高级水利工程师职称论文范文(两篇)
下面是两篇高级水利工程师职称论文范文，第一篇论文介绍了水库闸门控制系统设备改造，由于自然环境影响和测量元件的损坏，目前已无法实现自动控制和集控运行的运行的要求，为此需要进行闸门控制系统设备改造。第二篇论文介绍了水利水电施工边坡开挖支护技术研究，论文提出水利水电边坡施工中施工方法及其运用，以及施工技术在工程质量和工程安全方面的重要作用。
《水库闸门控制系统设备改造》
下坂地水电站是喀克电力系统中的主力电厂，在电力系统主要作用是充分满足喀克电网的用电需求，增加电网调峰容量，对改善电网结构，促进南疆四地州能源资源优化配置，提高供电质量和供电安全度发挥关键作用。下坂地水利枢纽闸门控制系统包括导流泄洪洞液压弧形工作闸门、导流泄洪洞平板检修闸门、引水发电洞平板检修闸门，由3套现地控制柜实现自动/手动控制，2009年投产运行。改造后的闸门控制系统以IEC61850为标准、以现地数据总线为基础，对3套闸门LCU等自动化系统/设备进行升级改造，将闸门控制系统的数据在统一的平台上共享。
1控制系统结构
站控层设备主要布置在中控室内和监控机房内，由冗余实时及历史数据服务器、两套操作员工作站、工程师工作站、UPS不间断电源和网络设备等组成。间隔层设备主要布置在现地设备层，包括闸门控制室等。由闸门LCU、闸门动力柜等设备组成。每套现地控制单元LCU均配置为双CPU、双网络、双电源的冗余构架(见图1)。软件包括系统支撑软件和应用软件两大部分。系统支撑软件包括操作系统、数据库软件、开发工具软件和其它支撑软件，应用软件包括适应各种应用功能而开发的软件。
2控制系统功能与性能
本项目闸门现地监控系统是充分考虑水闸启闭操作的安全性和可靠性的前提下，利用先进的工业控制技术、传感器技术、数据传输技术以及计算机技术，实现水闸的引水信息的实时采集。闸门自动精确启闭、以及相关环境及水闸管理情况的实时监控[2]。系统具有如下功能：1)数据采集与处理。现地控制单元应能自动采集被控对象的各类实时数据，应能实时采集所辖智能设备的数据，接收来自主控级的命令信息和数据，并在事故或者故障的情况时自动采集事故或者故障发生时刻的相关数据。按数据处理的要求对采集到的数据进行处理。
2)控制调节。现地LCU接受水库建设处监控系统、现地监控系统上位机的控制命令并启动PLC程序执行自动控制流程，实现闸门的开门、关门、停门及设定开度控制，在紧急情况或调度授权下也可通过LCU上的触摸屏发令，启动各设备的自动控制。
3)运行监控。通过LCU上的触摸屏及指示灯等，监视闸门现场实时运行状态。
4)安全保护。通过闸门现地的PLC控制系统及智能传感器可实现以下多种安全保护，以保证闸门的安全运行;闸门启闭告警，在闸门启闭现场以声音的形式提醒在现场的工作人员，以免发生事故;电机过载保护，使闸门启闭机电避免由于工作电流过大而被烧毁的事故;限位保护，保证闸门启闭机在启闭高度范围内运行，避免其超出工作范围后所发生的事故;过力矩保护，主要针对闸门启闭机在上升或是下降过程中有可能发生的受阻现象而设置，监测闸门在上升和下降的力矩信息，保证闸门在正常的启闭力范围内运行，避免因为受力过大而对闸门硬件带来损害。过电压保护，主要是指系统对电机三相供电电压进行实时监测，一旦某一相电压超出正常工作范围，系统将自动切断电机三相电源，以保证电机运行的安全。
5)报警及事件处理。在触摸屏上可以实时显示、查询本LCU发生各类报警事件，在LCU上设置蜂鸣器，当发生事故或故障时触发蜂鸣报警声音，可通过声音提醒现场运行人员[3]。
6)人机接口。LCU上配置触摸屏、开关按钮、指示灯，可以实现现场的人机交互。在紧急情况下，或运行需要，可以独立于上位机实现本站的监视与控制，保证工程运行安全。
