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1、2015.04,水利工程管理技术,监测资料整理和整编工作内容,主 讲 人：胡昱玲 安徽水利水电职业技术学院,2015.04水利工程管理技术 监测资料整理和整编工作内,监测资料整理和整编工作内容,监测资料整理和整编工作内容,监测资料整理和整编工作内容,一、概述,对水工建筑物进行的各种项目观测，为水库大坝的运行工况提供了第一手资料。取得这些第一手资料以后，还必须加以去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里，进行科学的整理分析，才能作出正确的判断，获得规律性的认识，保证水库安全和合理运用，为设计、施工、管理和科学研究提供依据。我国很多水库，通过对观测资料的分析，了解水库各个建筑物的状态，掌握工程运用的
2、规律，确定维修措施，改善运行状况，从而保证了水库的安全和发挥效益，并且为提高科学技术水平，提供了宝贵的第一手资料。例如官厅水库土坝下游发生泉眼漏水，通过观测资料的分析，判断为左岸山头基岩发生绕坝渗流，经过多种措施进行处理，安全运用至今。对观测资料进行科学的整理分析，是观测工作必不可少的组成部分，对于管好用好水库、保证水库安全运用、充分发挥效益，以及提高科学技术水平，具有重要的意义。,监测资料整理和整编工作内容一、概述对水工建筑物进行的各种项目,监测资料整理和整编工作内容,观测取得的数据是客观实际的反映。但是，每个观测项目所布置的测点数量总是有限的，测次一般有一定的周期，与其相关的因素也是多元的
3、，而且实测数据不可避免地带有特定的误差。因此，必须通过科学的整理分析，才能掌握客观运动的规律性和与影响因素的相关关系，获得符合客观实际的理性认识。观测资料的整理分析，取决于现场观测所得数据的数量和质量，而又反过来推动和指导观测工作、水库运行更有成效地进行。监测资料整编与分析工作包括平时资料整理与定期资料编印和观测成果的分析。,监测资料整理和整编工作内容观测取得的数据是客观实际的反映。但,监测资料整理和整编工作内容,1.平时资料整理工作的主要内容1）及时检查各观测项目原始观测数据和巡视检查记录的正确性、准确性和完整性。如有漏测、误读（记）或异常，应及时补（复）测、确认或更正。2）及时进行各观测物
4、理量的计（换）算，填写数据记录表格（各记录表格式详见第二节）。3）随时点绘观测物理量过程线图，考察和判断测值的变化趋势。如有异常，应及时分析原因，并备忘文字说明，原因不详或影响工程安全时，应及时上报主管部门。4）随时整理巡视检查记录（含摄像资料），补充或修正有关监测系统及观测设施的变动或检验、校（引）测情况，以及各种考证图、表，确保资料的衔接与连续性。,监测资料整理和整编工作内容1.平时资料整理工作的主要内容,监测资料整理和整编工作内容,2.定期资料编印工作的主要内容1）汇集工程的基本概况（含各种运控指标）、监测系统布置和各项考证资料，以及各次巡检资料和有关报告、文件等。2）在平时资料整理基础
5、上，对整编时段内的各项观测物理量按时序进行列表统计和校对。此时如发现可疑数据，一般不宜删改，应加注说明，提醒读者注意。3）绘制能表示各观测物理量在时间和空间上的分布特征图，以及有关因素的相关关系图。4）分析各观测物理量的变化规律及其对工程安全的影响，并对影响工程安全的问题提出运行和处理意见。5）对上述资料进行全面复核、汇编，并附以整编说明后，刊印成册，建档保存。采用计算机数据库系统进行资料存储和整编者，整编软件应具有数据录入、修改、查询以及整编图、表的输出打印等功能，还应有电子文件备份。,监测资料整理和整编工作内容2.定期资料编印工作的主要内容,监测资料整理和整编工作内容,3.成果的分析观测成
