釋。3.1 “一般規(guī)定”本節(jié)7個條目，對大壩安全監(jiān)測資料整理整編和分析工作中所涉及到的主要技術(shù)或技術(shù)管理環(huán)節(jié)做了一般性的規(guī)定。（1）第11.1.2條文說明1）條文內(nèi)容每次儀器監(jiān)測或巡視檢查后應(yīng)隨即對原始記錄加以檢查和整理，并及時做出初步分析。每年應(yīng)進(jìn)行一次監(jiān)測資料整編。在整理和整編的基礎(chǔ)上，應(yīng)定期進(jìn)行資料分析。資料整理和分析中，如發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)及時做出判斷，有問題的須及時上報。2）修訂說明條文中，將“每次儀器監(jiān)測后”改為“每次儀器監(jiān)測或巡視檢查后”。大壩安全監(jiān)測包括了儀器監(jiān)測和巡視檢查兩個部分，對巡視檢查的結(jié)果同樣

42、需要及時的分析，因此上述改動更符合安全監(jiān)測工作的實際上需要。11.1.2條目中文字做了一定的修改。強調(diào)了對異常情況的及時判斷。有問題及時上報是這一條目的中心內(nèi)容，明確了現(xiàn)場分析人員的責(zé)任。3）條文制定依據(jù)和有關(guān)說明. 可靠的原始數(shù)據(jù)是認(rèn)識事物本質(zhì)的基礎(chǔ)這里所指的原始數(shù)據(jù)是前面各章中按觀測要求量測到的原始數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)提供了很有用的信息，能使我們了解認(rèn)識大壩的內(nèi)在規(guī)律，發(fā)現(xiàn)存在的問題，是為保障大壩安全運行的依據(jù)。但是，由各種原因，數(shù)據(jù)會有誤差或錯誤，如測量后不立即將這些數(shù)據(jù)與過去的數(shù)據(jù)序列聯(lián)系起來考察檢查，而在以后的資料整理中發(fā)現(xiàn)了由不同原因引起的“不正常值”，這就造成整理分析中的極大困難或無法

43、挽救的損失，以致對資料的可信程度提出疑問。無疑，這種歪曲了描述大壩運行性態(tài)的數(shù)據(jù)，是無法用來認(rèn)識大壩隨時間變化過程中的規(guī)律和特性的。避免這種損失的最好辦法是對觀測后的原始數(shù)據(jù)立即進(jìn)行檢查，然后決定要否采取補救措施。.進(jìn)行資料整理分析是實行安全監(jiān)控的需要保障大壩安全運行必須實行安全監(jiān)控。大壩安全監(jiān)控就是保障它在服務(wù)期限內(nèi)，實現(xiàn)在給定條件下自身的職能。衡量大壩是否實現(xiàn)了本身職能的能力，是通過反映和描述大壩運行性態(tài)的監(jiān)測量（變形、滲流、應(yīng)力等）隨時的變化過程中具有的規(guī)律、特征性的數(shù)值和特性等來表達(dá)的。顯然，這需要通過對可靠數(shù)據(jù)的整理分析來實現(xiàn)。所以資料整理分析是監(jiān)測工作中非常重要的一環(huán)，它最終表現(xiàn)了

44、監(jiān)測工作的成果。同時也只有通過這一步驟才能對大壩運行是否安全做出結(jié)論，并提出為大壩安全的有關(guān)建議。.為及早發(fā)現(xiàn)異常需要立即整理和及時分析資料實行安全監(jiān)控的首要問題是及時、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)大壩運行中的異?，F(xiàn)象。對一個具體的壩何時、何處發(fā)生不正常現(xiàn)象是不可能預(yù)先確定的。但是一般說來，壩的失事有一個復(fù)雜的過程，它可能經(jīng)歷正常、異常、事故、嚴(yán)重事故、災(zāi)難性事故等過程。通常開始時壩的功能有些不正常，以后又有某些癥狀表現(xiàn)出來，通過有效持續(xù)的監(jiān)測和有經(jīng)驗的專業(yè)技術(shù)人員對資料及時的細(xì)心的綜合分析判斷，是能將這些不正常的征兆發(fā)覺出來的。例如，前面第一章中所述的1962年梅山水庫漏水事故，由于及時發(fā)覺從而避免了一場嚴(yán)重

