淺析大壩安全監(jiān)測信息化管理及應(yīng)用

淺析大壩安全監(jiān)測信息化管理及應(yīng)用【摘要】大壩安全監(jiān)測始于20世紀(jì)初期。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是信息技術(shù)的發(fā)展，使得該項技術(shù)的應(yīng)用前景越來越廣泛，它所發(fā)揮的價值也越來越大。從目前來看，大壩安全監(jiān)測的對象主要包括大把主題結(jié)構(gòu)、地基基礎(chǔ)、兩岸邊坡、相關(guān)設(shè)施及周圍環(huán)境等，而其方式則以儀器觀測和巡視檢查為主。借此，本文將從大壩安全監(jiān)測的發(fā)展過程，尤其是信息化發(fā)展的過程對大壩安全監(jiān)測的本質(zhì)屬性和各種特征進(jìn)行分析，以便為大壩安全信息化管理的發(fā)展與運用提供理論與實踐依據(jù)?！娟P(guān)鍵詞】大壩；安全監(jiān)測；信息化管理通常情況下，大壩即水壩，指截河攔水的堤堰，水庫、江河等的一種常見的擋水建筑物，是在攔截江河渠道水流的基礎(chǔ)上修建起來的,通過抬高大壩不僅可實現(xiàn)抬高水位、調(diào)節(jié)徑流、集中水頭，還可起到防洪、供水、灌溉、水力發(fā)電、改善航運等，組成部分包括主壩、副壩、重力壩等八個單元，有混凝土壩和土石壩兩大類，其中混凝土壩包括重力壩、拱壩、支墩壩三類；土石壩則包括土壩、堆石壩、土石混合壩等。這是因為大壩如此重要，做好大壩安全監(jiān)測，對提高它的使用壽命，安全性、穩(wěn)定性和可靠性都是具有重要作用的。在信息化高度發(fā)展的現(xiàn)代社會，將水利工程信息化管理積極的運用到大壩安全監(jiān)測管理中更顯必要。1.大壩安全監(jiān)測的基本概述：世界上最早開始大壩安全監(jiān)測是在1891年，即挨施巴赫重力壩（德國）的壩頂位移觀測首次出現(xiàn)大壩安全監(jiān)測這項技術(shù)，隨后在美國、澳大利亞、英國等相繼對該項技術(shù)進(jìn)行了拓展與創(chuàng)新?？煞譃槿齻€階段，一是原型觀測階段，二是由原型觀測向安全監(jiān)測階段過渡，三是安全監(jiān)測階段，在此基礎(chǔ)上發(fā)展相繼誕生的技術(shù)包括壩頂位移觀測技術(shù)理論、溫度觀測技術(shù)理論、變位觀測技術(shù)理論、揚壓力觀測技術(shù)理論與應(yīng)力應(yīng)變觀測技術(shù)理論四項，其中最典型的包括1903年美國新澤西州的布恩頓重力壩中首次應(yīng)用的溫度觀測，1908年澳大利亞巴倫杰克西博拱壩的變形觀測，1925年美國瓦美利加-佛爾茲壩的揚壓力觀測，1926年美國的應(yīng)變觀測和1952年的應(yīng)力觀測等。值的注意的是，從觀測資料成果方面來看，無論是上述大壩安全檢測技術(shù)的發(fā)展還是后來變位觀測技術(shù)的發(fā)展，其最為顯著的特征則是，這些技術(shù)的發(fā)展均是在借助于原型觀測的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。在第二階段時，是人們逐漸加強(qiáng)對大壩安全性、重要性的認(rèn)識階段，并將第一階段中的“觀測”更正為“監(jiān)測”，同時在這個階段相應(yīng)的新的監(jiān)測儀器與奇數(shù)頁逐漸誕生。而第三階段則是現(xiàn)代技術(shù)，尤其是高科技技術(shù)的應(yīng)用，如自動化采集和遙測傳感器的誕生更是為大壩安全監(jiān)測信息化管理創(chuàng)造了更加便利的有條件。

圖1常見三峽大壩概念圖2.我國大壩安全監(jiān)測的發(fā)展現(xiàn)狀：我國大壩安全監(jiān)測信息化管理的發(fā)展速度與西方國家相比是相對更快，但也存在發(fā)展不均衡的問題，主要表現(xiàn)在兩個方面，一是大部分大壩均建立有自動化安全監(jiān)測系統(tǒng)，甚至有的大型大壩還積極的引進(jìn)和研發(fā)了人工智能，但由于管理條件不成熟、不全面、不到位等使得大壩安全監(jiān)測信息化管理被長期限制在相對落后的階段;二是將絕大多數(shù)工作投放到混凝土壩的建設(shè)上，使得大壩安全監(jiān)測技術(shù)的研發(fā)與管理相對滯后。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，水利工程領(lǐng)域中，外國土石壩的應(yīng)用占比與目前我國土石壩應(yīng)用情況相比，目前我國擁有水庫大壩接近10萬座，其中95%以上為土石壩，且以上世紀(jì)80年代修建的居多，同時我國也是世界上擁有200米級以上大壩（如三峽大壩、葛洲壩，圖1、圖2）最多的國家（詳見表1）。值得注意的是雖然近10年來我國對諸多大壩進(jìn)行了除險加固，但水庫大壩數(shù)量多，土石壩多，出險的幾率他也隨之遞增，故安全監(jiān)測的價值也就不言而喻了。值得慶幸的是，無論從宏觀角度來看（世界范圍內(nèi)）還是從微觀角度來看（我國國內(nèi)），大壩安全監(jiān)測技術(shù)和理論水平依舊處于不斷提升的階段。表1世界范圍內(nèi)〉200m級大壩數(shù)量統(tǒng)計對比國家及地區(qū)級別總數(shù)中國其他國家占比（％）已建20077205726.00在建米級以上1912763.00%3.