水电站大坝运行安全关键技术

当前我国水电站大坝已进入建设与运行管理并重的时期，水电站大坝运行安全问题理应得到学界及全社会的广泛重视。本书以我国电力行业水电站大坝安全监察工作近40年实践经验为基础，以理念创新为先导、技术创新为主线，确保实用性、科学性、前瞻性有效结合。全书共分11章，对水电站大坝运行安全的发展背景、管理体系进行了概述；对水电站安全运行关键技术，包括水库调度及防汛管理、大坝安全监测、大坝安全检查检测、大坝实测运行性态、大坝维护和除险加固、大坝安全风险管理、大坝安全应急管理、大坝运行安全智能化等方面，进行了重点阐述；对部分水电站大坝运行典型事故案例进行了分析；对水电站大坝运行安全关键技术的发展成就进行了总结，对未来技术进步的趋势进行了展望。
本书可供从事各类大坝运行安全管理的科研、技术人员和相关专业的高等院校师生参考借鉴。

序
前言
第1章 综述 1
1.1 背景和意义 1
1.1.1 水电能源与大坝安全的重要性 1
1.1.2 水电站大坝运行安全关键技术研究的意义 2
1.2 我国水电发展情况 2
1.3 国内外大坝安全管理相关情况 3
1.4 我国水电站大坝概况 5
1.4.1 我国水电站大坝基本情况 5
1.4.2 我国水电站大坝安全管理面临的形势与问题 6
第2章 水电站大坝运行安全管理体系构建 8
2.1 我国大坝运行安全管理体系 8
2.1.1 我国大坝运行安全管理发展历程 8
2.1.2 我国大坝运行管理模式 9
2.2 水电站大坝运行安全管理法规标准体系 13
2.2.1 水电站大坝运行安全管理法规体系 13
2.2.2 水电站大坝运行安全管理标准规范体系 17
第3章 水库调度及防汛管理 22
3.1 水情测报及洪水预报 22
3.1.1 水情测报 22
3.1.2 洪水预报 38
3.1.3 水情测报及洪水预报面临的挑战 44
3.2 水库调度 44
3.2.1 概述 44
3.2.2 水库防洪调度 48
3.2.3 水库排沙调度 57
3.3 防汛管理 62
3.3.1 概述 62
3.3.2 防汛管理体制 64
3.3.3 防汛管理主要工作 66
3.4 抽水蓄能电站运行调度 72
3.4.1 概述 72
3.4.2 运行特点 74
3.4.3 发电调度 76
3.4.4 防洪调度 77
第4章 大坝安全检查检测 80
4.1 概述 80
4.2 巡视检查 80
4.2.1 日常巡查 80
4.2.2 特殊情况巡查 93
4.2.3 特殊情况检查典型示例 95
4.3 专项检查检测 120
4.3.1 专项检查检测项目及要求 120
4.3.2 裂缝检查检测 121
4.3.3 渗漏检查检测 123
4.3.4 水下检查 127
4.3.5 冲坑检查 130
4.3.6 坝体混凝土质量检测 132
4.3.7 金属结构质量检测 135
4.3.8 其他专项检查 138
4.3.9 专项检查检测报告编写要求 140
4.3.10 专项检查检测典型示例 141
4.4 年度详查 167
4.4.1 检查内容要求 167
4.4.2 年度详查报告编写要求 169
第5章 大坝安全监测 171
5.1 概述 171
5.2 仪器监测 171
5.2.1 监测项目和监测频次 171
5.2.2 变形监测 175
5.2.3 渗流监测 193
5.2.4 应力应变和温度监测 196
5.3 自动化监测 198
5.3.1 发展状况 198
5.3.2 系统组成 199
5.3.3 技术要求 200
5.3.4 信息管理系统 202
5.3.5 工程实例 202
5.4 监测资料整编分析 204
5.4.1 概述 204
5.4.2 监测资料整理 205
5.4.3 监测资料整编 214
5.4.4 监测资料分析 217
5.5 监测系统维护和管理 236
5.5.1 监测设施检查维护 236
5.5.2 观测规程的制（修）订 241
5.5.3 监测系统鉴定评价 243
5.5.4 监测仪器封存停测或报废 245
5.5.5 监测系统更新改造 245
5.6 监测新技术 247
5.6.1 北斗卫星导航系统 247
5.6.2 卫星遥感技术应用 249
5.6.3 大坝安全视频监控系统 254
第6章 大坝实测运行状态 263
