眾所周知，大壩是一種特殊建筑物，其特殊性主要表現在如下3個方面：①投資及效益的巨大和失事后造成災難的嚴重性；②結構、邊界條件及運行環(huán)境的復雜性；③設計、施工、運行維護的經驗性、不確定性和涉及內容的廣泛性。以上特殊性說明了要準確了解大壩工作性態(tài)，只能通過大壩安全監(jiān)測來實現，同時也說明了大壩安全監(jiān)測的重要性。事實上，大壩安全監(jiān)測已受到人們的廣泛重視，我國已先后頒布了差阻式儀器標準及監(jiān)測儀器系列型譜、《水電站大壩安全檢查實施細則》、《混凝大壩安全監(jiān)測技術規(guī)范》、《水庫大壩安全管理條例》、《土石壩安全監(jiān)測技術規(guī)范》等，同時，國際大壩會議也多次討論過大壩安全問題［1］。
大壩安全監(jiān)測是人們了解大壩運行性態(tài)和安全狀況的有效手段。隨著科學技術的發(fā)展、管理水平的提高及人們觀念的轉變，大壩安全監(jiān)測的內涵也進一步加深。為此，筆者從分析影響大壩安全的因素入手，對大壩安全監(jiān)測的若干問題進行探討。
1影響大壩安全的因素影響大壩安全的因素很多，據國際大壩會議“關于水壩和水庫惡化”小組委員會記錄的1 100座大壩失事實例，從1950年至1975年大壩失事的概率和成因分析中得出大壩失事的頻率和成因分別為：30%是由于設計洪水位偏低和泄洪設備失靈引起洪水漫頂而失事；27%是由于地質條件復雜，基礎失穩(wěn)和意外結構事故；20%是由于地下滲漏引起揚壓力過高、滲流量增大、滲透坡降過大引起；11%是由于大壩老化、建筑材料變質（開裂、侵蝕和風化）以及施工質量等原因；12%是不同的特有原因所致。
通過上面的數值可以作如下分析：大壩失事的原因很多、涉及范圍也很廣，但大致可以分成3類。第一類是由設計、施工和自然因素引起，它沒有一個從量變到質變的過程，而是一旦大壩建成就已確定了的，如設計洪水位偏低、混凝土標號過低、未考慮地震荷載等；第二類是在運行、管理過程中逐步形成的，有一個從量變到質變的發(fā)展過程，如沖刷、浸蝕、混凝土的老化、金屬結構的銹蝕等；第三類是上述兩種混合情況，即設計、施工中的不完善在運行中得不到改正，或者說隨著時間的推移和運行管理的不力使設計、施工中的隱患發(fā)展為破壞。就目前而言，大壩安全監(jiān)測主要是針對后兩種情況。下面將從設計、施工、運行維護3個階段來討論，著重強調目前大壩安全監(jiān)測容易忽視的一些方面。
1.1設計階段眾所周知，在設計階段，壩址的確定決定了地形、地質、地震發(fā)生頻率及水文條件等；樞紐的總體布置、壩型及結構、材料選擇和分區(qū)、水文資料的收集及洪水演算、地質勘探等都將影響大壩的安全。1980年6月19日，烏江渡水庫泄洪水霧引起開關站出線相間短路跳閘、引出線燒斷、工地停電，類似情況1980年6月23日在黃龍灘、1986年9月3日在白山等也曾發(fā)生。以上事故的發(fā)生引起工地停電和泄洪閘門不能開啟的嚴重后果，均是由于整體布置不合理，對泄洪水霧飄移危害認識不夠所致?？κ惨患壌髩挝挥诟叩卣鹆叶葏^(qū)，粘土斜墻壩的抗震性能差，而設計又將防滲膜放在斜墻下游側，形成潛在的最薄弱滑裂面，因而在1985年大地震時，迎水面滑落庫中，其原因是壩體結構設計不合理。綜上所述，大壩的許多安全隱患是由設計階段留下的，特別是水文計算及地質勘探和處理兩個方面，如紀村壩基紅層問題，前期勘探工作不夠是重要原因之一［2］。
1.2施工階段施工階段能否貫徹設計意圖、確保施工質量，特別是有效解決施工中發(fā)現的新問題是確保大壩安全的關鍵因素之一，如混凝土壩的溫控措施、土石壩的碾壓及防滲排水結構的施工、有關泄洪建筑物的機電安裝等都將直接影響大壩的安全?？κ惨患壌髩卧?982年施工中，其壩體及防滲墻都未進行碾壓，致使密實度降低，在強震時容易液化和沉陷，這也是1985年地震時引起大壩整體破壞原因之一。運行管理運行管理涉及水庫調度、大壩及附屬機電設施檢查、監(jiān)測手段及資料分析方法、大壩安全狀況評價等，其中每一環(huán)節(jié)都事關大壩的安全……佛子嶺大壩1969年發(fā)生的漫頂事故，其重要原因就是因為盲目追求灌溉效益，汛期不適當地抬高運行水位所致；陳村大壩出現的105 m高程水平裂縫與大壩長期遭遇高溫低水位運行工況有關［3］；佛子嶺、磨子潭和溝后水庫等在泄洪閘門開啟的關鍵時刻都出現了電源中斷這一嚴重問題，說明了備用電源及汛前檢查有關泄洪設備（施）的重要性，更不用說對大壩進行全面的巡視檢查、儀器監(jiān)測和及時的資料分析了。這里還要強調的一點就是聯(lián)合調度問題，在梯級水庫調度中這一點顯得特別重要，如石漫灘水庫潰壩與上游的元門水庫潰壩是密不可分的。