6、果的分析是一项细致复杂而又十分重要的工作，要以认真的精神和科学的态度去进行。我国的水库建设是建国以后开始发展的，水库观测工作从无到有，但许多水库管理单位开展了大量的观测工作，观测成果的分析工作也取得了丰富的经验和显著的成绩。使用计算机，应用比较法，应用回归分析、谐量分析等数理统计方法，对观测成果进行定量分析。 4. 监测报告监测报告一般包括工程概况、巡视检查和仪器监测情况的说明、巡视检查资料和仪器监测资料的分析结果、大坝工作状态的评估及改进意见等。,监测资料整理和整编工作内容3.成果的分析,监测资料整理和整编工作内容,二、 土石坝安全监测资料的整编,（一）巡视检查巡视检查的各种记录、图件和报告
7、等均属大坝安全监测的重要史料，除将原件归档外，应将发现问题的资料整理复制载入相应时段的资料整编。每次整编，除对本时段内巡视检查发现的异常问题及其原因分析、处理措施和效果观察等作出完整编录外，必要时可简要引述前期巡视检查结果加以对比分析。（二）变形监测变形监测资料整编，一般应根据所设项目进行各观测物理量的列表统计。在列表统计的基础上，应尽量绘出能表示各观测物理量时间和空间分布特征的各种图件 （必要时可加绘相关物理量，如坝体填筑过程、蓄水过程等），一般如：1.坝面水平位移过程线图2.坝体横断面分层垂直位移分布图3.坝体表面垂直位移等值线图4.坝体横断面垂直位移及水平位移等值线图5.坝体裂缝平面分布
8、图,监测资料整理和整编工作内容二、 土石坝安全监测资料的整编（一,监测资料整理和整编工作内容,（三）渗流监测 一般应按坝体、坝基、绕渗等不同部位和类别分别填写测点渗流压力（水位）和渗流量监测成果统计表。并同时抄录相应的上、下游水位，必要时加注有关渗流异常现象的说明。如：1.上游（水库）、下游水位统计表2.渗流量监测成果统计表根据渗流压力（水位)统计表绘制各测点的渗流压力水位过程线图，图上应同时绘出上、下游水位过程线和坝区降水强度分布线根据过程线图确定迟后时间，消除迟后影响，用稳定流场的对应关系绘制以下图件：1.特定库水位下的渗流压力水位过程线。2.渗流压力、测压管水位与库水位相关关系图。3.坝
9、体横断面渗流压力分布图和坝体平面渗流压力分布图。4.根据过程线图确定并消除迟后影响后，用稳定渗流场的对应关系绘制以下图件：1）渗流量（降水量、库水位）过程线图。2) 特定库水位下的渗流量过程线图。3）渗流量与库水位（上、下游水位差）相关关系图。,监测资料整理和整编工作内容（三）渗流监测,监测资料整理和整编工作内容,三、安全监测资料的分析,（一）资料分析的目的和意义大坝安全监测是掌握坝体运行状态、保证大坝安全运用的重要措施，也是检验设计成果、检查施工质量和掌握大坝的各种物理量变化规律的有效手段。但是，原始的观测成果往往只展示了大坝的直观表象，要深刻地揭示规律和作出判断，从繁多的监测数据中找出关键
10、问题，还必须对观测数据进行检验、剖析、提炼和概括，这就是监测资料分析工作。其意义可从以下几方面来理解。1.监测数据本身，既隐含着大坝实际状态的信息，又带有观测误差及外界偶然因素随机作用所造成的干扰。必须经过辨析，识别干扰，才能显示出真实的信息。2.影响坝体状态的多种内外因素是交织在一起的，监测值是其综合效应。为了将影响因素加以分解，找出主要因素及各个影响因素的影响程度，也必须对测值作分解和剖析。3.只有将多种监测量的多个测点、多次测值放在一起综合考察，相互补充、印证，才能了解测值在空间分布上和时间发展上的联系，找出变化异常的部位和薄弱环节，了解其变化过程和发展趋势。,监测资料整理和整编工作内容
11、三、安全监测资料的分析（一）资料分,监测资料整理和整编工作内容,4.任何事物的发展都是遵循从量变到质变的过程。大量事实表明，大坝的破坏和失稳，事前总是有所预兆的，同样也是一个由量变到质变的过程。通过对监测数据的分析，就可以及时发现大坝发生破坏前的各种征兆和异常情况，从而采取有效的补救措施。5.通过数据分析可以对设计的正确性、经济性和措施的有效性进行验证，进而为提高或改进大坝设计提供依据。大坝的设计和计算，既要符合安全的原则，又要符合经济的原则。然而，由于我们对自然规律的认识有待深入，不可能对所有影响大坝的复杂因素都进行精确的计算，只能是作了许多假设和简化以后，才进行设计计算。6.为了对大坝各种
