水庫(kù)作為水資源調(diào)控、防洪減災(zāi)和能源供應(yīng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其安全運(yùn)行直接關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定。隨著運(yùn)行年限增長(zhǎng)、自然環(huán)境變化及人為因素影響，水庫(kù)工程結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)老化、損傷等問(wèn)題，因此建立科學(xué)完善的安全監(jiān)測(cè)體系成為保障水庫(kù)安全的核心環(huán)節(jié)。本文將系統(tǒng)闡述水庫(kù)安全監(jiān)測(cè)的技術(shù)框架、關(guān)鍵內(nèi)容及實(shí)施要點(diǎn)，為工程實(shí)踐提供參考。

監(jiān)測(cè)體系的核心目標(biāo)與設(shè)計(jì)原則

水庫(kù)安全監(jiān)測(cè)的核心目標(biāo)是及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程隱患、評(píng)估運(yùn)行狀態(tài)、預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)事故，為水庫(kù)調(diào)度、維修養(yǎng)護(hù)和應(yīng)急處置提供數(shù)據(jù)支撐。在設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)體系時(shí)，需遵循以下原則：

系統(tǒng)性原則：涵蓋工程結(jié)構(gòu)、水文氣象、地質(zhì)環(huán)境等多維度監(jiān)測(cè)要素，形成完整的數(shù)據(jù)鏈；

針對(duì)性原則：根據(jù)水庫(kù)類型（如土石壩、混凝土壩、漿砌石壩）、壩高、庫(kù)容及周邊環(huán)境特點(diǎn)，確定重點(diǎn)監(jiān)測(cè)對(duì)象；

實(shí)時(shí)性原則：采用自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、傳輸與分析，縮短響應(yīng)時(shí)間；

可靠性原則：監(jiān)測(cè)設(shè)備需適應(yīng)復(fù)雜水文氣象條件，數(shù)據(jù)采集精度滿足規(guī)范要求，確保長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵監(jiān)測(cè)內(nèi)容與技術(shù)應(yīng)用

工程結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)

工程結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)是水庫(kù)安全監(jiān)測(cè)的核心，重點(diǎn)關(guān)注壩體、壩基及泄水建筑物的變形、應(yīng)力和滲流狀態(tài)。

變形監(jiān)測(cè)：通過(guò)導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）、全站儀、測(cè)斜儀等設(shè)備，監(jiān)測(cè)壩體垂直位移、水平位移及傾斜度。對(duì)于高壩工程，可采用光纖傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)分布式變形監(jiān)測(cè)，精度可達(dá)毫米級(jí)；

應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)：在混凝土壩體內(nèi)部布設(shè)應(yīng)變計(jì)、應(yīng)力計(jì)，監(jiān)測(cè)壩體在水壓力、溫度變化等作用下的應(yīng)力狀態(tài)。土石壩則需重點(diǎn)監(jiān)測(cè)壩體孔隙水壓力，預(yù)防滲透變形；

滲流監(jiān)測(cè)：通過(guò)滲壓計(jì)、量水堰等設(shè)備，監(jiān)測(cè)壩基滲流量、滲透壓力及繞壩滲流情況。當(dāng)滲流量突然增大或水質(zhì)渾濁時(shí)，可能預(yù)示壩體出現(xiàn)管涌、漏洞等險(xiǎn)情。

水文與水情、環(huán)境監(jiān)測(cè)

水文與水情監(jiān)測(cè)為水庫(kù)調(diào)度提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)，主要包括：

水位監(jiān)測(cè)：采用浮子式水位計(jì)、雷達(dá)水位計(jì)等設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)庫(kù)水位變化，確保水位在汛限水位以下運(yùn)行；

降雨量監(jiān)測(cè)：在水庫(kù)流域內(nèi)布設(shè)雨量站，監(jiān)測(cè)降雨強(qiáng)度和分布，為洪水預(yù)報(bào)提供數(shù)據(jù)支持。

氣象監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、濕度等氣象要素，為水庫(kù)調(diào)度和工程維護(hù)提供氣象保障。

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成與運(yùn)行維護(hù)

系統(tǒng)組成

現(xiàn)代水庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通常由感知層、傳輸層、數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層組成：

感知層：包括各類傳感器、數(shù)據(jù)采集終端，負(fù)責(zé)采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；

傳輸層：采用無(wú)線通信（如 4G/5G、LoRa）或有線通信（如光纖）方式，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)中心；

數(shù)據(jù)層：由數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)服務(wù)器等組成，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理和處理；

應(yīng)用層：包括監(jiān)測(cè)軟件、預(yù)警平臺(tái)等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析、展示和預(yù)警功能。

運(yùn)行維護(hù)

為確保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，需做好以下維護(hù)工作：

設(shè)備維護(hù)：定期對(duì)傳感器、通信設(shè)備等進(jìn)行校準(zhǔn)、檢修和更換，確保設(shè)備精度和穩(wěn)定性；

數(shù)據(jù)質(zhì)量控制：建立數(shù)據(jù)審核機(jī)制，對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別、剔除和補(bǔ)測(cè)，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；

系統(tǒng)升級(jí)：根據(jù)技術(shù)發(fā)展和實(shí)際需求，及時(shí)對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，提高監(jiān)測(cè)能力。

結(jié)語(yǔ)

水庫(kù)安全監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)系統(tǒng)性、長(zhǎng)期性的工作，需要結(jié)合工程實(shí)際情況，采用監(jiān)測(cè)技術(shù)和管理方法，多層次的監(jiān)測(cè)體系。通過(guò)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，及時(shí)掌握水庫(kù)運(yùn)行狀態(tài)，提前預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)隱患，可為水庫(kù)的安全運(yùn)行和科學(xué)管理提供有力保障，發(fā)揮水庫(kù)的綜合效益。

武漢中地恒達(dá)科技有限公司(簡(jiǎn)稱中地恒達(dá)，英文縮寫(xiě)ZDHD)，是依托中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)所屬企業(yè)在科技創(chuàng)新方面取得的豐碩成果及技術(shù)力量組建設(shè)立，公司位于武漢市光谷芯中心，主要從事地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)設(shè)備，衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)及設(shè)備，工程監(jiān)測(cè)儀器，工程監(jiān)測(cè)軟件，自動(dòng)控制系統(tǒng)及設(shè)備的研發(fā)、制造、銷售及技術(shù)服務(wù)。公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)碩士及以上學(xué)歷占比45%(正教授2人，博士2人，碩士6人。

中地恒達(dá)產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域包括地質(zhì)災(zāi)害、能源、電力、交通、水利、市政等。目前擁有自主研發(fā)硬件產(chǎn)品包括北斗GNSS接收機(jī)、導(dǎo)輪式固定測(cè)斜儀、雙軸傾角計(jì)、無(wú)線低功耗傾角計(jì)、無(wú)線傾角加速度計(jì)、危巖體崩塌計(jì)、無(wú)線裂縫監(jiān)測(cè)一體機(jī)、地下水位監(jiān)測(cè)一體機(jī)、降雨量監(jiān)測(cè)站、數(shù)字信號(hào)采集儀、振弦信號(hào)采集儀、輸油氣管道應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、高支模監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、基坑降水監(jiān)控系統(tǒng)等。軟件產(chǎn)品包括中地恒達(dá)監(jiān)測(cè)云、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)、大壩安全監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)、橋梁安全監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)、露天礦山安全監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)、監(jiān)測(cè)APP軟件、監(jiān)測(cè)小站(微信小程序)、垂直度檢測(cè)APP軟件等。