7)数据通信。现地LCU包括以下数据通信：各现地闸门LCU具有通过网络与水库管理处应用系统进行数据通信的功能，上送闸门状态的实时数据及各类变位，故障及事故信息，接收并水库管理处应用系统下达的各类控制指令。与现场水位计等智能通信。
8)流量计算与统计。对于具备闸门开度、水位流量关系曲线额闸门，现地监控系统或依据闸门过流曲线或水力学公式，结合实时采集的闸上下游水位、闸门开度等数据，自动计算过闸流量，并能对过闸水量进行统计。
9)历史数据存储与查询。触摸屏可以存储少量的报警及过程数据，并提供查询接口。能在画面中以曲线方式显示水位、流量的实时趋势，能够根据采集道德实时数据自动进行延伸，形象的描述该模拟量当前的数据变化情况。
10)时钟同步。现地LCU接受水库管理处监控系统下发的对时命令，并同步至触摸屏、现地智能设备(如保护装置等)。
11)系统自诊断。现地LCU能对PLC各模件状态进行诊断，当有故障时会自动报警并闭锁相应控制输出。
3系统配置方案
无人值守站点设计，需在水库管理处实现远程自动空，因此控制的可靠性、安全性要求非常高，需为闸门控制提供高性能的设备及全面保护措施：
①设置荷重保护。荷重保护传感器能实时监测闸门运行过程中的荷载情况，能实时检测闸门启闭过程中是否过载，在过载时能自动停止闸门启闭，保护闸门安全;
②设置上、下限保护。将上、下限位开关分别接入启、闭门回路及PLC，当闸门限位到后，自动切断手动控制回路，PLC程序也自动停止控制流程，以防止闸门开、关过头;
③配置电机保护器。实时检测电机电压、电流情况，当电机过载或缺相等故障时能数出报警信号，当报警动作时，及时切断控制回路或中断控制流程，及时使闸门停止启闭，防止电机过载或缺相时烧毁;
④可编程控制器。控制单元采用PLC为控制核心，PLC采用知名品牌的产品，具有闸泵站及水电站成熟应用业绩;
⑤触摸屏。各监控站主控单元上设置一套触摸屏，用于操作人员在现地进行闸门运行监视和控制操作，触摸屏选用知名品牌，10寸彩色液晶触摸屏。
4结束语
下坂地水利枢纽闸门控制系统的改造设计方案已经初步设计完成，是否存在的问题只有在实践中才能发现，再进一步的完善。最终改造成一套可靠性强、稳定性高、投资少、操作方便、故障易检修的水利枢纽闸门控制系统。
参考文献：
[1]常宏斌.基于PLC的小型水库闸门自动控制系统设计[J].机械工程师,2014(10):115-116.
[2]刘彦良.大黑汀水库闸门自动控制系统设计与实现[D].河北工业大学,2011.
[3]汪会鹏.基于现场总线的水库闸门控制系统的研究[D].东北大学,2008.
作者：赵丽 单位：巴音郭楞职业技术学院
《水利水电施工边坡开挖支护技术研究》
摘要：加强水利水电工程支护和加固的安全性，就要实施保证质量的重要技术手段。目前，在中国水电发展的背景下，如何使用有效的手段使技术水平得到提高，保障质量和安全等问题成为了当前水利水电施工工程中重点探讨的问题。因此文章阐述了水电工程边坡支护技术的重要性，提出水利水电边坡施工中施工方法及其运用，以及施工技术在工程质量和工程安全方面的重要作用。
关键词：水利水电;施工测量;边坡支护技术;钻孔;爆破开挖
在水利水电工程的建设中，边坡工程作为水利水电工程的一个重要组成部分，其施工技术越来越得到重视。边坡如果失稳，将成为重大事故;施工方法不当，将导致经济效益的巨大损失等。因此，了解和掌握边坡施工技术在边坡施工中有着重要的意义。
1边坡开挖支护技术的现状
随着国家公路工程、水利水电建工程设的不断推进，各种水利水电设施建设的技术也已成型。在边坡施工技术方面，更是涌现出大量的好的施工方法。但是，仍有很多单位在该方面管理存在很多问题，急需提高。
2边坡施工技术的作用
