我国大中型水闸安全监测现状与对策建议

▲湖南省汉寿县围堤湖分洪闸  供图/湖南省水利厅

目前我国已建成流量5m?/s及以上水闸100321座，其中大型水闸923座，中型水闸6697座；按水闸类型分，分洪闸8193座，排（退）水闸17808座，挡潮闸4955座，引水闸13796座，节制闸55569座，在防洪减灾、优化水资源配置、改善生态环境等方面经济社会效益巨大。然而，受建设时期经济社会和技术条件限制，我国水闸普遍存在标准偏低、质量较差、配套设施不完善等问题，受“重建轻管”思想影响，多数水闸建成后缺乏有效管理和维修养护，经过长期运行，目前存在较多安全隐患，安全运行风险突出。安全监测是及时掌握水闸工程运行性态、分析工程异常情况、保障工程运行安全的重要手段。为全面掌握全国大中型水闸安全监测工作情况，水利部运行管理司2022年4月29日下发《水利部运行管理司关于开展全国大中型水闸安全监测情况调查工作的函》（运管函〔2022〕3号），要求各省级水行政主管部门和各流域管理机构督促指导所辖大中型水闸管理单位根据实际情况认真填写大中型水闸安全监测情况调查表。调查内容主要包括水闸概况、监测系统建设与运行维护、监测内容、监测能力、监测项目及测点设置情况、监测自动化、存在问题及建议等。截至2022年11月底，共收到32个省级水行政主管部门（含新疆生产建设兵团）和4个流域管理机构报送的6251座大中型水闸的安全监测情况调查表，占当前大中型水闸的82.03%。

安全监测现状分析

安全监测设施设置

调查的6251座水闸中，2107座设置有安全监测设施，占比33.71%。按工程规模、水闸类型、建成年代分别进行统计，经调研分析，建有安全监测设施的水闸分布差异性较大，主要体现在以下方面。

▲按工程规模划分建有安全监测设施的水闸数量分布

▲按水闸类型划分建有安全监测设施的水闸数量分布

▲按建成年代划分建有安全监测设施的水闸数量分布

从所属省级水行政主管部门和流域管理机构看，建有安全监测设施的水闸占比较高的为太湖局、淮委、宁夏，依次为100%、93.75%、80.00%；占比60%以上的有江苏、浙江、山东，依次为69.03%、67.20%、63.78%；占比较低的是青海、吉林、山西、湖南、黑龙江，分别为0%、7.95%、9.09%、9.26%、9.80%，均不到10%。总体来看，经济条件差的地区水闸建有安全监测设施占比明显偏低，4家流域管理机构建有安全监测设施的水闸占比在59.09%～100%之间，明显高于地方管辖的水闸。

从水闸工程规模看，大（1）型水闸中81座建有安全监测设施，占比78.64%；大（2）型水闸中373座建有安全监测设施，占比48.44%；中型水闸中1653座建有安全监测设施，占比30.74%。可见有安全监测设施的水闸占比与工程规模明显相关，占比按大（1）型、大（2）型、中型的次序递减，且大（1）型水闸占比明显要高。

从水闸类型看，节制闸中1086座建有安全监测设施，占比33.47%；分（泄）洪闸中295座建有安全监测设施，占比33.15%；排（退）水闸中211座建有安全监测设施，占比30.80%；引（进）水闸中118座建有安全监测设施，占比26.76%；挡潮闸中282座建有安全监测设施，占比41.78%；排沙闸中17座建有安全监测设施，占比41.46%；船闸中29座建有安全监测设施，占比61.70%；其他类型水闸中69座建有安全监测设施，占比30.40%。除船闸中有安全监测设施的水闸占比较高以外，其余几类水闸建有安全监测设施的占比相差不大。

从建成年代看，2000年以后建成的水闸中1132座建有安全监测设施，占比47.21%；1980—2000年期间建成的水闸中359座建有安全监测设施，占比28.67%；1980年以前建成的水闸中595座建有安全监测设施，占比24.34%；建成年代不详的水闸中21座建有安全监测设施，占比13.46%。说明老旧水闸特别是建成年代不详的水闸由于历史原因很少考虑安全监测设施，近年新建水闸虽已有明显改进，但是2000年以后建成的水闸有安全监测设施的占比仍然不到50%，说明推进水闸安全监测工作任重道远。

另外，调查发现6251座水闸中有3250座（占比51.99%）开展过巡视检查，其中3068座有专职人员按固定时间和路线进行检查，巡视检查频次大多为每月1次；有1159座（占比18.54%）未开展巡视检查工作；1842座（占比29.47%）未填报是否开展巡视检查的相关信息。