12、观测成果作出物理解释，预测未来测值变幅及可能的数值等，也离不开分析工作。因此，观测资料分析被视为实现大坝安全监测根本目的最重要的一个环节，其任务就在于通过具有一定精度的监测资料，认识大坝监测数值在空间分布和时间发展上的规律性，掌握它和各种内外因素的联系，从观测值的变化来考察和发现大坝结构的变化和异常现象，防止大坝结构向不安全方向发展。,监测资料整理和整编工作内容4.任何事物的发展都是遵循从量变到,监测资料整理和整编工作内容,（二）资料分析的主要方法资料分析的主要方法有比较法、作图法、特征值统计法、数学模型法和其他一些方法。下面作一简要介绍。1.比较法所谓比较法就是将不同测次的监测资料、巡视资料
13、及监测资料成果与技术警戒值、理论试验的成果作比较，判断测值有无异常，找出观测值的变化规律或发展趋势。比较多次巡查资料，定性考察大坝外观异常现象的部位、变化规律和发展趋势。比较同类效应量监测值的变化规律或发展趋势，是否具有一致性和合理性。3）将监测成果与理论计算或模型试验成果相比较，观察其规律和趋势是否有一致性、合理性。并与工程的某些技术警戒值 （大坝在一定工作条件下的变形量、抗滑稳定安全系数、渗透压力、渗漏量等方面的设计或试验允许值，或经历史资料分析得出的推荐监控值）相比较，以判断工程的工作状态是否异常。,监测资料整理和整编工作内容（二）资料分析的主要方法,监测资料整理和整编工作内容,2.作图
14、法根据分析的要求，画出监测资料的过程线图、相关图、分布图及综合过程线图 （如将上游库水位、某物理量和其警戒值，其他的效应量画在一张图上）等，由图可直接了解和分析测值的变化大小和其规律。1）以观测时间为横坐标，所考查的测值为纵坐标绘制的曲线叫过程线。它反映了测值随时间而变化的过程。由过程线可以看出测值变化有无周期性，最大值、最小值等，一年或多年变幅有多大，各时期变化梯度 （快慢）如何，有无反常的升降变化等。图上一般同时绘制相关因素如库水位、气温等的过程线，以了解测值和这些因素的变化是否相关，周期是否相同，滞后时间多长，两者变化幅度等。有时也可以同时绘制不同测点或不同项目的曲线，比较它们之间的联系
15、和差异。2）以横坐标表示测点位置，纵坐标表示测值所绘制的台阶图或曲线叫分布图。它反映了测值沿空间的分布情况。由图可看出测值分布有无规律，最大、最小值在什么位置，各点间特别是相邻点间的差异大小等。图上还可以绘出有关因素如坝高等的分布值。同一张图绘制出同一项目不同测次和不同项目同一测次的测值分布，以比较期间的联系及差异。,监测资料整理和整编工作内容2.作图法,监测资料整理和整编工作内容,3）以纵坐标表示测值，以横坐标表示有关因素（如水位、温度等）所绘制的散点加回归线的图叫相关图。它反映了测值和该因素的关系，如变化趋势、相关密切度等。3.特征值统计法这是对监测值（随机变量）进行统计、计算，得到一系列
16、有代表性的特征值，用以浓缩、简化一批测值中的信息，以便对大坝性态的变化更加清晰、简单地了解、掌握和发现其有无异常。现其有无异常。特征值主要包括各监测物理量历年的最大和最小值（含出现时间）、变幅、周期、年（月）平均值及变化率等。通过对这些特征值的统计和分析，可帮助考察各监测量之间在数量变化方面是否具有一致性、合理性，以及它们的重现性和稳定性等。,监测资料整理和整编工作内容3）以纵坐标表示测值，以横坐标表示,监测资料整理和整编工作内容,4.数学模型法该法就是利用回归分析、经验或数学力学原理，建立原因量（如库水位、气温等）与效应量（如位移、扬压力等）之间定量关系的方法。这种关系往往是具有统计性的，需
17、要较长序列的观测数据。当能够在理论分析基础上来寻求两者确定性的关系，称为确定性模型；当根据经验，通过统计相关的方法来寻求其联系，称为统计模型；当具有上述两者的特点而得到的联系，称为混合模型。近年来，资料分析技术得到了较快发展，许多新技术、新方法在大坝监测资料分析领域得到了广为应用，如时间序列分析、灰色模型分析、模糊聚类分析、神经网络分析、决策分析以及专家系统技术等。,监测资料整理和整编工作内容4.数学模型法,主持单位: 安徽水利水电职业技术学院 山东水利职业学院,参建单位: 黄河水利职业技术学院 重庆水利电力职业技术学院 福建水利电力职业技术学院,主持单位: 安徽水利水电职业技术学院参建单位: 黄河,
