水库大坝安全监测包含哪些内容?

2023年01月09日 16:18

  水库大坝安全监测的目的是及时掌握水库大坝在运行中的安全状况,掌握水库运行和泄洪时的水流速度、流速、流向、水面高度、水位等动态信息,为分析研究水利工程安全性提供依据。

  监测对象主要是水库大坝结构状态、坝体渗流场、坝前水流等情况。

  水库大坝结构状况包括:渗流状态与应力水平及其变化、结构强度与变形监测。

  坝体渗流场监测采用的仪器有:渗流仪,测斜仪测点布置,渗流仪安装方法,管道测量方法等。

  坝体的温度变化是库区环境变化造成库区内环境温度出现变化的情况,当环境温度发生改变时坝内会出现一些相应的水文现象,主要有水温上升、水温下降等。

  一、渗流观测

  渗流仪是一种测量坝体渗流的仪器,它是根据流体力学中经典渗流理论和经典测深原理,通过测量渗流场和流量、流速变化规律来判断坝体渗流场的变化。

  渗流仪主要有两种形式:测深法和渗流法。

  渗流法分直筒式渗流仪、压力式渗流仪。

  直筒式测深法:利用直筒的内径、外径及内孔口长度来确定水位;平板式测速法:根据测点位置可分为平面测速法及立体测速法。

  二、温度观测

  由于受气象条件和观测方法的限制,仅能对坝体渗流场进行观测。

  根据坝面和坝肩周围岩体温度的差异性,可分为表层温度、内表层温度和深层温度,用温度计进行观测。

  监测项目包括:表层、内表层面和深层的温度变化。

  观测方法可采用埋设于坝内某一位置上或断面上的温度计进行测量。

  测点布置及埋设地点如下:

  三、观测孔压力及水头

  在每个测点上布置一台渗流仪,每台渗流仪间隔3~5m布置一个观测孔,在同一测点上每隔2~3m布点一个水位计,并在同一测点上每隔5~10m布置一个水位计。

  根据所设置的观测点的位置,用压力计测量所测的水头及其上下浮动值。

  根据渗流试验结果,确定渗流压变化与时间及流速的关系。

  计算渗压值时,必须使孔压力达到一定深度所对应的水头数值;计算时间为24h;流速是指在试验过程中的平均流速,一般取5m/s~10m/s。

  四、测流、测深和流量

  测流、测深和流量的主要仪器为流量遥测仪器,它主要是通过流量和流速的关系来测量流量的。

  测速方式有:浮子式(浮标式)、激光多普勒(LIDAR)、激光雷达(LIR)和卫星定位系统(GPS, GLONASS, GNSS)等多种测速方式。

  测深方式有:水尺测深、水位测流仪。

  在水库大坝安全监测中,通过测深可以获得坝体渗流场变化对大坝渗流变化的影响;通过测深可以了解坝上、下游水库和泄洪情况;通过测流可以了解坝体周围水流速度;并及时发现坝前水情异常;通过水库淹没情况也可根据流速变化进行分析。

  测流方式有:流速仪(含浮标式),激光雷达,水尺、水位、流量遥测仪器等。

  五、水位及水头水位测听

  水库大坝安全监测系统应在水库的进水点、溢洪道、泄水孔等重要部位安装观测设施,采用水下测听法进行监测。

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