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DL／T 5772-2018 水电水利工程水力学安全监测规程

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底流速仪探头应设计加工成流线型，确保其不成为空化源， 并标定其流速系数。底流速仪的高度不宜超过 20cm。

消能形式主要包括挑流、底流、面流和厚流等消能工GB／T 38202-2019 全焊接球阀的安装使用维护方法，一般 根据地形与地质条件、泄流条件、运行方式、下游水深及河床抗 冲能力、下流水流衔接、泄洪雾化及其对其他建筑物的影响等综 合因素，通过技术经济比较选定。自前，国内大、中型工程多采 用挑流消能或底流消能，采用面流、流消能工较少。消能设施 的良好运行，是枢纽安全运行的关键性因素之一。 选定的消能形式，应在宣泄消能防冲设计洪水及以下各级洪 水，尤其是常遇洪水，消能效果良好，结构可靠，防空蚀、抗磨 损和抗冰害。

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（1）挑流消能： 挑流消能适用于岩石地基的高中水头枢纽。挑流消能是一种 既安全文经济的消能措施，它借助挑坎使高速水流形成挑流水舌 水舌沿着近似抛物线的轨迹在空中扩散后进入下游水垫而消能。 在射流过程中，通过吸附和掺混空气来耗散部分能量，然后将水 流抛射到远离挑坎的下游水垫，通过水垫内的水流紊动剪切和对 河床的冲刷而完成消能的过程。因为坚硬岩石具有较强的抗冲性 能，所以对高水头枢纽采用挑流消能较为适宜。 挑流消能设施的平面形式可采用等宽式、扩散式和收缩式。 挑坎多采用等宽莲续挑坎、差动挑坎、高低坎、窄缝挑坎和异型 挑坎等。工程设计通常根据地形地质条件、枢纽布置及消能防冲 的要求选定。对高中水头、大泄量、狭窄河谷和地质条件差的工 程，多米用窄缝挑坎。 连续挑坎是指挑坎为连续实体。其特点是挑流水舌横向展开 进入水垫的水舌呈“一”字形。因其结构简单、运用安全可靠， 为国内外广泛采用。在相同水力学条件下，连续挑坎的挑距比差 动挑坎远，且挑坎形状平滑简单，不易空蚀。它的不足之处是水 活比较集中，消能率较低，对河床和岸坡的冲刷较剧烈。 差动挑坎即挑坎的齿台（高坎）与沟槽（低坎）具有不同的 反弧半径与挑射角，可把水流“撤开”，在垂直方向能有较大的折 散，水舌厚度大大增加，有利于减弱水流对河床的冲刷。 高低坎是相对多个孔口而言，不同孔口挑坎采用不司高程， 其自的是将各孔水舌纵向拉开，可根据需要分散入水落点，避免 各股水舌集中入水，从而起到减轻冲刷和充分消能的目的。 窄缝挑坎的特点是挑坎出口的宽度大大小于泄槽的宽度，它 可以将挑流水舌纵向拉开，进入水垫的水古呈“1”字形。由于水 舌在空中的掺气扩散增强，进入水垫后前后左右扩散，呈三维 动扩散流态，因此其消能率较连续挑坎高，可大大减小河床冲刷 的深度和宽度，且冲刷坑沿河道纵向均匀分布，适用干河谷狭窄、

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岸坡稳定性较差的高坝、大流量枢纽。 为了使下泄水流符合下游河势，纵向拉开，使水舌落入指定 范围，实际工程中还广泛采用了斜切挑坎、扭曲挑坎等异型挑坎， 控制挑射水流的方向和落点，取得了较好效果，采用异型挑坎的 工程有石头河、碧口、鲁布革、安康和李家峡等。 （2）底流消能： 底流消能即水跃消能，它是泄水建筑物一种常用的消能方式， 当急流进入消力池后，受尾水顶托，使流态突然改变而形成水跃， 通过水跃内部的强烈紊动、剪切和掺混作用，使部分动能转换为 热能和位能，从而达到消能的目的。跃后水流为缓流，其冲刷能 力一般较小，故底流消能方式适应各类地质条件，特别是在软弱 基岩上，采用底流消能更为合适。底流消能设施包括常规消力 他以及各种辅助消能工。消力池的剖面形式包括平底式、斜坡式 及多级消力池：其平面形式多为矩形，此外还有扩散型或复式消 力池。 由于底流消能尾水波动小、尾水流速分布比较均匀，因此设 有通航建筑物和其他对流态有严格要求的枢纽多采用底流消能。 有过漂浮物和排凌要求的枢纽，易造成消力池的破坏，不宜采 用底流消能方式。 在水头较高时，消力池内的辅助消能工可能存在高速水流空 蚀问题，当收缩断面平均流速大于15m/s～18m/s时，应加强观测。