45、事故。又第一章中所述的法國馬爾巴塞拱壩，由于對僅有的這一點資料沒有進(jìn)行及時分析，最終造成了災(zāi)難。所以異常跡象發(fā)現(xiàn)得越早，處理得越及時，所付出的經(jīng)濟代價越小，對保障大壩的安全越有效。做到這一點還需要依靠嚴(yán)格的長期觀測和及時的資料分析。 為不失時機地采取有效措施，控制或消除大壩異常隱患的需要條目中規(guī)定在資料整理和分析中如發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)及時做出判斷有問題的須及時上報，這規(guī)定明確了監(jiān)測人員應(yīng)負(fù)的責(zé)任。也是為了不失時機地采取有效措施保障大壩處于正常運行狀態(tài)下。監(jiān)測數(shù)據(jù)的異常可能由于監(jiān)測系統(tǒng)故障或結(jié)構(gòu)異常兩種不同原因所引起的?，F(xiàn)場分析人員需要做出判斷，“有問題的須及時上報”是指已判斷出結(jié)構(gòu)因素所產(chǎn)生的異

46、常。當(dāng)然，對監(jiān)測量系統(tǒng)引起的測值異常同樣也需給予重視，及時排除監(jiān)測系統(tǒng)的故障以保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性和連續(xù)性。.資料整編是科學(xué)管理資料的需要由于大壩監(jiān)測項目多，數(shù)據(jù)量大，需要有一套大家遵守的管理要求和辦法，以便將這共同財富為大家所用、為進(jìn)行資料分析所用。此外，這亦是技術(shù)檔案管理工作所要求的。規(guī)定“每年應(yīng)進(jìn)行一次資料整編”，這是根據(jù)許多單位的實踐而做出的。.為了解大壩運行性態(tài)、驗證設(shè)計、評估大壩工作狀態(tài)、提高壩工現(xiàn)有技術(shù)水平等需要定期進(jìn)行資料分析關(guān)于這方面的依據(jù)可見前述“資料分析成果在壩工實踐中發(fā)揮的作用”。（2）第條文說明1) 條文內(nèi)容整編成果應(yīng)做到項目齊全，考證清楚，數(shù)據(jù)可靠，圖表完整，規(guī)格統(tǒng)

47、一，說明完備。2) 修訂說明本條文中增加“規(guī)格統(tǒng)一”的要求，此外以文字順序作了一些調(diào)整。3） 條文制定依據(jù)和有關(guān)說明該條文是對資料整編成果的一般規(guī)定，更進(jìn)一步的技術(shù)要求可參見即將頒發(fā)的“混凝土壩監(jiān)測資料整編規(guī)程”。（3）第條文說明1） 條文內(nèi)容在下列時間應(yīng)進(jìn)行資料分析，并提出資料分析報告：1 首次蓄水時。2 蓄水到規(guī)定高程時。3 竣工驗收時。4 大壩安全定期檢查時。5 出現(xiàn)異?；螂U情狀態(tài)時。第一次蓄水、竣工驗收及大壩安全定期檢查時均應(yīng)先做較系統(tǒng)的資料分析，分別為蓄水、驗收及大壩安全定期評價提供依據(jù)。2） 修訂說明本文主要更改為刪去了“運行期每年汛前”提出資料分析報告的要求，汛期如出現(xiàn)異?；螂U情