安全监测项目及测点布置

根据《水闸安全监测技术规范》（SL 768—2018）相关规定，大中型水闸应对闸室、上下游连接段、管理范围内的河道与堤防，以及其他与工程安全有关的建筑物和设施进行监测，监测方法包括巡视检查和仪器监测。

监测对象方面，有2280座水闸（占调查水闸总数的36.47%，以下同）对闸室开展了监测，1879座水闸（占比30.06%）对闸基开展了监测，1703座水闸（占比27.24%）对闸门开展了监测，2078座水闸（占比33.24%）对上下游连接段开展了监测，1256座水闸（占比20.09%）对左右岸临近建筑物开展了监测，另有396座水闸（占比6.33%）开展了其他监测。

视频监控方面，共有2395座水闸（占比38.32%）设有视频监控系统，其中1844座水闸视频监控系统运行正常，占比76.99%；108座水闸视频监控系统部分正常，占比4.51%；51座水闸视频监控系统运行不正常，占比2.13%；392座水闸未填报视频监控系统运行情况，占比16.37%。1823座水闸（占比29.16%）没有设置视频监控系统，另有2033座水闸（占比32.52%）未填报视频监控设置情况。

垂直位移监测方面，有1777座水闸（占比28.43%）设有测点，共41124个，其中完好测点39585个，完好率96.26%。有1688座水闸（占比27.00%）开展了垂直位移监测，其中1504座水闸采用人工观测，占比89.10%；44座水闸采用自动观测，占比2.61%；140座水闸采用自动+人工观测，占比8.29%。说明多数水闸没有布置垂直位移监测点，有监测设施的水闸多数为人工观测，自动化程度低。

水平位移监测方面，有1052座水闸（占比16.83%）设有测点，共13519个，其中完好测点13066个，完好率96.65%。有1044座水闸（占比16.70%）开展了水平位移监测，其中910座采用人工观测，占比87.16%；41座采用自动观测，占比3.93%；93座采用自动+人工观测，占比8.91%。说明有水平位移监测的水闸数量较垂直位移还要少。

裂缝和结构缝监测方面，共有534座水闸（占比8.54%）开展了监测，共有测点3237个，其中完好测点3058个，完好率94.47%。534座水闸中有446座采用人工观测，占比83.52%；55座采用自动观测，占比10.30%；33座采用自动+人工观测，占比6.18%。

渗流监测方面，共有696座水闸（占比11.13%）开展监测，其中扬压力测点共有8496个，完好测点7084个，完好率83.38%；绕渗测点共有1547个，完好测点1373个，完好率88.75%。696座水闸中有327座采用人工观测，占比46.98%；232座采用自动观测，占比33.33%；137座采用自动+人工观测，占比19.69%。说明水闸扬压力监测开展情况不容乐观，由于多数水闸失事是扬压力增大造成的，尤其是地质条件较差的水闸，推进水闸扬压力监测刻不容缓。

应力应变监测方面，仅有少量水闸开展了相关监测，其中有土压力计的水闸51座（占比0.82%），共有测点627个，完好测点502个，完好率80.06%；有应力计的水闸23座（占比0.37%），共有测点245个，完好测点231个，完好率94.29%；有应变计的水闸30座（占比0.48%），共有测点355个，完好测点307个，完好率86.48%；有锚杆计的水闸6座（占比0.10%），共有测点18个，完好测点18个，完好率100%；有钢筋计监测的水闸41座（占比0.66%），共有测点767个，完好测点669个，完好率87.22%。

环境量监测方面，有2632座水闸（占比42.11%）开展了水位监测，940座水闸（占比15.04%）开展了过闸流量监测，336座水闸（占比5.38%）开展了气温监测，735座水闸（占比11.76%）开展了降雨量监测，530座水闸（占比8.48%）开展了冲刷和淤积监测。上述分析表明大多数水闸缺少环境量监测，尤其是超过一半水闸没有水位监测，近九成水闸没有降雨量监测，这与水闸标准化、精细化管理的要求相差甚远。