边坡支护技术是水电建设中完成边坡施工，使之达到和满足设计要求的各种技术手段的综合运用。良好的边坡工程设计可以为整体结构的稳定和安全奠定良好的基础施工。在水利水电工程设计的过程中，边坡设计除了要满足水利水电建筑功能要求外，还必须针对工程所在地的地质情况等进行综合考虑。施工过程中，除了要保证满足设计要求外，对地形、地质、土壤等，进行充分的技术研究，提前做出施工设计。如果出现特殊情况，技术人员要及时的进行研究，进行设计变更，根据施工中的实际情况调整边坡开挖支护方法。边坡施工技术如果不合理，会造成工期延误、施工成本增加、施工质量安全受影响等。因此，应充分重视边坡开挖支护技术在水利水电工程建设中所发挥的重要作用。
3边坡施工技术探究
边坡开挖支护施工工艺顺序常规为：砍树伐草、坡面防护、覆盖层开挖、石方开挖(必要时对岩石进行灌浆等加固处理)、临时支护、排水沟施工、坡面防护施工、永久支护等。测量在整个施工过程中全程配合。由于科学技术的不断改进，大量的科学的施工方法不断涌现，现场具体采取何种施工方法要因地制宜、科学组织，避免生搬硬套，造成不必要的浪费和因施工方法不当引起的施工质量和施工安全的发生。
3.1施工工艺试验
边坡开挖支护施工，涉及到大量的和各种不同的材料，除了在对材料生产厂家要求提供材质证明和产品合格证外，对采购的材料还需进行试验，在满足设计要求的情况下方可用于工程施工中。通常在施工管理中设立实验室以便及时对材料进行检验。对自身不能检验的，也要交给具有检验资质的单位进行检验。例如，火工材料进行的现场爆破试验，完全结合现场岩石特性，能更好的提取炸药烈度，为现场施工提供炸药使用量计算依据;混凝土浇筑时，取样做试块，在达到设计理论强度时进行抗压试验，从而检验出所浇筑的混凝土是否满足设计要求;钢筋进场后，也应抽样试验，在满足钢筋各种力学性能的条件下方可使用等。
3.2抗滑桩的混凝土
在20世纪50～60年代,我国水利水电工程抗滑技术开始得到应用，积累了丰富的实践经验，从理论到实践都得到了提高和扩大。到80年代，混凝土抗滑桩在高边坡上应用的优点，已经逐渐显露。通过高水平的滑动。可以保证桩侧表面的角度是缓慢的斜坡，能够非常有效地控制和降低成本。因此，在边坡工程中被广泛的采用。
3.3测量线的应用
测量工作，贯穿于整个开挖支护施工过程。在测量斜坡的轮廓时，根据各自的施工测量精度进行测量，常用的施工对边坡线一般保持在10～15cm的宽度，使边坡的测量能够具体实施。施工人员必须设置测量线，从而确保边坡开挖的顺利进行。
3.4钻爆开挖的过程
边坡开挖的重点为爆破作业。而爆破作业中的重点是爆破方式的选择和炸药用量计算。爆破方式选择不当和炸药用量使用不当不仅会带来经济上的巨大损失，还会破坏边坡并带来不稳定因素，造成后期施工难度增加等。为保证实际施工中对炸药用量把握准确，必须提前进行爆破试验，对炸药的性能进行测试，根据实验结果，重新计算施工过程中实际炸药用量。在条件允许的情况下，为保证开挖后的边坡岩石完整不受到开挖过程中的爆破震动而破坏，通常采用预裂爆破，提前将开挖面炸开，即提前形成开挖面，后期覆盖层开挖爆破基本上不会对坡面岩石造成破坏。条件不允许预裂爆破时，应采用光面爆破。大体积石方开挖一般选择梯段爆破，靠近设计坡面的岩石药量要小。由于现场实际情况千变万化，应灵活运用目前已有的施工技术解决各类爆破问题。
3.5开挖坡面
边坡的开挖要自上而下的进行，控制斜坡边线，控制层的厚度。用挖掘机对土质边坡施工时，要确保坡度满足设计要求。在挖掘机的工作范围内，经测量合格后，方可向下继续开挖。开挖岩石以及岩石爆破时也要考虑每次开挖的厚度，采用分层爆破的方法。对开挖中出现偏差，要及时补正处理。
3.6支护技术
