小（一）型水库大坝安全监测技术研究

摘要：小（一）型水库在我国水利工程体系中占据重要地位，主要用于农业灌溉、农村供水和生态调节。然而，由于这些水库大坝规模较小，建设标准和管理水平相对较低，安全监测工作容易被忽视，存在较大的安全隐患。本文以禄丰县大过坝水库为例，结合该水库的工程特征，分析大坝安全监测的必要性，并探讨当前常见的监测技术，包括形变监测、渗流监测、应力应变监测等。最后，提出优化小（一）型水库大坝安全监测的措施，以提高其运行安全性。

关键词：小（一）型水库；大坝安全监测；形变监测；渗流监测；监测技术；大过坝水库

小（一）型水库是我国重要的水利基础设施之一，承担着农业灌溉、防洪减灾、农村供水和生态补水等多种功能。然而，由于其建设标准较低，安全监测系统往往不完善，导致部分水库在汛期易出现险情，甚至发生垮坝事故。因此，加强小（一）型水库大坝的安全监测，对于保障下游人民生命财产安全、提高水资源利用效率具有重要意义。禄丰县大过坝水库是典型的小（一）型水库，其大坝最大坝高29.80m，总库容534.48万m3，正常蓄水位1817.60m，校核洪水位1818.34m。该水库主要用于农业灌溉和农村供水，具备较高的社会经济价值。然而，由于其地理位置及坝体结构特点，可能存在渗流、变形等安全隐患。因此，对该水库大坝实施科学合理的安全监测具有重要的现实意义。

1. 小（一）型水库大坝安全监测的必要性

1.1 防止大坝失稳

大过坝水库的大坝主要由土石结构组成，最大坝高29.80m，坝顶高程1818.70m。长期运行过程中，水压力和地基变形可能导致坝体稳定性下降，甚至引发失稳破坏。通过安全监测，可及时掌握坝体变形情况，采取必要的防护措施[1]。

1.2 监测渗流变化

水库大坝渗流过大会导致坝基冲刷、管涌、流土等问题。大过坝水库的输水底涵、输水隧洞均涉及高程变化，例如输水底涵进水口高程1800.00m，输水隧洞底板高程1804.00m。这些结构的长期运行可能影响坝基稳定性，因此需要通过渗流监测来评估大坝安全性。

1.3 保障防洪安全

该水库的设计洪水位为1817.61m，校核洪水位1818.34m，而防浪墙顶高程1819.70m。在汛期，水库需承受较大的水位波动压力，若大坝存在裂缝或渗漏，极易在洪水冲击下发生破坏。因此，对水位和坝体稳定性的监测尤为重要。

2. 小（一）型水库大坝安全监测技术

2.1 形变监测技术

形变监测主要用于评估坝体稳定性和沉降情况，包括以下方法：水准测量：采用水准仪监测坝顶高程的变化，如大过坝水库的坝顶高程1818.70m，通过定期测量可分析沉降趋势。全站仪测量：利用全站仪测量坝体水平位移，观察坝体是否存在滑移现象。GNSS监测：利用GPS或北斗系统进行实时坝体位移监测，提高监测精度。

2.2 渗流监测技术

渗流监测有助于评估坝体及坝基的渗透稳定性[2]，常见方法包括：测渗仪：埋设在坝体或坝基内部，监测渗流量变化，判断是否存在渗漏风险。孔隙水压力计：监测坝体内孔隙水压力，评估渗流对坝体稳定性的影响。电阻法监测：通过测量坝体土壤的电阻变化，推测渗流路径及含水量变化情况。

2.3 应力应变监测技术

应力应变监测主要用于分析坝体承载能力及运行状态，采用的方法包括：应变计：埋设在坝体内部，用于监测坝体的应力变化。纤维光栅传感技术：利用光纤传感器实时监测坝体应力变化，提高监测精度。

2.4 水库水位监测

大过坝水库的正常蓄水位1817.60m，防洪限制水位1815.10m。采用水位计监测库水位的变化情况，可以评估大坝在不同水位条件下的安全性。

2.5 自动化监测系统

现代自动化监测系统结合物联网技术，实现数据自动采集与远程传输，包括：实时监测：通过自动化传感器系统进行坝体和水位监测。远程监测：管理人员可通过在线平台随时查看监测数据，提高管理效率。智能分析：利用大数据和人工智能技术，预测大坝的安全状态。

