在倡导节能减排的今天, 水能作为清洁无污染、无线可再生的能源, 发展水能、建设水库大坝是实现可持续发展的必经之路。然而, 由于水库大坝地理位置特殊, 容易遭受地震、洪水等自然灾害的威胁, 安全质检工作非常必要。在2018年5月, 我国成功进入了世界低溃坝率国家, 但是全面感知能力不如人意。因此, 寻找崭新的水坝案件技术是势在必行的。在当前, 以物联网为代表的高新技术为水坝安全质检带来了机遇, 这正是本研究的立脚点。
一、水坝安检与物联网技术简介
(一) 水库大坝安全监测
早在公元前2900年, 水坝就在埃及问世了。经过千年发展, 水坝遍布世界各国, 对于人们生产和生活带来许多便利。水坝不仅提高水能发电效率, 而且能够稳定提供水流量, 对于农田灌溉、农田开垦益处颇多, 再加上周边特殊的生态圈, 具备一定旅游价值。然而, 由于建造水坝导致水流囤积, 加大周边土地承受压力, 容易引发地震。另外, 一旦发生洪水等自然灾害, 再加上水坝本身缺陷, 非常容易产生溃坝。因此, 水库大坝安全监测十分必要, 需要对水坝水位、水坝周边、淤泥沉积、出水口等进行全面检查, 排查任何隐患。
(二) 物联网技术
21世纪是互联网和计算机的天下, 这类技术的飞速发展不仅为人们提供了更多、更好、更快的信息服务, 而且也帮助构建地球村, 让全世界紧密相连。物联网技术, 是互联网技术的下属范畴, 是指将任何具备信息传输、CPU处理、感应识别等能力的物质与网络连接的技术, 商品条形码、产品二维码等都是最为典型的代表。通过信息识别, 物联网不仅可以提供强大而便捷的物品信息服务, 而且配合CPU等控制元件还可以实现远程操作、实时回应等, 对于构建智慧城市、发展智慧生活具备显著意义。
二、水库大坝安全检验要点分析
在当前, 水库大坝安检工作立足于现代工学之上, 并结合数据收集与采集工作, 能够对水坝进行全面分析。通常, 安检工作需要历经“测量检测”-“数据搜集”-“数据处理”-“监测处理”这五个环节。在水坝安检内容方面, 主要由变形监测、环境监测、漏水监测、坝体监测、水利工程学监测这几个部分, 现一一介绍如下:
(一) 水坝变形监测
由于抬高了水位, 水坝从上至下都承受着较大的水压。再加上温度、重力、天气等因素影响之下, 长期运作的水坝难免产生裂痕。为了杜绝溃坝, 减少安全事故, 有必要检查水坝有无变形、裂纹、松动、歪斜等问题, 主要采用印张线、水准点、倾角仪等一起, 对水坝表面、水坝坝体、水坝坝基进行检查。
(二) 水坝环境监测
建成水库水坝之后, 周边自然环境参数因此改变, 同时也会对水坝自身运作产生影响, 比如说气温、降雨、水温、泥沙等。因此, 需要对这些变量进行检查, 搜集相关资料, 归纳总结水坝运作环境, 对潜在问题作出估量。
再次, 水利工程学监测。水库大坝是水利工程的杰出代表, 水力学监测因此是在所难免的。在这一方面, 监测指标包括水压、水流状态、水位线、消能等。另外, 在监测过程中, 需要依据水库大坝运作情况选择指标。
(三) 水坝坝体监测
水坝内部主要由钢筋、混凝土等现代建筑材料构成, 在长期水流挤压之下难免降低效能。因此, 需要对水坝坝体的这些材料进行监测, 比如说变压力监测、应力监测等。一般而言, 该项监测工作与其他监测项目同时开展。
(四) 水坝渗透测试
在水压较大较久, 上下游水位差之下, 水库大坝容易受到渗流场的负面效果, 再加上动物侵蚀、坝体接触泄露等, 容易引发溃坝。因此, 水坝渗透检验需要予以重视, 覆盖到渗流压力观测、渗流量测试等各个方面。
三、物联网技术在水库大坝安全监测中的应用
(一) 集成式监测
水库大坝安检覆盖到坝体、坝表等各个部位, 人工监测难以做到全覆盖。因此, 可以在某些渗透压传感器、温度传感器等监测装置中安置物联网载体, 提供局域网支持, 并连入水库大坝远程主机, 每隔一段时间发布相关指标现状, 对整个水库大坝进行集成式监测。
(二) 使用物联网载体监测装置
在日常水坝安检过程中, 可以运用承载物联网技术的检测工具, 在渗透破坏监测、坝体倾斜裂痕监测中采用这类装置, 可以直接将信息传递给检测中心, 并且可以读取历来资料, 有利于监测分析。
(三) 使用物联网技术加强安检管理
在水坝安检管理中, 物联网可以承载在安全门、工作头盔之上, 对于安检人力资源管理有一定帮助, 并且置于待检物体之后, 在扫码识别、射频识别之后, 可以减少疏忽, 提高水库大坝安检效率。
(四) 报警系统
为了预防水库大坝溃坝, 安检工作一定要注重是否出现裂痕、倾斜、滑坡等现象。这类现象一般始于蚁穴, 容易被忽视。因此, 可以在周边布局携带物联网技术的检测仪, 当出现异常状况之时直接连入主机产生报警, 以及生成日志文档, 便于后期管理。
四、小结
为了确保水库大坝能够实现促进节能、发展农业等需求, 我们不仅要重视安检工作, 而且需要引入最新物联网技术, 用最新的工具提升安检效率。
摘要：本研究以如何提升水库大坝安全监测技术含量为落脚点, 从介绍相关背景、水库大坝安检、物联网技术出发, 对水库大坝安全监测要点以及物联网辅助检验作出分析, 旨在为推动物联网与水库大坝安检融合作出贡献。
关键词：水库大坝,安全检验,物联网,技术创新
参考文献
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