专项监测方面，共有25座水闸（占比0.40%）开展了水力学监测，6座水闸（占比0.10%）开展了强震动监测，8座水闸（占比0.13%）开展了冰凌监测。

监测资料整编分析

总体而言，大中型水闸安全监测资料整理分析方面重视不够、差距较大，具体表现在以下几个方面。

施工期监测方面，共有2579座水闸提供反馈信息，其中860座确认施工期开展了相关监测，占比33.35%；1719座水闸确认施工期未开展监测，占比66.65%。监测资料完整性方面，共有2154座水闸反馈，其中602座水闸安全监测资料完整，占比27.95%；330座水闸安全监测资料不完整，占比15.32%；1222座水闸没有安全监测资料，占比56.73%。说明水闸施工期监测及监测资料完整性方面问题严重。

运行期监测数据存贮方面，共有1946座水闸反馈信息，其中704座水闸采用纸质方式存贮，占比36.18%；352座水闸采用电子方式存贮，占比18.09%；890座采用纸质+电子方式存贮，占比45.73%。

运行期监测资料整编分析方面，共有2895座水闸反馈信息，其中1290座水闸开展了监测资料整编分析，占比44.56%；1605座水闸未开展，占比55.44%。监测资料整编分析方法方面，共有1609座水闸反馈信息，其中125座采用软件自动整编分析，占比7.77%；666座由管理单位整编分析，占比41.39%；561座委托专业机构整编分析，占比34.87%；257座由管理单位与专业机构共同整编分析，占比15.97%。分析频次方面，有825座水闸为每年1次，316座为每年2次，151座为每年4次，75座为每年12次，还有少量水闸分析频次为两年1次、五年1次等。说明水闸监测资料整编分析不到位、不及时，有必要制定规章制度，对水闸安全监测资料整编分析工作加以规范。

安全监测自动化

水闸安全监测自动化普及率较低，通信方式千差万别，系统功能明显不完备，具体情况如下。

水闸安全监测自动化系统建设方面，共有1140座水闸（占比18.24%）建有自动化监测系统，其中766座运行正常，占比67.19%；296座基本正常，占比25.97%；66座运行不正常，占比5.79%；12座已报废，占比1.05%。

监测数据采集装置的通信方式多样，按采用的水闸数量多少依次为电缆（718座）、电台（509座）、光纤（210座）、GPRS（137座）、卫星（113座）、短信（72座）。

数据整编分析软件所具有的功能，按具备的水闸数量多少依次为数据采集（735座）、数据整编（530座）、数据分析（285座）、预测预警（87座）。有37座水闸填报了整编分析软件所用数据库，均采用SQL Sever数据库。

水闸管理区现有对外通信网络条件，有2632座水闸（占比42.11%）采用公共网络，940座水闸（占比15.04%）采用水利专网，336座水闸（占比5.38%）采用卫星站。

人员配置与规章制度

安全监测专职人员配备不足、培训不到位、规章制度不健全。

专职观测队伍方面，共有2565座水闸（占比41.0%）反馈信息，其中632座水闸有专职观测队伍，占比24.64%；1933座水闸没有专职观测队伍，委托专业机构维护，占比75.36%。

专职人员方面，大多数填报水闸的专职人员为1～2人，专业构成以水工和其他专业为主。

人员培训方面，有2380座水闸（占比38.07%）开展了技术培训，其中1235座水闸培训频次为每年1次，447座水闸培训频次为每年2次，97座水闸培训频次为每年3次，129座水闸培训频次为每年4次。尚有1774座水闸（占比28.38%）未开展相关培训。另有2097座水闸（占比33.55%）没有填报相关信息。

安全监测规章制度方面，3078座水闸制订有相关制度，占调查水闸的49.24%；3162座水闸未制订，占调查水闸的50.58%；另有11座水闸没有填报。

经费与维护

水闸安全监测设施（系统）建设和维护经费投入不够，缺乏稳定的资金渠道，具体表现在以下几个方面。

监测系统建设经费方面，共有1916座水闸反馈信息，其中885座水闸监测系统纳入土建工程概算（含加固），占比46.19%；769座来源于财政补助，占比40.14%；262座水闸经费自筹，占比13.67%。

监测系统运行经费方面，共有2043座水闸反馈信息，其中1193座水闸监测系统运行经费来源于财政补助，占比58.40%；387座经费自筹，占比18.94%；463座无经费来源，占比22.66%。

监测系统运行维护方面，2107座有安全监测系统的水闸中，1077座水闸监测系统由管理单位运行维护，占比51.12%；389座委托专业机构运行维护，占比18.46%；641座由管理单位运行、专业机构维护，占比30.42%。

监测系统运行情况，共有1868座水闸反馈信息，其中1431座水闸监测系统运行正常，占比76.60%；305座运行部分正常，占比16.33%；132座运行不正常，占比7.07%。说明水闸安全监测系统主要由管理单位运行维护，监测系统运行正常的占比仅为76.60%。