大壩安全監(jiān)測的信息化管理與應(yīng)用信息化管理在現(xiàn)代管理體系中屬創(chuàng)舉性的行為，它作為一種將現(xiàn)代信息技術(shù)與先進(jìn)企業(yè)管理理念相融合，轉(zhuǎn)變企業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營方式、業(yè)務(wù)流程、傳統(tǒng)管理和組織方式一級提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、人才效益、管理效益和增強(qiáng)企業(yè)競爭力的一種管理體系，它在各行各業(yè)中的應(yīng)用均相對廣泛。故在大壩安全監(jiān)測中積極引進(jìn)和創(chuàng)新信息化管理，提升其應(yīng)用價值對維護(hù)水利水電工程主體結(jié)構(gòu)、地基基礎(chǔ)、兩岸邊坡、相關(guān)設(shè)施以及周圍環(huán)境的作用是積極的。圖2葛洲壩概念圖3.1完善管理體制：在大壩安全管理過程中，始終堅持信息化管理體系不動搖，明確各水利部門和單位的職責(zé)，在創(chuàng)新制度和管理體制的情況下，進(jìn)一步完善大壩安全檢測信息化管理制度，根據(jù)大壩管理的實際需求與國家水利發(fā)展戰(zhàn)略相結(jié)合，健全大壩安全監(jiān)測監(jiān)督制度和管理審查制度，將提高企業(yè)效率和增強(qiáng)企業(yè)競爭力作為大壩安全監(jiān)測信息化管理的中藥目標(biāo)，在培養(yǎng)和發(fā)展以計算機(jī)為主的信息化人才戰(zhàn)略的基礎(chǔ)上積極推進(jìn)智能化工具的研發(fā)與運用，最終達(dá)到經(jīng)營目標(biāo)和實現(xiàn)以適量投入獲取最佳效益。3.2加強(qiáng)人才培養(yǎng)：人才戰(zhàn)略是發(fā)展水利工程的重要環(huán)節(jié)，更是體現(xiàn)大壩安全監(jiān)測信息化管理能否實現(xiàn)的重要保障。因此在大壩安全監(jiān)測信息化管理過程中，應(yīng)不斷的加強(qiáng)人才培養(yǎng)，相關(guān)部門與單位要積極響應(yīng)和配合大壩安全監(jiān)測人才培養(yǎng)目標(biāo)的推進(jìn)，將提高人才綜合能力尤其是大壩安全監(jiān)測能力作為水利工程相關(guān)部門與單位的重中之重。對現(xiàn)有工作人員，要來戰(zhàn)定期培訓(xùn)，積極引進(jìn)和加強(qiáng)招聘制度建設(shè)和人才招聘，在壯大和健全水利工程管理隊伍的同時，提升大壩安全監(jiān)測信息化管理軟實力，保證大壩安全監(jiān)測信息化管理向著更健康、良性的發(fā)現(xiàn)發(fā)展，既立足于當(dāng)下，也著眼于未來，充分發(fā)揮人才的重要作用。3.3積極引進(jìn)、開發(fā)和利用信息化管理軟件：信息化管理作為一種有效的管理手段，它對提升大壩安全監(jiān)測管理水平、理順大壩安全監(jiān)測內(nèi)部機(jī)制、增加大壩安全監(jiān)測盈利和降低大壩安全監(jiān)測成本等方面都有良好的作用，特別是在當(dāng)前信心技高度發(fā)達(dá)的社會中，大壩安全管理出了要積極引進(jìn)與運用大型的現(xiàn)代化信息監(jiān)測設(shè)備外，還應(yīng)積極引進(jìn)、開發(fā)和利用中、小型信息化管理軟件。在當(dāng)前水利工程信息化管理中由于運營成本較高和資金投入不足等問題的出現(xiàn)，使得大壩安全監(jiān)測中的信息化管理與相關(guān)設(shè)備的運用面臨較大問題，因此可以適當(dāng)?shù)囊M(jìn)、研發(fā)和利用中、小型信息化管理軟件，確保大壩安全監(jiān)測信息化管理系統(tǒng)的穩(wěn)步和健康發(fā)展。在積極探索信息化發(fā)展的同時，為大壩安全監(jiān)測的無人化操作與運行積累相應(yīng)的理論基礎(chǔ)與實踐經(jīng)驗。4.結(jié)語根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)最新數(shù)據(jù)來看，截止2016年底我國水電裝機(jī)達(dá)3.3億kW，占總裝機(jī)的20%,發(fā)電量1.17億kW/h，占總發(fā)電量19%。但必須注意的是，目前我國水庫大壩依舊面臨大壩數(shù)量多、氣候變化、建設(shè)條件復(fù)雜等多重因素風(fēng)險，當(dāng)然同樣面臨地理分布不均和大壩安全監(jiān)測不平衡等現(xiàn)象。因此在大壩安全監(jiān)測管理過程中，必須根據(jù)我國能源資源分布特點和開發(fā)現(xiàn)狀加強(qiáng)大壩安全監(jiān)測管理信息化管理與運用，將合理布局西部和中東部水電開發(fā)與大壩安全監(jiān)測信息化管理結(jié)合起來，繼而為充分發(fā)揮水電調(diào)節(jié)作用保駕護(hù)航。參考文獻(xiàn)葉桂萍.大壩安全監(jiān)測信息管理系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)