2大壩安全監(jiān)測的目的和意義眾所周知，大壩安全監(jiān)測有校核設計、改進施工和評價大壩安全狀況的作用，且重在評價大壩安全。筆者認為，大壩安全監(jiān)測的淺層意義是為了人們準確掌握大壩性態(tài)；深層意義則是為了更好地發(fā)揮工程效益、節(jié)約工程投資。大壩安全監(jiān)測不僅是為了被監(jiān)測壩的安全評估，還要有利于其他大壩包括待建壩的安全評估。
3大壩安全監(jiān)測的新內涵通過以上分析可知，影響大壩安全的因素很多（壩址選擇、樞紐布置、壩體結構、材料特性、水庫調度等）、時間跨度大（從設計施工到運行管理）；大壩安全監(jiān)測的目的是為了在確保工程安全的前提下，更好地發(fā)揮工程效益。隨著科技的發(fā)展、人們觀念的變化，實現大壩安全監(jiān)測的手段和目的都有了一定程度的變化，筆者認為可從如下幾方面進行理解。
3.1監(jiān)測范圍和內容規(guī)范［4］［5］規(guī)定“大壩安全監(jiān)測范圍，包括壩體、壩基、壩肩，以及對大壩安全有重大影響的近壩區(qū)岸坡和其它與大壩安全有直接關系的建筑物和設備”。眾所周知，瓦依昂（Vajont）拱壩就是由于庫區(qū)發(fā)生大滑坡引起了潰壩；1961年3月6日，我國柘溪水電廠首次蓄水時，在大壩上游右岸1.55 km處也曾發(fā)生大滑坡；佐齊爾拱壩1978年12月份發(fā)現拱冠向上游移動的原因就是因為離壩1.5 km的地方在比壩低320 m處開挖了一條排放地下水的隧洞所致。可見，關系大壩安全的因素存在的范圍大，包括的內容多，如泄洪設備及電源的可靠性、梯級水庫的運行及大壩安全狀況、下游沖刷及上游淤積、周邊范圍內大的施工特別是地下施工爆破等。
大壩安全監(jiān)測的范圍應根據壩址、樞紐布置、壩高、庫容、投資及失事后果等進行確定，根據具體情況由壩體、壩基推廣到庫區(qū)及梯級水庫大壩，大壩安全監(jiān)測的時間應從設計時開始直至運行管理，大壩安全監(jiān)測的內容不僅是壩體結構及地質狀況，還應包括輔助機電設備及泄洪消能建筑物等。
大壩安全監(jiān)測是人們了解大壩運行性態(tài)和安全狀況的有效手段。隨著科學技術的發(fā)展、管理水平的提高及人們觀念的轉變，大壩安全監(jiān)測的內涵也進一步加深。為此，筆者從分析影響大壩安全的因素入手，對大壩安全監(jiān)測的若干問題進行探討。
1影響大壩安全的因素影響大壩安全的因素很多，據國際大壩會議“關于水壩和水庫惡化”小組委員會記錄的1 100座大壩失事實例，從1950年至1975年大壩失事的概率和成因分析中得出大壩失事的頻率和成因分別為：30%是由于設計洪水位偏低和泄洪設備失靈引起洪水漫頂而失事；27%是由于地質條件復雜，基礎失穩(wěn)和意外結構事故；20%是由于地下滲漏引起揚壓力過高、滲流量增大、滲透坡降過大引起；11%是由于大壩老化、建筑材料變質（開裂、侵蝕和風化）以及施工質量等原因；12%是不同的特有原因所致。
通過上面的數值可以作如下分析：大壩失事的原因很多、涉及范圍也很廣，但大致可以分成3類。第一類是由設計、施工和自然因素引起，它沒有一個從量變到質變的過程，而是一旦大壩建成就已確定了的，如設計洪水位偏低、混凝土標號過低、未考慮地震荷載等；第二類是在運行、管理過程中逐步形成的，有一個從量變到質變的發(fā)展過程，如沖刷、浸蝕、混凝土的老化、金屬結構的銹蝕等；第三類是上述兩種混合情況，即設計、施工中的不完善在運行中得不到改正，或者說隨著時間的推移和運行管理的不力使設計、施工中的隱患發(fā)展為破壞。就目前而言，大壩安全監(jiān)測主要是針對后兩種情況。下面將從設計、施工、運行維護3個階段來討論，著重強調目前大壩安全監(jiān)測容易忽視的一些方面。