下游河床局部冲刷情况是衡量消能工布置是否合理与消能效 果是否充分的重要指标，也直接关系到大坝或挑流鼻坎的自身安 全。对于下游河道采用“不护底”的挑流消能工程，如重力坝坝 身泄洪孔口、岸边溢洪道与泄洪洞等，一般都进行下游冲刷观测。 对于重要的底流消能工程，可以对消力池尾坎下游、海漫保护段 及其下游河床的冲刷情况进行观测，以便了解其运行状态。为便

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于分析比较冲刷效果，一般在泄洪前对下游河床进行地形测量。 下游冲刷的强度主要取决于泄洪参数指标，一般而言，宣泄 较大洪水时下游冲刷也会较大，因此宜在宣泄较大洪水后进行冲 坑地形测量。 局部冲刷监测要求准确测定冲坑位置、深度、形态及范围。 水下部分测点和断面的间距宜为3m10m，在地形陡变部位应适 当加密。最终成果应能提出冲刷坑地形等高线及有关分析意见。 下游冲刷情况常采用水下测量方法获得。当采用抽干检查法 时，还应对冲刷岩石的节理裂隙、断层等情况进行描述记录。

振动测点布置应考虑便于与相关的试验和分析结果进行比 较。振动测试仪器设备应满足下列要求： （1）振动测试系统宜由信号采集分析系统、信号放大器和传 感器组成。 （2）信号放大器包括各种前置放大器、主放大器和滤波器 等。信号放大器测量频率范围应覆盖被测信号的有用频率范围， 动态范围应能够适应信号的变化范围。信号放大器还要求具有低 通、高通和带通滤波功能，以滤除超低频信号以及高频噪声等。 （3）各振动量（位移、速度、加速度等）宜分别采用相应的 传感器测量，否则应消除可能引起的误差。具体分述如下： 1）加速度计。水工结构振动测量常用低频压电式传感器。对 于有超低频信号测试要求（低于0.5Hz）的管道系统，也可采用 电容式加速度计。 2）速度传感器。速度传感器是用于直接测量速度的传感器。 3）位移传感器。观测振动位移的传感器有涡流探头（或接近 探头）、线性变量微分变送器（LVDT）、拉线式电位计等，都用于 检测相对于固定点的绝对位移。 4）专用传感器。对特定振动量的测量，可采用专用测试仪器

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（如激光振动测量仪等）。 5）应变片。对于需要进行应力评定的水工结构，如闸门、管 道等，可以采用应变片进行测量。 6）力传感器。主要用于结构动力特性测量激振力，“一般采用 压电式力传感器。

3.10通气风速与通气量

3.10.1通气量直接反映通气效果和掺气设施体型布置的合理性， 是水力学安全监测的重要项目之一。过水建筑物通气管道的断面 一般较大，观测中通气管道的通气量需要通过测量断面的风速， 确定其断面风速分布和断面平均风速进行计算。 3.10.3通气风速的测量断面应选择气流稳定、风速分布比较均匀 的真管段。在进口后直管道长度足够的情况下，观测断面应距离 进口10倍管径以上。某些工程通气管道的直管段长度不足，或者 受现场条件限制无法达到上述要求时，可以根据实际情况调整风 速测量断面的位置。

