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课程编号:S205C196

水工建筑物安全监测与健康诊断学时:24,学分:1.5

授课单位:建工学院任课教师:徐国宾

参考教材:

吴中如.水工建筑物安全监控理论及其应用.高等教育出版社,2003

主要参考书:

1.*赵志仁.大坝安全监测的原理与应用.天津科学技术出版社,1992

2.王德厚.大坝安全监测与监控.中国水利水电出版社,2004

3.郦能惠.土石坝安全监测分析评价预报系统.中国水利水电出版社,2003

4.吴中如,顾冲时.大坝安全综合评价专家系统.北京科学技术出版社,1997

绪论

§0-1大坝安全监测与健康诊断必要性

大坝安全监测与健康诊断就是收集大坝观测数据和解释这些数据。

在水利界,“大坝”一词,有时也具有“水库”、“水利枢纽”、“拦河坝”等综合性

含义。所以大坝安全监测与健康诊断,上也可以理解为以大坝为中心的各种水

工建筑物的安全监测与健康诊断。

我国目前已建成8.5万多座大坝,由于历史原因和当时的经济、技术条件,一些

大坝的安全度较低或者设计标准偏低等,以及多年运行,年久失修,约有33%的大坝存

在较多的隐患和老化病害,尤其是中小型水库病坝更为严重,影响着这些工程效益的

发挥,甚至威胁下游人民的生命财产安全。另外,随着水能资源的深入开发,一些新

建或待建的大坝坝址的地质条件越来越复杂,大坝的规模也越来越大,增加了大坝出

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事的风险因素。如近些年来我国已建坝高在150m以上的工程,有二滩、龙羊峡、

乌江渡、白山、三峡等,正在建设和准备建设的如小湾、拉西瓦、锦屏一级、溪洛

渡等高拱坝均为300m级的超高坝。因此,大坝的安全已引起人们的普遍关注。

水工建筑物的特点,不仅表现在投资大、效益大,设计施工复杂,也表现在其失事

后果严重。大坝建成后,随着结构老化以及其它随机性的原因,出现事故,也难于完

全避免。但是可以采取措施减免事故发生,或将事故发生所造成的损失减至最小,

特别是减少人员伤亡还是能够做到的。可以采取的措施包括:①改进大坝设计方

法;②加强大坝安全监测;⑧重视工程的规划和勘探,特别是水文分析和地质、地基

工作;④严格大坝运行管理、除险加固。

大坝的寿命可分为运行初期、正常运行期和老化期三个阶段。大坝运行初期

和老化期,最容易出现问题。见图1-1。

图1-1大坝各龄期失事概率示意

根据世界大坝的统计资料,几乎60%左右的大坝失事,都是在水库蓄水后头几年

内发生的。在大、中型水电工程中,常常提出“提前发电”的要求,即在主体工程尚未

全部竣工之前,水电站便开始投入运行,大坝便开始工作。此刻水库尚未形成,工作

条件可能比设计情况更恶劣,最容易出现问题。所以,在运行初期,要加强监测及时排

除故障。

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大坝在正常工作的龄期内,产生洪水漫顶导致垮坝的,属随机事故。这类事故

在失事坝中的比重,各国统计数字均占首位,在我国占51.5%。漫顶失事的概率密

度与大坝寿命和质量关系不大,主要随遭遇洪水而定,表现为随机失效特点。漫坝

失事主要是土石坝。漫顶,主要是入库流量超标,溢洪道故障,闸门操作失灵等原因。

持续漫顶,会增加失事致灾的可能。