6.1 重力坝实测运行性态 263
6.1.1 重力坝变形 263
6.1.2 重力坝渗流 284
6.1.3 重力坝应力 292
6.2 拱坝实测运行性态 305
6.2.1 拱坝变形 305
6.2.2 拱坝温度 330
6.2.3 拱坝应力 335
6.3 土石坝实测运行性态 341
6.3.1 土石坝变形 341
6.3.2 土石坝渗流 364
6.3.3 土石坝应力 374
第7章 大坝维护和除险加固 381
7.1 缺陷管理 381
7.1.1 缺陷分类 381
7.1.2 缺陷治理过程中的重要事项 387
7.2 大坝维护 387
7.2.1 混凝土坝维护 387
7.2.2 土石坝维护 388
7.2.3 闸门及启闭设备维护 390
7.2.4 工程边坡维护 392
7.2.5 地下洞室维护 392
7.2.6 安全监测设施维护 393
7.2.7 其他附属设备设施维护 393
7.2.8 常见缺陷处理 394
7.3 补强加固案例 399
7.3.1 坝顶高程不足 399
7.3.2 混凝土重力坝横缝渗漏 400
7.3.3 混凝土重力坝上游面裂缝 400
7.3.4 混凝土拱坝坝内裂缝 400
7.3.5 碾压混凝土重力坝上下游贯穿性裂缝 401
7.3.6 面板堆石坝渗漏 401
7.3.7 复合土工膜防渗缺陷 401
7.3.8 心墙防渗缺陷 402
7.3.9 泄水消能建筑物冲蚀 402
第8章 大坝安全风险管理 403
8.1 概述 403
8.1.1 大坝安全风险管理的基本概念 403
8.1.2 国外大坝安全风险管理模式 405
8.1.3 我国大坝风险研究进展 415
8.2 大坝安全风险评估方法 416
8.2.1 溃坝可能性分析方法 416
8.2.2 溃坝后果分析方法 418
8.2.3 大坝安全风险指数法 420
8.2.4 大坝安全风险评价 424
8.3 我国水电站大坝运行安全风险管理 425
8.3.1 风险综合评价方法 425
8.3.2 水电站大坝安全风险动态管控 427
8.3.3 水电站大坝安全风险动态管理系统 429
第9章 大坝运行安全应急管理 435
9.1 大坝运行安全突发事件 435
9.1.1 突发事件分类 435
9.1.2 突发事件影响分析 435
9.1.3 突发事件分级 447
9.1.4 突发事件预防 449
9.1.5 溃坝洪水分析 450
9.2 大坝应急准备 450
9.2.1 应急体系 450
9.2.2 应急能力建设评估 452
9.2.3 应急预案 452
9.2.4 应急保障 455
9.3 大坝应急响应 455
9.3.1 监测预警 456
9.3.2 响应分级 458
9.3.3 响应程序 458
9.3.4 应急处置 458
9.3.5 应急结束 460
9.4 恢复重建 460
9.5 瑞士大坝应急管理简介 461
9.6 我国水电站大坝应急管理现状与展望 463
9.6.1 大坝应急管理存在的问题 463
9.6.2 展望 466
第10章 大坝运行安全智能化管理 468
10.1 大坝运行安全信息化发展概述 468
10.2 大坝运行安全信息感知技术 470
10.2.1 信息感知简介 470
10.2.2 巡视检查 470
10.2.3 外部变形监测 471
10.2.4 内观传感器 472
10.2.5 自动化采集系统 472
10.2.6 物联网技术 473
10.3 大坝运行安全在线监控系统 473
10.3.1 系统简介 473
10.3.2 在线监测管理 473
10.3.3 在线快速结构计算 475
10.3.4 在线安全综合评判 479
10.3.5 在线系统建设 482
10.4 大坝运行安全管理平台 484
10.4.1 平台简介 484
10.4.2 平台架构 484
10.4.3 平台功能 485
10.4.4 平台建设成果 487
10.5 智慧大坝展望 490
10.5.1 智慧大坝概述 490
10.5.2 信息智能感知 490
10.5.3 数据智能分析 491
10.5.4 结构智能诊断 492
10.5.5 智能辅助决策 493
10.5.6 数字孪生 494
第11章 总结与展望 496
参考文献 498