大坝安全监测的内涵及扩展(doc8)

大坝安全监测的内涵及扩展
摘 要：从分析影响大坝安全的各种因素入手，在时空两个方面拓宽了大坝安全监测的概
念，即大坝安全监测应在时空上将影响大坝安全的因素考虑在内。在此基础上，提出：(1)
大坝安全监测要有明显的针对性；(2)重视对溃坝的分析；(3)大坝安全监测应和设计及大
坝安全定检结合起来，以方便资料分析和相互校核；(4)加强对大坝安全监测(包括监测系
统)，特别是自动化系统的效益评估，要求大坝安全监测系统成为水库运行调度的依据，
真正为提高水库效益服务；(5)通过网络技术，实现大坝安全监测的网络化，以方便经验
交流，提高监测技术。
关键词：大坝安全监测；时空；运行管理；网络
众所周知，大坝是一种特殊建筑物，其特殊性主要表现在如下 3 个方面：①投资及效益
的巨大和失事后造成灾难的严重性；②结构、边界条件及运行环境的复杂性；③设计、
施工、运行维护的经验性、不确定性和涉及内容的广泛性。以上特殊性说明了要准确了
解大坝工作性态，只能通过大坝安全监测来实现，同时也说明了大坝安全监测的重要性。
事实上，大坝安全监测已受到人们的广泛重视，我国已先后颁布了差阻式仪器标准及监
测仪器系列型谱、《水电站大坝安全检查实施细则》、《混凝大坝安全监测技术规范》、《水
库大坝安全管理条例》、《土石坝安全监测技术规范》等，同时，国际大坝会议也多次讨
论过大坝安全问题［1］。
大坝安全监测是人们了解大坝运行性态和安全状况的有效手段。随着科学技术的发展、
管理水平的提高及人们观念的转变，大坝安全监测的内涵也进一步加深。为此，笔者从
分析影响大坝安全的因素入手，对大坝安全监测的若干问题进行探讨。
1 影响大坝安全的因素
影响大坝安全的因素很多，据国际大坝会议“关于水坝和水库恶化”小组委员会记录的 1
100 座大坝失事实例，从 1950 年至 1975 年大坝失事的概率和成因分析中得出大坝失事的
频率和成因分别为：30%是由于设计洪水位偏低和泄洪设备失灵引起洪水漫顶而失事；
27%是由于地质条件复杂，基础失稳和意外结构事故；20%是由于地下渗漏引起扬压力过
高、渗流量增大、渗透坡降过大引起；11%是由于大坝老化、建筑材料变质(开裂、侵蚀
和风化)以及施工质量等原因；12%是不同的特有原因所致。
通过上面的数值可以作如下分析：大坝失事的原因很多、涉及范围也很广，但大致可以
分成 3 类。第一类是由设计、施工和自然因素引起，它没有一个从量变到质变的过程，
而是一旦大坝建成就已确定了的，如设计洪水位偏低、混凝土标号过低、未考虑地震荷
载等；第二类是在运行、管理过程中逐步形成的，有一个从量变到质变的发展过程，如
冲刷、浸蚀、混凝土的老化、金属结构的锈蚀等；第三类是上述两种混合情况，即设计、
施工中的不完善在运行中得不到改正，或者说随着时间的推移和运行管理的不力使设计、
施工中的隐患发展为破坏。就目前而言，大坝安全监测主要是针对后两种情况。下面将
从设计、施工、运行维护 3 个阶段来讨论，着重强调目前大坝安全监测容易忽视的一些
方面。
1.1 设计阶段
众所周知，在设计阶段，坝址的确定决定了地形、地质、地震发生频率及水文条件等；
枢纽的总体布置、坝型及结构、材料选择和分区、水文资料的收集及洪水演算、地质勘
探等都将影响大坝的安全。1980 年 6 月 19 日，乌江渡水库泄洪水雾引起开关站出线相间
短路跳闸、引出线烧断、工地停电，类似情况 1980 年 6 月 23 日在黄龙滩、1986 年 9 月 3
日在白山等也曾发生。以上事故的发生引起工地停电和泄洪闸门不能开启的严重后果，
均是由于整体布置不合理，对泄洪水雾飘移危害认识不够所致。喀什一级大坝位于高地
震烈度区，粘土斜墙坝的抗震性能差，而设计又将防渗膜放在斜墙下游侧，形成潜在的