水利水电工程安全监测理论与实践

1　水工程与安全

1.1　水工程的特点和风险

1.1.1　水工程与社会经济发展

1.1.2　水工程的特点

1.1.3　水工程的风险

1.2　水工程事故及失事原因浅析

1.2.1　土石坝事故简析

1.2.2　混凝土重力坝事故分析

1.2.3　拱坝事故分析

1.2.4　其他建筑物事故举例

1.3　工程安全监测的重要性

2　水工建筑物可能出现的工程安全问题及监测重点

2.1　挡水建筑物

2.1.1　混凝土重力坝

2.1.2　拱坝

2.1.3土坝

2.1.4　堆石坝

2.1.5　支墩坝

2.1.6　水闸

2.2　泄洪、泄水建筑物

2.2.1溢洪道

2.2.2泄洪隧洞

2.3　取水建筑物

2.4　输水建筑物

2.4.1明流输水建筑物

2.4.2　压力输水建筑物

2.5　通航建筑物

2.5.1　船闸

2.5.2　升船机

2.6　电站建筑物

2.7　地下洞室与边坡

2.7.1地下洞室

2.7.2　边坡工程

2.8　堤防工程

3　工程安全监测概论

3.1　水利工程安全监测发展简况

3.2　建立工程安全监测系统的基本思路

3.2.1　安全监测的目的

3.2.2　监测系统应具备的功能

3.2.3　安全监测系统的组成

3.3　安全监测系统布置

3.3.1　监测项目

3.3.2　安全监测系统布置原则

3.4　建立工程安全监测系统的一般步骤

3.4.1　安全监测系统设计

3.4.2　安全监测系统的施工

3.4.3　安全监测系统的运行

3.5三峡工程安全监测的实践与认识

3.5.1　监测设计工作简要回顾

3.5.2　关于三峡工程安全监测系统技术设计

3.5.3　三峡工程安全监测系统的几个特点

4　安全监测的常规项目及方法

4.1　变形监测

4.1.1变形监测网

4.1.2　水平位移监测

4.1.3　垂直位移监测

4.1.4　挠度监测

4.1.5　倾斜(转动角)监测

4.1.6　特殊基础的变形监测

4.1.7变形监测仪器

4.2　应力应变及温度监测

4.2.1应力应变监测

4.2.2　基岩变形监测

4.2.3　接缝监测

……

5　安全监测设计

6　专项监测

7　安全监测系统的实施和施工期安全监测

8　安全监测数据采集系统

9　监测资料分析

10　监测数据管理及安全监测决策支持系统2100433B

在水工程安全监测的各个技术层面，国内专家做了大量卓有成效的工作，但主动地使用系统工程的方法去研究它，把系统科学的思想贯穿到监测设计、仪器埋设、数据采集、处理、分析、解释和监控的各个环节中去还需要探索和推进，这也是本书追求的目标之一。目前，在安全监测工作中尚有很多不足之处，例如监测设计的仪器布置方案与监测目的不匹配，仪器设备性能(传感器的可靠性和自动化程度)不能满足监测工作的要求，监测数据采集的速度、频率、数量和质量与实现及时定量安全评价的要求有差距，作为硬件的监测仪器、设备、自动化网络系统与软件，包括数据管理系统、监控数值模型、安全评价与决策系统的研制不协调，监测人员的技术素质与监测工作的需要不适应，安全监测经费划拨与使用不得当等。这些因素都不同程度地影响了监测工作的实施和监测技术的发展，需要不断改进。

50多年来长江水利委员会一贯重视水工程的安全监测，在所设计或参与建设的几十座大中型水利水电工程中，对监测设计原理、布置方案、量测方法、仪器设备、数据传输、分析评价、安全决策等方面做了很多卓有成效的探索工作，取得了丰富的经验，有很多创新性的成果，特别是在三峡水利枢纽工程的设计中把建筑物安全监测设计作为八个单项技术设计之一，精心设计，精心实施，丰富了工程安全监测专业的内涵。

全书分为10章，前三章阐述现代工程安全监测的理念和方法，后几章按监测系统三大环节分别展开，第4～7章以监测数据量测系统为主题，分别介绍了常规监测项目、专项监测项目、巡视检查的原理、方法和工程监测设计实例；第8章介绍了现代监测数据采集技术；第9、10章介绍了监测资料分析方法，以及建立数据管理分析及安全监测决策支持系统的途径和关键技术问题。本书所举工程应用实例主要取自长江水利委员会承担或参与过的水工程。

《大坝安全监测理论与应用》在比较系统地总结了大坝安全监测基本知识的基础上，重点叙述了作者20年来在大坝安全监测资料分析、数学模型、异常测值分析和综合评价等方面所取得的部分研究成果及工程应用实例。全书共分为7章，其内容分别为：大坝安全监测的内涵和发展趋势，一些传统的和新兴的大坝安全监测技术，监测资料整理整编和初步分析方法，大坝安全监测数学模型、监控指标和反分析，监测异常测值的分析方法，大坝安全综合评价体系、途径和方法，大坝安全监测系统综合评价的基本方法。

《大坝安全监测理论与应用》可作为水工结构工程、水利水电工程以及相近专业的本科生和研究生教材，也可供大坝安全监测设计、施工、运行管理和科学研究人员参考。

序

前言

第一章 概述

第一节 大坝安全监测的意义

第二节 大坝安全监测的发展历史

第三节 大坝安全监测的基本环节和主要阶段

第四节 大坝安全监测的主要项目

第五节 大坝安全监测的一般注意事项

第六节 大坝安全监测的相关法律、法规及规范

第七节 当前大坝安全监测存在的主要问题

第二章 大坝安全监测技术

第一节 变形监测技术

第二节 渗流监测技术

第三节 应力监测技术

第四节 专项监测技术

第五节 监测自动化系统

第六节 监测设计

第三章 监测资料整理整编与初步分析

第一节 监测资料的整理整编

第二节 监测效应量的计算

第三节 监测资料的初步分析

第四章 大坝安全监测数学模型

第一节 监测统计模型

第二节 监测确定性模型

第三节 监测混合模型

第四节 监测模型中几个问题的探讨

第五节 大坝安全监控指标

第六节 多维多测点多方向监测数学模型

第七节 监测资料反分析

第五章 大坝安全监测异常测值分析

第一节 观测误差分析

第二节 监测资料中离群测值分析

第三节 某混凝土坝坝顶垂直位移突变测值分析

第四节 某混凝土坝坝基扬压力异常测值分析

第五节 某闸坝坝基扬压力异常测值分析

第六章 大坝安全综合评价

第一节 大坝安全综合评价指标体系

第二节 大坝安全模糊综合评价方法

第三节 大坝安全突变理论综合评价方法

第四节 大坝安全可拓理论综合评价方法

第五节 基于集对分析的指标属性测度确定方法

第六节 评价指标的度量方法

第七节 大坝安全综合评价中的权重问题

第七章 大坝安全监测系统综合评价

第一节 监测系统综合评价的主要内容

第二节 大坝安全监测系统的现场测试

第三节 组合式水平位移监测系统的误差传递分析

第四节 白塞尔公式与变形监测中的误差估计

参考文献 2100433B

郝长江，1956年9月出生在湖北武汉，祖籍河北，大学本科学历，从事水利水电工程安全监测工作已30余年，具有较高的专业理论水平和丰富的实践经验。现为长江水利委员会长江勘测规划设计研究院安全监测专业学术带头人，也是国内该领域资深的水利水电工程安全监测专家。