边坡支护主要包括前期支护和系统支护。支护方式主要包括：灌浆、预应力锚索、锚杆、挂钢筋网、喷混凝土、排水孔、混凝土等。前期支护主要是指在开挖过程中出现不稳定坡面，为保证坡面安全及施工安全进行的支护。系统支护是指开挖后的坡面进行整体加固，从而达到坡面整体稳定的效果;如果系统支护作为永久外露，还应达到美观的要求。边坡支护类型的选择，来源于前期地质勘查和测量结果，从而根据开挖后的边坡高度，计算边坡稳定性需求，进而选择合理的支护方式。例如，对高边坡地质破碎的地段，应采用灌浆对地质进行深层加固，并采用预应力锚索进行加固;对坡面渗水的地方，采用排水管将地下水引出至排水沟，由排水沟将水引出至坡面外，严禁地下水沿坡面自由流动等。
3.7坡面防护
水利水电工程边坡开挖成形后，将作为永久设施保存。通常，如果开挖面周边存在滑坡体，就需要挖除，以此减荷,也可采用浆砌石挡墙(或者混凝土挡墙)将滑塌体挡住而保证滑坡体稳定。如果滑坡体隐患在可以控制的范围，则可采用主动柔性防护网处理。施工过程中，为保证下方施工的安全，可以在开挖面的上方和两侧设置被动柔性防护网，用以防止上方飞石对坡下施工人员和设施造成破坏。
3.8坡面排水
已完成的边坡，长期在雨水浸泡下，岩石会加快风化而遭到破坏，进而造成边坡失稳。因此，坡面排水设计是边坡稳定的重要保障。为保证开挖坡面以外的水进入开挖的坡面，通常在开挖面原始地表以外至少5m范围修建截水沟。根据山体地形和降雨量分析，设计出合理的水沟截面积，确保截水沟能够满足引水要求。高边坡开挖，应在开挖面每15m左右高度设置一条马道，并在马道上设置排水沟，将开挖面的雨水和山体渗水引至开挖面以外，流入坡边水沟内。开挖的坡面底部，应保证引下来的水能够流走，不再坡下积水。如果坡面下为淹没区，可以直接排入库区。
4边坡的安全监测
推荐阅读：
边坡工程的安全监管在水利水电工程中发挥了非常重要的作用，所以要加强水利工程边坡安全监测设备的相应的分析和研究。
4.1监测目的
边坡监测分永久监测和临时监测。边坡施工阶段，为观测山体变形而设置的各种观测仪器和设施，称为临时观测;按照设计要求，坡面施工全部完成，需安设永久监测设备，以便在提前发现山体不安全因素时，提前处理。通过监测，可以及时发现施工后在一定的时间内因地质原因产生的形体变化和位移，从而推算出未来是否会产生重大变化而导致不能满足设计要求，以便提前采取措施进行设计和提前处理隐患。
4.2监测设备
边坡开挖需要进行监测的项目和内容较多，所需使用的监测设备相对种类繁多。监测设备安装前，除需要对设备进行性能校正外，对安装方法和后续工作是否会对其产生破坏，都要进行提前计划。在施工阶段，施工单位应按照实际要求编制监控项目和实施计划，在经批准后实施。设备选择应保证满足设计要求。
5结束语
随着科学技术的不断提高，水电站建设中的边坡施工技术越来越成熟，各种非常规的问题都已经基本有了解决方法。作为设计单位、施工单位应重点抓好管理人员的管理水平，多学习已有的先进经验，实际施工中应活学活用，做到有的放矢，真正做到“保质量、保安全、保环保，方案最优，经济效益最大化”。
参考文献：
[1]张书贵.沙坝水电站高边坡稳定性的数值仿真模拟及其结构优化[J].水利水电技术,2016.
[2]林元兴.岩土工程治理手册[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,2016.
[3]张宗德.有限元法新编教程[M].上海:同济大学出版社,2015.
[4]杨平仔.水利水电工程施工技术探析[J].工程技术研究,2016,(5):71+75.
[5]罗俊.水利工程施工中边坡开挖支护技术的应用研究[J].珠江水运,2014(12).
[6]成万龙.分析水利水电工程施工中边坡开挖支护技术的应用[J].珠江水运,2014(17).
作者：吴志友 单位：中国葛洲坝集团第二工程有限公司
推荐阅读：《水利水电科技进展》是由河海大学主办的中国科学引文数据库(CSCD)核心期刊、中文核心期刊、中国科技核心期刊、RCCSE核心期刊，近年来已连续多次获全国水利水电系统优秀期刊、华东地区优秀期刊、江苏省优秀期刊等称号。