3. 小（一）型水库大坝安全监测的优化措施

小（一）型水库大坝安全监测的优化应从制度建设、技术升级、监测方法改进和应急预案完善等多个方面入手，以提升水库的运行安全性和管理效率。

3.1 建立标准化监测体系

小（一）型水库由于数量众多、分布广泛，管理单位和资金投入存在较大差异，因此在安全监测上容易出现标准不统一、监测内容不系统等问题。为提升监测工作的科学性和可操作性，应建立统一的安全监测标准，包括：监测指标：明确小（一）型水库大坝的关键监测参数，如坝体沉降、水平位移、渗流量、水位变化等。监测频率：根据水库运行特点和风险评估结果，制定合理的监测频率。例如，汛期可加密监测频次，而非汛期可适当降低监测频率。监测方法：推广适用于小（一）型水库的经济、高效监测技术，如水准测量、自动水位监测、渗流传感器等。

3.2 推广智能化监测技术

随着物联网、传感技术的发展，小（一）型水库安全监测逐步向智能化、自动化方向发展。相比传统人工监测方式，智能化监测技术可以大幅提高监测效率和精准度，减少人工干预，实现实时预警。主要优化方向包括：智能传感器布设：在坝体关键部位安装光纤传感器、压力传感器、GNSS监测设备等，实现24小时不间断监测。无线数据传输：采用NB-IoT、LoRa等低功耗广域网技术，将监测数据实时传输至监控中心，便于管理人员远程查看水库运行状况。无人机巡检：利用无人机进行坝体巡视，可有效监测坝体裂缝、滑坡、渗漏等问题，减少人工巡检的工作量，提高巡检覆盖率。大数据分析与人工智能预警：结合历史监测数据，利用人工智能算法分析坝体变形趋势和渗流风险，实现早期预警[3]。

3.3 强化监测数据分析与预警

传统的小（一）型水库监测往往局限于数据的采集与存储，缺乏系统的数据分析和预警机制。为提高监测工作的有效性，应优化数据分析和预警机制：数据趋势分析：对坝体沉降、渗流变化等数据进行长期跟踪，采用趋势分析模型预测未来可能出现的安全隐患。异常阈值设定：根据水库设计标准和历史运行数据，设定安全阈值。例如，坝体水平位移超过一定范围、渗流量异常增大等情况，应立即发出预警。多级预警体系：根据监测数据异常程度，将预警分为低风险（提示级）、中风险（警告级）和高风险（紧急级），并制定相应的应对措施。

3.4 加强巡检与人工监测

尽管智能监测技术能够提高监测效率，但人工巡检仍然是不可替代的重要手段。尤其是在监测设备故障、数据异常等情况下，人工巡检能够提供更直观的判断。优化巡检工作的措施包括：定期巡检：制定详细的巡检计划，汛期加密巡查频率，非汛期以定期检查为主。巡检人员培训：提升巡检人员的技术水平，使其能够识别坝体裂缝、渗流等隐患，并熟练操作监测设备。巡检与自动监测结合：结合自动监测系统的数据，合理安排巡检路线和重点部位，提高巡检效率。

3.5 完善应急预案

应急预案是水库安全管理的重要组成部分，关系到突发险情时的应对能力。小（一）型水库应结合监测数据，制定科学合理的应急预案，优化以下方面：建立快速响应机制：发生险情时，应明确责任分工，确保第一时间通知相关单位，并快速启动抢险措施。开展应急演练：定期组织水库管理人员、当地政府和下游群众进行防汛演练，提高应急响应能力。储备抢险物资：提前储备沙袋、黏土、挡水板、应急通讯设备等抢险物资，确保突发险情时能够快速部署。

4. 结语

小（一）型水库在农业灌溉、防洪减灾和农村供水等方面发挥着重要作用，但其安全监测工作仍存在不足，影响水库的长期稳定运行。本文以禄丰县大过坝水库为例，探讨了形变监测、渗流监测、应力应变监测等关键技术，并提出优化措施，包括建立标准化监测体系、推广智能监测技术、强化数据分析与预警、完善巡检机制、优化应急预案及提高资金投入等。

未来，随着智能传感器、物联网和大数据分析技术的发展，小（一）型水库的安全监测将更加精准和高效。通过科学的监测手段和完善的管理机制，可有效降低水库安全风险，提高运行稳定性，为农业生产和农村经济发展提供有力保障。

参考文献

[1]项才德,谢东辉.水库大坝安全监测中物联网技术的应用思考[J].工程技术研究,2023,8(08):98-100.

[2]陈声震.水库大坝安全监测技术及其应用[J].水上安全,2024,(20):10-12.

[3]张明祥.小型水库大坝预警监测技术应用[J].信息与电脑,2024,36(10):12-14.