1.1設計階段眾所周知，在設計階段，壩址的確定決定了地形、地質、地震發(fā)生頻率及水文條件等；樞紐的總體布置、壩型及結構、材料選擇和分區(qū)、水文資料的收集及洪水演算、地質勘探等都將影響大壩的安全。1980年6月19日，烏江渡水庫泄洪水霧引起開關站出線相間短路跳閘、引出線燒斷、工地停電，類似情況1980年6月23日在黃龍灘、1986年9月3日在白山等也曾發(fā)生。以上事故的發(fā)生引起工地停電和泄洪閘門不能開啟的嚴重后果，均是由于整體布置不合理，對泄洪水霧飄移危害認識不夠所致?？κ惨患壌髩挝挥诟叩卣鹆叶葏^(qū)，粘土斜墻壩的抗震性能差，而設計又將防滲膜放在斜墻下游側，形成潛在的最薄弱滑裂面，因而在1985年大地震時，迎水面滑落庫中，其原因是壩體結構設計不合理。綜上所述，大壩的許多安全隱患是由設計階段留下的，特別是水文計算及地質勘探和處理兩個方面，如紀村壩基紅層問題，前期勘探工作不夠是重要原因之一［2］。
1.2施工階段施工階段能否貫徹設計意圖、確保施工質量，特別是有效解決施工中發(fā)現的新問題是確保大壩安全的關鍵因素之一，如混凝土壩的溫控措施、土石壩的碾壓及防滲排水結構的施工、有關泄洪建筑物的機電安裝等都將直接影響大壩的安全?？κ惨患壌髩卧?982年施工中，其壩體及防滲墻都未進行碾壓，致使密實度降低，在強震時容易液化和沉陷，這也是1985年地震時引起大壩整體破壞原因之一。運行管理運行管理涉及水庫調度、大壩及附屬機電設施檢查、監(jiān)測手段及資料分析方法、大壩安全狀況評價等，其中每一環(huán)節(jié)都事關大壩的安全……佛子嶺大壩1969年發(fā)生的漫頂事故，其重要原因就是因為盲目追求灌溉效益，汛期不適當地抬高運行水位所致；陳村大壩出現的105 m高程水平裂縫與大壩長期遭遇高溫低水位運行工況有關［3］；佛子嶺、磨子潭和溝后水庫等在泄洪閘門開啟的關鍵時刻都出現了電源中斷這一嚴重問題，說明了備用電源及汛前檢查有關泄洪設備（施）的重要性，更不用說對大壩進行全面的巡視檢查、儀器監(jiān)測和及時的資料分析了。這里還要強調的一點就是聯(lián)合調度問題，在梯級水庫調度中這一點顯得特別重要，如石漫灘水庫潰壩與上游的元門水庫潰壩是密不可分的。
2大壩安全監(jiān)測的目的和意義眾所周知，大壩安全監(jiān)測有校核設計、改進施工和評價大壩安全狀況的作用，且重在評價大壩安全。筆者認為，大壩安全監(jiān)測的淺層意義是為了人們準確掌握大壩性態(tài)；深層意義則是為了更好地發(fā)揮工程效益、節(jié)約工程投資。大壩安全監(jiān)測不僅是為了被監(jiān)測壩的安全評估，還要有利于其他大壩包括待建壩的安全評估。
3大壩安全監(jiān)測的新內涵通過以上分析可知，影響大壩安全的因素很多（壩址選擇、樞紐布置、壩體結構、材料特性、水庫調度等）、時間跨度大（從設計施工到運行管理）；大壩安全監(jiān)測的目的是為了在確保工程安全的前提下，更好地發(fā)揮工程效益。隨著科技的發(fā)展、人們觀念的變化，實現大壩安全監(jiān)測的手段和目的都有了一定程度的變化，筆者認為可從如下幾方面進行理解。
3.1監(jiān)測范圍和內容規(guī)范［4］［5］規(guī)定“大壩安全監(jiān)測范圍，包括壩體、壩基、壩肩，以及對大壩安全有重大影響的近壩區(qū)岸坡和其它與大壩安全有直接關系的建筑物和設備”。眾所周知，瓦依昂（Vajont）拱壩就是由于庫區(qū)發(fā)生大滑坡引起了潰壩；1961年3月6日，我國柘溪水電廠首次蓄水時，在大壩上游右岸1.55 km處也曾發(fā)生大滑坡；佐齊爾拱壩1978年12月份發(fā)現拱冠向上游移動的原因就是因為離壩1.5 km的地方在比壩低320 m處開挖了一條排放地下水的隧洞所致。可見，關系大壩安全的因素存在的范圍大，包括的內容多，如泄洪設備及電源的可靠性、梯級水庫的運行及大壩安全狀況、下游沖刷及上游淤積、周邊范圍內大的施工特別是地下施工爆破等。
大壩安全監(jiān)測的范圍應根據壩址、樞紐布置、壩高、庫容、投資及失事后果等進行確定，根據具體情況由壩體、壩基推廣到庫區(qū)及梯級水庫大壩，大壩安全監(jiān)測的時間應從設計時開始直至運行管理，大壩安全監(jiān)測的內容不僅是壩體結構及地質狀況，還應包括輔助機電設備及泄洪消能建筑物等。