3.11 水流掺气浓度

3.11.1近壁水流掺气浓度是判断掺气减蚀设施有效性与体型布 置合理性的一个直接依据和重要指标。设置掺气设施是为了将空 气导入水中，通过改变水的物理性质，防止空化的发展，并削弱 空泡崩溃产生的冲击力，从而达到减蚀的目的。减蚀效果与掺气 浓度，尤其是近壁掺气浓度密切相关。 3.11.3目前国内外大多数工程监测多采用电阻法量测水流掺气 浓度。根据麦克斯韦（MaxWell）理论，水流掺气浓度C（特指体 积浓度）可用置于水流中的传感器电极间的电阻来表示。 电阻式掺气浓度传感器主要由电极和支撑板组成，电极导线 与掺气浓度仪相接，水流掺气浓度可由二次仪表直接显示。 掺气浓度传感器一般由承担单位自行研制，设计制作时应当

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注意：①电极及其支撑面应当有足够的刚度和平整度，以保持其 司的恒定距离并避免水流脱壁；②电极导电性须稳定，极间绝缘 性能好，一般采用不锈钢材料做电极，用有机玻璃做支撑面。 掺气浓度传感器的清水电阻是量测水流掺气浓度的参照基准 量，清水电阻准确与否直接影响掺气浓度的测量结果。掺气浓度 传感器的清水电阻值不仅与感应电极的材料、儿何特征有关，而 且因水质、水温不同而异。为了避免泄水过程中水质、水温变化 产生测量误差，要求在观测前和观测结束时分别标定清水电阻， 在条件充许的情况下随时监测泄水过程中的清水电阻。如果清水 电阻发生变化，在资料整理过程中根据实际量测的清水电阻对观 测结果进行修正。 间龄莲接星线长底大

3.11.4电阻式掺气浓度测量仪与传感器之间的

于50m时，由于导线的影响将会改变原有的感应电阻与掺气浓度 的线性关系，使得掺气浓度测量值偏离实际值，其偏离程度与导 线长度及线间绝缘度有关。这种偏离现象可以通过现场长线标定 予以消除。

3.12.1过水建筑物中一且发生空化水流就可能引起空蚀破坏，空 独破坏不仅妨碍过水建筑物正常运行，发展严重时可能危及工程 安全。掌握过水建筑物在各种运行条件下的水流空化状态对指导 工程合理调度运行具有重要指导作用，也是评估过水建筑物安全 的重要依据。水流空化特性因流道体型、水力要素及水质的不同 而异，空蚀还涉及材料的抗空蚀性能，由于缩尺效应和施工质量 的影响，过水建筑物的水流空化状态不能完全通过模型试验准确 预测，需要进行原型观测确定

3.12.2水流空化噪声具有幅值高、频域宽的特性，通过监

噪声信号判断水流空化特性已在三峡、葛洲坝、五强溪、小浪底、 二滩及紫坪铺等工程的原型观测中多次应用。实践表明，通过监

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测水下噪声信号来判断水流空化是比较可靠的方法。由于空泡崩 溃的脉冲性和随机性，水流空化噪声具有一般水下噪声不具备的 高频宽带特性。通过水下噪声特性分析，可以判断是否出现空化、 空化源的位置、空化类型及空化强度。对空泡崩溃区动水压强的 测量分析可作为水流空化的辅助判据。 3.12.3水听器是通过水下噪声获取空化信息常用的一次仪表，它 是一种利用压电效应制作的声电换能器。原型观测时的信号传输 电缆较长，干扰噪声强，应采用带前置放大器的水听器，可增大 信噪比，提高观测结果的可靠性

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蚀损传感器垂直安装在混凝土中，传感器顶面与混凝土表面 齐平。初始状态时，各引线之间均处于连通状态。当混凝土表面 受到蚀损破坏时，相应地，传感器也开始从顶部受到蚀损破坏。 随着破坏的深入发展，相应深度的引线与基准导线出现断开状态。 通过测量引线与基准导线是否处于连通状态，就可以分级判断混 凝土蚀损深度。 判断过流面是否发生蚀损破坏，也可以采用涂层法。过流前， 通过分析在有可能发生蚀损的部位涂有一定黏合度的涂料，可沿 水流方向涂抹一定的范围。涂抹前清除表面尘土，必要时可打磨， 保持于燥，以保证涂料具有足够的黏结性，同时做好试验部位的 桩号和高程位置的记录，便于试验后的对照检查，