48、狀態(tài)時，按該條文第5項要求應(yīng)進(jìn)行資料分析并提出報告。3） 條文制定依據(jù)和說明根據(jù)大壩運行和管理要求，本條規(guī)定了在5種情況下應(yīng)進(jìn)行資料分析和提出監(jiān)測報告。其目的是使有關(guān)部門了解和掌握各時期大壩的工作性態(tài)，作為管好用好大壩的科學(xué)依據(jù)。 第一次蓄水時的資料分析是在蓄水前完成的。它說明了大壩在承受運行荷載之前的初始狀況，這亦是蓄水的依據(jù)。它也是大壩運行后分析各時期大壩工作狀態(tài)對比的依據(jù)。 蓄水到規(guī)定高程是指水庫蓄水到正常高水位或某個中間水位。本階段所進(jìn)行的資料分析工作是說明大壩在首次蓄水過程中間所表現(xiàn)的性態(tài)，了解大壩工作狀況是否符合設(shè)計的預(yù)期要求，了解設(shè)計時尚未估計到的各種情況。統(tǒng)計資料表明，在大壩第

49、一次蓄水期間所發(fā)生的事故和失事，較運行期中所發(fā)生的為多。根據(jù)大壩失事的統(tǒng)計資料得知：蓄水期事故多半是由于設(shè)計或施工不當(dāng)引起的。所以本階段的資料分析極為關(guān)鍵，這是保障今后大壩安全運行的重要依據(jù)。 大壩竣工驗收前資料分析工作，主要是為了工程驗收，同時也是工程設(shè)計水平和施工質(zhì)量的評估依據(jù)。 根據(jù)“水電站大壩安全管理暫行辦法”規(guī)定，第隔510年進(jìn)行一次大壩定期檢查。定檢時要求“對觀測資料的分析成果進(jìn)行全面了解和審查，評定大壩的結(jié)構(gòu)性狀和安全狀況”。為此，規(guī)定了大壩鑒定時應(yīng)進(jìn)行資料分析，并提出報告。 在運行監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)異?；螂U情時的資料分析，可列為特殊情況下必做的分析工作。它是為決策者掌握實情，采取何

50、種措施的重要依據(jù)。（4）第條文說明1) 條文內(nèi)容蓄水后，每次分析資料時應(yīng)根據(jù)的規(guī)定，對大壩工作狀態(tài)做出評估。2) 條文制定依據(jù)和說明 評估當(dāng)前的大壩工作狀態(tài)是為了實現(xiàn)大壩安全運行大壩是否能實現(xiàn)安全運行是與作用于大壩的荷載和影響因素、大壩具有的功能、大壩結(jié)構(gòu)的性能狀況、大壩所處的環(huán)境、大壩的維護(hù)管理和運行方式、大壩有無缺陷及這些缺陷對大壩運行狀況的影響程度等有關(guān)的。這些因素多半是隨時間而變化的。通過儀器觀測和巡視檢查所獲得的監(jiān)測成果是具有隨機性、綜合性（多因素）、時效性（隨時間變化）和非量化性的特點。可知，由于諸多因素對大壩的作用和影響，使大壩狀態(tài)的變化很復(fù)雜，顯然這是很難用幾個指標(biāo)來表達(dá)大壩的

51、當(dāng)前狀態(tài)。例如，現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范規(guī)定校核大壩抗滑穩(wěn)定計算公式基本上是屬于經(jīng)驗性的，很難用某些監(jiān)測項目直接來實施。若只規(guī)定某些指標(biāo)實施監(jiān)測，然后對大壩工作狀態(tài)進(jìn)行簡單的評價也是不切合實際的。因而這就需要有經(jīng)驗的工程技術(shù)人員在考慮諸多因素影響下，對全部資料進(jìn)行歷史地、綜合地、全面地分析判斷，進(jìn)行綜合評估當(dāng)前大壩的工作狀態(tài)是否符合安全運行的要求。 大壩工作狀態(tài)的分類根據(jù)國外在工業(yè)生產(chǎn)方面常用的“工作狀態(tài)技術(shù)診斷”法，并參照“水電站大壩安全檢查施行細(xì)則”并參考了國外大壩安全管理方面的經(jīng)驗，將當(dāng)前大壩的工作狀態(tài)分為：正常、異常、和險情三類狀態(tài)。正常狀態(tài)：是指大（或監(jiān)測的對象）達(dá)到設(shè)計要求的功能，不存在影響正