存在的主要问题及成因

建有安全监测系统的水闸占比低

调查的6251座大中型水闸中，仅2107座水闸建有安全监测设施，占比33.71%，约2/3的大中型水闸没有安全监测设施；调查发现只有3250座水闸（占比51.99%）开展了现场检查。作为低水头水工建筑物，水闸失事后果容易被轻视，水闸安全保障得不到足够重视，水闸安全监测工作缺乏制度保障，由此导致有安全监测系统的水闸占比偏低，特别是经济不发达地区的水闸、中型水闸、建成年代较早或不详的水闸相对更低。

水闸安全监测项目及测点设置不足

由于大量水闸安全监测系统规划建设期认识不足或不全面，加之经费紧张，监测项目及测点设置明显不足。水闸安全监测项目中，设置相对较多的为水位监测和视频监控这两类项目，与工程安全密切相关的位移监测、渗流监测、环境量监测等项目或没有设置，或数量不足，应力应变监测和其他专项监测更少，难以为客观全面评价水闸安全状况提供技术支撑。

水闸安全监测系统运行维护质量不高

由于我国大中型水闸安全监测系统建设和运行经费主要依靠政府投入，目前还有22.66%的水闸安全监测系统没有运行经费来源，大量水闸监测设施缺乏必要的维护，水闸安全监测系统能正常运行的占比仅为76.60%。此外，很多水闸安全监测利用先进科技不足，主要依靠人工观测，自动化水平低，亟须升级改造。

水闸安全监测能力亟须提升

由于编制和经费紧张，基层水闸管理单位中有专职观测队伍的占比仅24.64%，部分水闸委托专业机构维护；安全监测专职人员数量少，技术培训不到位，近一半的水闸管理单位缺乏安全监测相关规章制度，多数水闸没有开展监测资料整编分析，安全监测队伍、人员培训、监测资料整编分析及规章制度建设等方面迫切需要统一规范。

对策建议

加强制度建设，规范水闸安全监测工作

针对我国大中型水闸安全监测工作现状及存在问题，结合《水闸运行管理办法》《关于推进水利工程标准化管理的指导意见》，系统梳理现有规章制度体系，对于制约水闸安全监测工作发展的关键制度瓶颈，区分轻重缓急，逐一研究解决，逐步补齐制度短板，从安全监测系统规划设计及建设、安全监测设施管理保护、安全监测及监测资料整编分析等方面对水闸安全监测工作加以规范。

积极开展试点，积累可复制可推广经验

选取典型新建或除险加固水闸和缺乏安全监测系统的已建水闸开展试点，鼓励各地和各流域机构采用自动化新技术，并统一数据标准，后期通过总结经验，编制并颁布大中型水闸安全监测设施管理办法，大力推进大中型水闸监测设施及自动化系统改造，逐步实现水闸工程管理现代化和信息化。

大力开展技术培训，提高基层水闸管理单位监测能力

对于基层水闸管理单位的管理人员和专职监测人员，通过合适途径和方式开展技术培训，采取集中培训、外送培训、联合培训、运行管理现场培训及日常技术“传、帮、带”相结合等方式，使其充分认识水闸安全监测工作的重要意义，掌握安全监测及资料整编分析技能，为水闸安全监测工作规范开展筑牢基础。

强化检查和监督，保障水闸安全监测系统作用发挥

各级水行政主管部门要将水闸安全监测工作纳入检查和监督工作范围，指导水闸管理单位规范开展安全监测工作，维护好安全监测设施，及时整编分析安全监测资料，充分发挥安全监测系统保障工程安全运行的作用。

充分利用最新科技成果，提升水闸安全监测技术水平

近年，安全监测技术不断进步，分布式、非接触式、自动化、网络化等监测设施已逐渐成熟，大数据、物联网、机器人、卫星遥感、智慧化等科技手段可实现复杂环境下全天候大范围监测，水闸安全监测应积极利用新技术、新手段，全面提升水闸运行管理现代化水平，推进水利高质量发展，保障国家水安全。

本文引用格式：

马福恒，王国利，俞扬峰，等.我国大中型水闸安全监测现状与对策建议 [J].中国水利，2023（13）:36-40.

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来源 | 《中国水利》2023年第13期

作者 | 马福恒（水利部水闸安全管理中心正高级工程师），王国利，俞扬峰，谈叶飞

责编 | 张瑜洪

校对 | 李博远

审核 | 王慧

监制 | 轩玮