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3.14.5为获得高质量的泄洪雾化全景图片和影像资料，必要且条 件具备时，也可采用无人机航拍技术。 3.14.6常规人工雨量器、翻斗式雨量传感器、自记雨量计等监测 仪器为气象水利部门定型产品，承雨口标准口径为200mm，最大 量程为240mm/h，可用于一般雾化降雨区域测量。对于局部核心 雾化降雨区域，最大降雨强度为定型仪器量程的几十倍，甚至可 达10000mm/h。目前市面上定型产品远远不能满足量程要求，必 须采用特制超强雨量传感器。超强雨量传感器通常将上部承雨口 面积缩小，通过调整承雨口面积与储水容器水平面积的比值，达 到测量超强降雨的自的；亦可将上部承雨口口径保持不变，下部 加设分流装置，通过其分流比例以测量超强降雨；也可采用其他 可行的增大量程的手段。使用前均应进行率定。对于雨量微小的 区域，可采用滴谱法测量，

船舶系缆力是指在水流和风、浪等作用下，停靠的船舶对系 船设施上缆绳产生的拉伸力。系缆力是评价船舶停泊条件的一项 重要技术指标

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4监测仪器及其理设安装

监测仪器的档案资料应要善保管，一般包括生产厂家、规格 型号、附件名称及数量、合格证书、使用说明书、出厂率定资料、 购置日期、分类编号以及使用记录等。 监测仪器的理设和安装应及时，并按设计要求精心施工。理 设完工后，应做好仪器的保护，记录监测仪器底座理设部位（如 逛号、高程），绘制测点理设和电缆牵引敷设峻工图，并存档备查。 各类监测仪器、电缆的性能和质量应满足监测要求。在仪器理设 前，应进行仪器的标定和莲接电缆的电气检查、编号、标识。理 设后及时将连接电缆引入监测站，妥善保护，并同时确认电缆与 相应测点编号无误。仪器安装宜在拆模和混凝土面不平整度处理 完后进行，以免损坏：传感器与底座应可靠连接，且具可更换性； 所装仪器须与底座过流面保持齐平，满足过流面对平整度的要求。 监测仪器的维护管理宜由安装单位负责，建设（管理）单位 应予以配合。安装单位应制定监测仪器设备的维护管理制度，指 派专人负责监测仪器设备管理。管理人员应按要求进行监测仪器 设备的检查维护和信号检测，保证监测仪器过水运行时正常工作 与安全。 观测前应对影响仪器测量的堵塞物或表面覆盖物等进行处理： （1）测压管发生淤积堵塞时进行掏淤疏通处理。 （2）压力传感器引水孔发生泥沙、施工浆体等淤积堵塞时： 可以采用压力水或高压气体进行冲击清洗。 （3）风速毕托管及连接管发生积水或其他堵塞时应予以清理。

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（4）压力、流速、掺气、水下噪声等各种观测仪器底座表面 固结覆盖物或堆积体均应清理。 （5）量水堰堰板及上下游引渠内应及时清除水草等杂物

4.2.1仪器底座是预先理入结构体内供安装观测仪器（传感器） 和储存电缆出线的专用装置，是水力学安全监测仪器的载体，直 接理设在建筑物过流壁面上。底座一般由顶盖板、连接环、套筒、 底盖板和出线管（孔）等组成，具有一定的刚性和足够的接强 度，同时满足通用连接部件之间的可互换性。底座内各部件之间 的缝隙应采取一定的密封措施，以避免混凝土砂浆或泥浆等杂物 浸入。 4.2.2通用底座应具备足够的刚性、强度，并满足底座自身及其 与所配装仪器、依附主体结构的通配性。底座的儿何尺寸和质量 选取应合适，以便于现场搬运、安装和焊接固定。当结构钢筋的

底盖板和出线管（孔）等组成，具有一定的刚性和足够的连接强 度，同时满足通用连接部件之间的可互换性。底座内各部件之间 的缝隙应采取一定的密封措施，以避免混凝土砂浆或泥浆等杂物 浸入。 4.2.2通用底座应具备足够的刚性、强度，并满足底座自身及其 与所配装仪器、依附主体结构的通配性。底座的儿何尺寸和质量 选取应合适，以便于现场搬运、安装和焊接固定。当结构钢筋的 没计间距为200mm时，底座套筒的外径以不大于160mm为宜， 以免现场安装切割结构钢筋而带来不便。 4.2.3仪器底座宜与主体施工同期安装，安装前应按照要求进行 预处理，包括底座内部清理、螺孔及缝隙涂抹黄油、成套组装等 按照设定的测点位置，在现场放样、焊接固定之后进行桩号复测 与记录。