52、常使用的缺陷，且各重要監(jiān)測量的變化處于正常情況下的狀態(tài)。這表明大壩允許存在某種限度的缺陷。這種缺陷是屬維修性質(zhì)的缺陷，并且不影響大壩正常運行。異常狀態(tài)：是指大壩（或監(jiān)測的對象）的某項功能已不能完全滿足設(shè)計要求，或主要監(jiān)測量出現(xiàn)某些異常，因而影響正常使用的狀態(tài)。這表明大壩存在的缺陷或損壞要及時修復(fù)，否則影響它的正常運行。險情狀態(tài)：是指大壩（或監(jiān)測的對象）出現(xiàn)危及安全的嚴(yán)重缺陷，或環(huán)境中某些危及安全的因素正在加劇，或主要監(jiān)測量出現(xiàn)較大異常，因而按設(shè)計條件繼續(xù)運行將出現(xiàn)大事故的狀態(tài)。這表明大壩存在的嚴(yán)重缺陷已不能使大壩保持設(shè)計規(guī)定的條件運行。 大壩工作狀態(tài)的評估與大壩安全評價是兩個不同的含義大壩的工

53、作狀況，僅如本條所述的幾個方面進(jìn)行評估其當(dāng)前工作狀態(tài)中否能滿足正常運行的要求。而大壩的安全取決于：工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和水平、施工質(zhì)量；設(shè)計人員對壩址的水文、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、壩體及壩基巖石的材料性能等方面的了解程度，以及所采取的工程措施是否正確；施工部門能正確了解設(shè)計意圖，遵守規(guī)程規(guī)范正確作業(yè)，保證工程質(zhì)量；運行部門對大壩經(jīng)常維護(hù)、維修情況，運行方式合乎要求等。因此大壩安全評價涉及到設(shè)計、施工，運行工作的評價。在進(jìn)行評價時，更重要的還要組織專家組到現(xiàn)場進(jìn)行全面檢查，復(fù)查監(jiān)測成果。所以對大壩當(dāng)前工作狀態(tài)的評估，僅僅是大壩安全評價工作中的一個方面的內(nèi)容。（5）第條文說明1）條文內(nèi)容 應(yīng)建立監(jiān)測資料數(shù)據(jù)

54、庫或信息管理系統(tǒng)。2）修訂說明 本條文是新增強制性條文。3）條文制定依據(jù)和有關(guān)說明. 大壩安全監(jiān)測技術(shù)發(fā)展的必然要求水工建筑物安全監(jiān)測的成果是大量的實測數(shù)據(jù)（包括數(shù)值型數(shù)據(jù)和非數(shù)值型數(shù)據(jù)）。一個大型水利水電工程的水工監(jiān)測點位數(shù)以千計，各測點成百上千次觀測所采集和積累的數(shù)據(jù)總量十分龐大。建立監(jiān)測管理系統(tǒng)對這些實測數(shù)據(jù)以及與之有關(guān)的壩工、地質(zhì)、水文、氣象等資料進(jìn)行科學(xué)的管理以有效地利用這些信息為水工建筑物安全服務(wù)，是提高水工管理水平和效率一項重要措施。本規(guī)范所提出的對監(jiān)測資料整理整編和分析工作方面的技術(shù)要求，包括各類圖表的制作、模型建立等等，都需要計算機系統(tǒng)才能有效的完成。大壩安全監(jiān)測的自動化是一

55、個發(fā)展方向，為此，也對監(jiān)測數(shù)據(jù)的管理及分析系統(tǒng)提出了更高的技術(shù)。僅有自動化數(shù)據(jù)采集，沒有相應(yīng)的信息處理系統(tǒng)，不能實現(xiàn)自動化監(jiān)測的目的。國內(nèi)開發(fā)大壩安全監(jiān)測信息管理系統(tǒng)已有十幾年的歷史了，隨著計算機硬軟件技術(shù)的發(fā)展，該類系統(tǒng)的開發(fā)水平也不斷提高，已有多個單位開發(fā)的不同系統(tǒng)得到了實際應(yīng)用。此外，計算機技術(shù)目前已得到了推廣和普及也為推行建立以計算機為基礎(chǔ)的監(jiān)測資料數(shù)據(jù)庫或信息系統(tǒng)創(chuàng)造了條件。.大壩安全監(jiān)測信息管理系統(tǒng)的基本情況從狹義上看，水工監(jiān)測信息管理系統(tǒng)的任務(wù)是進(jìn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)處理，包括資料的輸入、傳輸和存貯、原始觀測數(shù)據(jù)的正確性、準(zhǔn)確性和完整性檢查、粗差剔除，物理量轉(zhuǎn)換計算，特征值統(tǒng)計，報表編制，

