3.4大壩安全監測的網絡化、智能化、效益化
在過去的許多年中,人們總是將觀測資料交由專職單位去分析,這樣做要花費大量的時間,不利于及時有效地掌握大壩性態和進行最優的運行調度。同時,一般單位的資料分析總是在建立數學模型(特別是統計模型)的基礎上,缺乏與具體大壩的聯系及與設計標準(穩定、強度)的比較,也不利于監測技術的提高。近期,一些單位在專家系統、人工智能及決策支持系統開發中,直接將監測資料(如庫水位、溫度、應力、揚壓力等)與設計標準(穩定、強度)對照起來用于壩體強度及穩定校核是一種很好的思路。但是,目前的大壩安全監測自動化水平多數還停留在部分監測項目數據的自動采集上,難以滿足實際需要。事實上單憑監控指標來判別大壩安全是不完善的,因為目前的監控指標主要依靠經驗和理論計算確定。前者人為因素大,后者由于計算理論、數學模型和邊界條件的假定,誤差也較大,實際應用也值得商榷。如對于土石壩,當上游庫水位驟降時測壓管水位不會超過監控指標,但此時上游壩體有可能失穩。我國自1987年開始的水電站大壩安全定期檢查(鑒定),是對大壩結構性態和安全狀況的全面檢查和評價,已得到廣大科技人員認可,實踐證明是有效的。它就是根據設計復核、壩基隱患、壩體穩定、泄洪消能、庫區淤積及近壩庫岸滑坡等方面對大壩安全進行評價。因此,大壩安全評估軟件應與大壩安全定檢內容相適應,應用專家系統和決策支持系統將大壩安全定檢的成功經驗和監測資料分析的有效方法結合起來,在此基礎上實現與大壩監測數據采集系統、閘門監控系統、水庫自動調度系統、水雨情測報系統的有機結合,將大壩安全作為約束條件,效益的最大化作為目標函數才能適應用戶和時代的需要。
最近,國家防總在建立全國防汛決策支持系統中將大壩安全監測(工情監測)作為整個系統的一個部分,從而突出水庫運行以效益為中心,大壩安全是約束條件的觀點。另一方面,在大壩失事或事故中,洪水漫頂占了相當大的比例。試想:如果大壩某些性態異常或閘門起閉機損壞,而又不知近期洪水情況,如何在洪水到來時確保大壩安全?同時,運行也會影響大壩安全,如陳村大壩105m高程裂縫的出現及發展與不正確的運行方式有關;碧口大壩1995年也因泥沙淤積在較短的時間內將排沙洞口淤堵,威脅了電站安全。故為充分發揮水庫效益,確保大壩安全,必須盡可能將流域水情、梯級水庫調度情況及洪水預報、大壩安全監測和本水庫運行調度結合起來。
另一方面,目前自動監測系統的數據采集軟件均有巡測和選測功能,為適應“無人值班,少人值守”的要求,設置自動進行巡測、在線診斷、自動報警是對系統的必然要求。由于許多測值超差均由于自動化系統本身引起,故筆者建議在數據采集軟件中應增如下功能:即當某測值或其變化速率超過正常范圍時,系統應立即對該測點進行多次重復測量或自動加密測次,以方便系統維護和資料分析。
隨著信息化的推廣,大壩安全監測應主動適應時代要求,走向網絡化、智能化,采用網絡數據庫、INTERNET/INTRANET技術,建立全國的大壩安全監測信息網是時代的要求。
4 結語
通過以上分析可知,大壩安全監測實際上是一種管理,包括信息采集、處理、結論的得出、措施的制定、信息的反饋,其根本目的是為了工程效益。綜合起來可以得出如下幾點:
(1)大壩安全監測范圍空間上應包括梯級水庫;時間上應從設計開始。大壩安全監測內容應包括與大壩安全有關的泄洪及機電設備;
(2)大壩安全監測應與氣象、水情、洪水預報及水庫調度結合起來,使之成為水庫運行調度決策支持系統的一部分,真正為工程效益的最大化服務;
(3)大壩安全監測應將大壩安全評估與設計標準、設計參數(如安全系數,可靠度指標)等指標結合起來,充分利用大壩安全定檢的成功經驗和方法,從而易于理解、掌握和應用;
(4)大壩安全監測應充分利用科技進步,走向即時化、智能化、網絡化。
總之,大壩安全監測就是利用一切手段,確保大壩以較少的投入來保證長期、穩定、安全的運行,實現效益的最大化。
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