4.2.2通用底座应具备足够的刚性、强度，并满足底座自身及其

4.2.2通用底座应具备足够的刚性、强度，并满足底座

与所配装仪器、依附主体结构的通配性。底座的几何尺寸和质量 选取应合适，以便于现场搬运、安装和焊接固定。当结构钢筋的 设计间距为200mm时，底座套筒的外径以不大于160mm为宜 以免现场安装切割结构钢筋而带来不便，

4.2.3仪器底座宜与主体施工同期安装，安装前应按照要求进行 预处理，包括底座内部清理、螺孔及缝隙涂抹黄油、成套组装等。 按照设定的测点位置，在现场放样、焊接固定之后进行桩号复测 与记录。

4.3.1观测电缆是连接测点仪器（一次仪表）与观测站仪器（二 次仪表）的重要通道，直接关系到相关测量信息的正常传输，是 保证监测数据的有效性与可靠性的基本环节要素之一。水力学安 全监测不仅要经历较长的施工期，还要经历较长的运行期，加之 现场施工条件复杂、交叉干扰多，从而对仪器电缆提出了较高要 求。应根据仪器类型、使用条件和环境对观测电缆的组配选型

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4.4.4测压管测头表面应与过流壁面齐平，测点周边应光滑平整。 测压孔的直径根据实际情况确定，既要防止泥沙颗粒进入，也要 防止孔过大时引起水流漩涡而使测值失真。平时不测且条件具备 时，可用薄金属板将测头盖紧。

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观测站选址应考虑临近仪器测点和交通便利等条件。一般选 择交通廊道、启闭机房、电站副厂房的角隅，以及岸边、尾水平 台、公路或马道旁，安全和相对集中是观测站的选址原则。 观测房可选择砖混结构或以保温材料搭建，自身要有足够的 结构强度和一定的抗震性能，以及必要的防雨、通风、地面排水 等基本功能。观测站应有足够的空间（高度应不小于2.2m）、面 积和安放监测仪器设备的工作平台，并应设专用集线箱；应有足 够的严密性和一定的安全保障条件。

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（1）观测期间的水库水位要满足过水建筑物安全评价和工程 验收的要求，一般达到设计或正常蓄水位。 （2）对土石坝等需要分期蓄水的工程，水力学安全监测可根 据蓄水计划分阶段实施，最终应达到设计或正常蓄水位。 （3）制定观测工况时，要考虑过水建筑物的种类、数量、布置 方式、水力特性、运用要求和来流情况，进行有代表性工况的组合。 （4）特殊的观测工况是指工程设计时未考虑、现场具有可能 实施观测条件的工况，建设单位可会同设计和观测承担单位对需 要实施观测的项自进行可行性分析论证，提出观测技术要求和有 关配合条件，确保观测工作的安全和顺利实施，

5.2.2检查前准备好必要的动力和照明等检查条件，排干进出通 道和检查部位的积水，在竖井、边墙高空等不易接近的检查部位 做好检查人员和设备的安全防护；拟定合适的检查程序和内容， 包括检查时间、部位、项目和内容、检查路线和顺序、检查记录 和报告的要求黛

5.2.5过水建筑物检查资料包括对检查内容及结果的详细描述，

必要时绘制草图或素描，同时辅以照片及摄像说明；及时对过流 前、后的检查结果进行整理分析，对于发生破坏或异常现象，一 般结合水力要素观测结果分析原因；检查完成后注意保留原始记 录，及时编写检查报告并归档。

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6.1.1水力学安全监测是监视各类过水建筑物安全运行的耳 目。通过监测可获得大量过水建筑物运行水力特性的资料数据。 原始监测数据多半是片段的、零散的，甚至是杂乱无章的。为 广深入揭示过水建筑物水流运动规律，从繁多的监测资料中 找出存在的问题，得出科学结论，必须对监测资料进行整理和 分析。