56、過程線、分布圖和相關(guān)圖繪制，對資料作索引、排序與檢索，對數(shù)據(jù)作多角度比較，建立各種數(shù)據(jù)模型，對效應(yīng)量的組成作分解、變化規(guī)律和趨勢作解釋、是否正常作判識等。這種監(jiān)測信息管理系統(tǒng)屬于MIS（Management Information System，管理信息系統(tǒng)）范疇。從廣義上看，水工監(jiān)測信息管理系統(tǒng)的任務(wù)除了進(jìn)行上述數(shù)據(jù)處理工作以外，還要發(fā)揮綜合分析建筑物性態(tài)、判斷建筑物是否安全的“輔助決策”作用。通常將決策問題根據(jù)結(jié)構(gòu)化程度劃分為“結(jié)構(gòu)化”、“半結(jié)構(gòu)化”和“非結(jié)構(gòu)化”三類。此處的“結(jié)構(gòu)化程度”是指對某一問題及其解決方法能否用形式化的方法（數(shù)學(xué)的或邏輯學(xué)的，定量的或推理的）給予明確清晰地描述的程

57、度。能清楚描述的稱為結(jié)構(gòu)化問題；不能清楚描述而只能憑直覺或經(jīng)驗做出定性判斷的，稱為非結(jié)構(gòu)化問題；介于這兩者之間的，稱為半結(jié)構(gòu)化問題。狹義的監(jiān)測信息管理系統(tǒng)可以通過程序來解決結(jié)構(gòu)化的監(jiān)測信息處理問題。廣義的監(jiān)測信息管理系統(tǒng)則可以通過自動組織和協(xié)調(diào)多個數(shù)學(xué)模型的運行并加以綜合，來解決建筑物安全判斷的半結(jié)構(gòu)化問題。廣義的監(jiān)測信息管理系統(tǒng)屬于DSS（Decision Support System，決策支持系統(tǒng)）的范疇。有的監(jiān)測信息管理系統(tǒng)含有ES（Expert System，專家系統(tǒng)）的成分，也被稱作監(jiān)測評價專家系統(tǒng)。廣義的水工監(jiān)測信息管理系統(tǒng)應(yīng)包括人機接口、數(shù)據(jù)庫（DB）系統(tǒng)、模型庫（MB）系統(tǒng)、知

58、識庫（KB）系統(tǒng)和方法庫（AB）系統(tǒng)及與它們相應(yīng)的管理系統(tǒng)，如對話管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）等。窄義的監(jiān)測信息系統(tǒng)則主要包含人機接口和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。.大壩安全監(jiān)測信息管理系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和實用性問題目前國內(nèi)尚沒有適用于大壩安全監(jiān)測的標(biāo)準(zhǔn)化的信息管理系統(tǒng)，管理單位可根據(jù)實際需要開發(fā)或采用國內(nèi)已較成熟的系統(tǒng)。目前，“混凝土大壩安全監(jiān)測資料整編規(guī)程”正在審定過程中，這一規(guī)程的制定有利于信息管理功能之外，信息管理系統(tǒng)還需要具備滿足規(guī)范要求的資料分析功能，包括定量模型的建立、利用各類標(biāo)準(zhǔn)對監(jiān)測量進(jìn)行檢查等，分析功能的設(shè)置應(yīng)考慮到工程的具體情況，以解決實際問題為目的。（6）第條文說明1) 條文內(nèi)容11