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水库大坝安全监测方案

项目概述：

广西柳州市鹿寨县古偿河水库工程是一项以城市供水为主、

兼有灌溉等效益的供水工程。该水库位于古偿河上游3km的

古偿村，距离黄冕乡约9km，距离鹿寨县城约40km，距离柳

州市约67km。水库正常蓄水位为178m，总库容为9380万
m3，日平均供水设计规模为近期20.5万m3，远期42.6万m3，
主要建筑物包括碾压混凝土重力坝、取水建筑物及输水管线等，

次要建筑物包括上坝公路及交通洞等。

项目内容及目标：

大坝安全监测通过仪器观测和现场检查监视，对大坝坝体、
坝肩、近坝区岸坡及坝周围环境所作的测量及观察，评估工程

的工作状态并预报未来性态，以确保工程的安全。监测项目主

要包括仪器监测、变形监测、渗流监测、应力监测和水文气象

监测。安全监测除了及时掌握建筑物的工作状态，确保安全外，

还有诊断、预测、法律、研究等方面的作用。

开发原则：
大坝安全监测设计应遵循科学、合理、可行、经济的原则。
监测方案应充分考虑工程的特点和实际情况，科学选用监测方

法和技术手段，合理设置监测项目和观测点，确保监测数据的

准确性和可靠性。监测方案应具有可行性和经济性，合理控制
监测成本，提高监测效益。

设备基础原则是确保设备能在恶劣自然环境中全天候执行

监测预警任务，同时防止接口故障影响其他系统。此外，设备
应具备故障自诊断和远程维护功能，以及防潮、防腐、耐湿、

抗风、防雷等特性。

可靠性原则是确保设备具有备用电源，并能在以太阳能为

基本电源的情况下保持可靠性。对于其他设备，还要考虑应急

断电问题，并包含安全型继电器。

稳定性原则要求系统能够长时间运行，通常要求7*24小

时不间断运行，并且主要设备达到工业级标准。

安全性原则是保证数据安全，包括硬件和软件防火墙两个

方面进行数据保密工作，以防止非法访问、攻击、窃取、恶意
篡改等。同时，还要提供数据自动备份功能，以保护数据库本
身的安全。

可扩展性原则要求系统硬件和软件平台都应预留可扩展接
口，以备和相关部门其他系统软件集成或共享。

可维护性原则要求系统具有可维护性，包括设备运行状态
监视、故障定位、故障智能识别及故障报警等。

开发依据包括《水文调查规范》（SL196-97）、《降雨量
观测规范》（SL21-2006）等相关规程规范和技术标准。

监测系统主要由现场的监测仪器、导线、采集测控单元，
通讯装置、计算机及其相应的监测软件等构成。监测系统的基

本结构图包括变形监测、渗流监测、混凝土应力监测、安全检

查、岩体钢材土压力监测、水文气象监测等模块。

删除了明显有问题的段落，对每段话进行了小幅度的改写，

使其更加清晰易懂。
安全监测工作贯穿于大坝工程建设与运行管理的全过程，
分为三个阶段。在工程设计阶段，需要完成一个监测项目的合

理设计，包括测点布局和监测规模。施工阶段需要完成监测设

施的施工，并为工程施工方案提供依据。在运行管理阶段，需
要及时掌握大坝结构性态，进行实时安全监控，确保大坝安全。

大坝变形的主要概念包括表面位移、内部位移和整体位移。
这些指标中，可以通过表面水平位移观测、垂直位移观测、挠

度、倾斜度和裂缝情况等多个观测项目反映大坝变形。布设观

测点时，表面点多一些，内部和各方向上的点应该大于3个。

在混凝土坝的各项指标布设点位置中，位移观测可以在纵

断面和内部断面上设置，挠度观测和倾斜观测可以在同一坝段
设置2~3条垂线，裂缝观测则应该设在接缝、突变部位和重点

部位。水平位移的观测方法有七种，其中引张线法和视准线法

是比较常用的方法。垂直位移的观测方法有精密水准法、沉降

仪法和沉降板法等，其中沉降仪法和沉降板法是比较常用的方

法。

在观测方法方面，引张线法是以钢丝为线，通过拉力来测
量位移，而视准线法则是利用经纬仪的光线来测量位移。沉降

仪法和沉降板法则是通过观测沉降来反映垂直位移。在布设观

测点时，观测基点一般设在坝体两端的不受坝体变形影响的基
岩上或廊道里，坝顶与下游侧布线多，上游侧布线少。

该传感器的频率会随着外界压力的变化而发生变化，其数

学模型为1/2F=ml/ν，适用于监测分层垂直位移和坝体内部垂
直位移。

挠度观测指坝体的分层变形情况，有正垂线法和倒垂线法
两种方法。混凝土坝一般布置在最高坝段面和拱冠处。

倾斜观测常用的是倾斜仪法和精密水准法。倾斜仪可以测
定倾斜的角度，用于表面倾斜测量。

裂缝观测原理包括利用固定在裂缝两侧的位称传感器或卡

尺测量宽度，钢尺人工测量长度，以及探地雷达、超声波等测

量深度。对于面板坝的面板具有防渗作用，周边缝容易开裂，

因此监测非常重要。