目。通过监测可获得大量过水建筑物运行水力特性的资料数据 原始监测数据多半是片段的、零散的，甚至是杂乱无章的。为 了深入揭示过水建筑物水流运动规律，从繁多的监测资料中 找出存在的问题，得出科学结论，必须对监测资料进行整理和 分析。 6.1.2水力学安全监测成果是评价水电水利工程运行安全的重要 依据。鉴于水力学安全监测工作从仪器理设、率定调试、现场监 测到成果分析历时长、工序多、仪器仪表多样，为了保证水力学 安全监测数据的可靠性和结论的合理性，本条对观测资料的整理 给予了具体规定。 6.1.7资料分析工作主要是对原始观测数据进行可靠性检验，判 断观测仪器的性能是否稳定正常，判定各种观测数据的合理性及 观测数据是否符合一致性、相关性、莲续性和对称性等原则，对 观测资料进行误差分析、处理和修正，根据观测数据计算各物理 量测值并绘制有关的过程线图、分布图及相关图。资料分析方法 常采用比较法、作图法和特征值统计法。 （1）比较法包括监测值与监控指标相比较、不同观测工况测 值对比、监测各物理量相互对比、监测成果与水工模型试验或数 值计算成果相对比，必要时进行工程类比分析等。 网汁

了深入揭示过水建筑物水流运动规律，从繁多的监测资料中 找出存在的问题，得出科学结论，必须对监测资料进行整理和 分析。 6.1.2水力学安全监测成果是评价水电水利工程运行安全的重要 依据。鉴于水力学安全监测工作从仪器理设、率定调试、现场监 测到成果分析历时长、工序多、仪器仪表多样，为了保证水力学 安全监测数据的可靠性和结论的合理性，本条对观测资料的整理 给予了具体规定。 6.1.7资料分析工作主要是对原始观测数据进行可靠性检验，判 断观测仪器的性能是否稳定正堂判定冬种观测数据的合理性及

依据。鉴于水力学安全监测工作从仪器理设、率定调试、现场监 则到成果分析历时长、工序多、仪器仪表多样，为了保证水力学 安全监测数据的可靠性和结论的合理性，本条对观测资料的整理 给予了具体规定。

6.1.7资料分析工作主要是对原始观测数据进行可靠性检验，

1.7资料分析工作主要是对原始观测数据进行可靠性检验T／CCMA 0080-2019 土方机械 排气烟度 推土机测量方法.pdf，判

断观测仪器的性能是否稳定正常，判定各种观测数据的合理性及 观测数据是否符合一致性、相关性、莲续性和对称性等原则，对 观测资料进行误差分析、处理和修正，根据观测数据计算各物理 量测值并绘制有关的过程线图、分布图及相关图。资料分析方法 常采用比较法、作图法和特征值统计法。 （1）比较法包括监测值与监控指标相比较、不同观测工况测 值对比、监测各物理量相互对比、监测成果与水工模型试验或数 直计算成果相对比，必要时进行工程类比分析等。 （2）作图法是根据资料分析的要求，通过绘制监测物理量随 运行条件的变化过程线图，直观地了解和分析测值的变化大小及

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其规律。 （3）特征值统计法是将历次监测物理量（包括不同运行条件） 的最大值和最小值统计汇总分析，考察各监测物理量以及相互之 间在数值变化方面是否具有一致性和合理性。 6.1.11针对观测中发现的对工程运行安全有影响的不利因素，可 以通过分析或工程类比提出减缓影响的有效措施，用于调整工程 运行调度。将观测成果与设计成果、模型试验成果、数模计算成 果进行对比分析，可以起到验证设计和科学研究成果的作用：与 国内外同类工程的水力学安全监测成果对比分析，可以进一步提 高工程设计和科学研究水平

本节对常规监测项目物理量分析作出了具体规定，可用以解 决一般的工程水力学问题。

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戎果报告的归档是水力学安全监测工作中的一个组成部分CECS 394：2015 七氟丙烷泡沫灭火系统技术规程， 将所用的各类技术资料、项目合同、工作大纲、审查鉴定意见等， 按国家技术档案规定要求整理归档。

成果报告的归档是水力学安全监测工作中的一个组成部分， 将所用的各类技术资料、项目合同、工作大纲、审查鉴定意见等， 按国家技术档案规定要求整理归档。