中小型水庫大壩安全自動監測系統
技術方案
1、概述
我國現有各類水庫84926，其中大型水庫415座，中型水庫2618座，小型水庫81893座。山西省全省已建成水庫746座，其中，大中型水庫63座，小型水庫683座。這些水庫大部分建於20世紀50-70年代，經過三四十年的管理運用，社會效益和經濟效益都十分顯著，為國民經濟的持續、穩定發展作用了貢獻。
然而，大多數中小型水庫建於
六、七十年代，屬「三邊工程」，一方面大部分水庫防洪標準低、工程質量差、淤積嚴重，有效庫容萎縮，處於帶病執行狀態，另一方面不少水庫已達到或超過設計服役年限，老化嚴重，水庫工程潛在的安全隱患突出。水庫安全度汛一直是我國防汛抗洪的難點和重點，中小型水庫的安全度汛已成為當前全國防汛工作的乙個薄弱環節，大部分水庫缺少必要的水雨情測報及大壩安全監測等設施，檢查手段落後，隱患很大。一旦發生區域性暴雨洪水，極易引發潰壩事件，輕則造成財產損失，重則造成重大人員**或毀滅性災害，在這種情況下，水庫大壩安全自動監測系統建設，實現水位、雨量、大壩的滲壓、滲流、應變等實時監測和預警就是非常必要的，可以實時動態的掌握水庫執行資訊並進行預警，如果水庫的監測資料發生異常，水利部門的有關人員可以及時掌握情況並採取措施進行應急處理。
所以在此，我們主要分析、提出中小型水庫大壩安全監測的解決方案。
大壩安全自動監測系統充分利用現代檢測技術、通訊技術、網路技術和計算機技術，通過相應感測器感知大壩的變形、滲流、應力、水文、氣象等資料，現場的遠端監測終端單元rtu通過無線或有線的方式採集前端感測器的訊號並進行預處理和儲存，根據系統資料傳輸體制要求，rtu自動上報或接收的管理中心的指令後將相關引數報送資訊中心，在管理中心對資料進行處理、統計、整編、分析、預警等，提高大壩安全監測的實時性、可靠性和精度，及時預報大壩承受能力和可能發生的事件。同時可通過先進的**監控系統實時觀測河道、水庫及涵閘等運**況，為領導決策提供了直觀的影象資訊，系統的建立，可使水利部門的有關人員實時動態的掌握水庫執行資訊，為水利部門提供盡可能全面、準確的資訊。
2、建設原則、依據、目標及內容
2.1 建設原則
遵循「技術先進、科學合理、安全可靠、經濟實用」及「結構化、模組化、標準化」的原則，做到結構合理、介面清晰、介面標準、整合先進。
連續性：充分利用歷史和現有的資源，保證建成後連續執行；
實用性：滿足三防指揮和供水排程各個工作環節的需要；
實時性：資訊採集要滿足三防工作的需要和水利綜合任務資訊的要求；
可靠性：選擇可靠性高的先進裝置，特別要求保證惡劣環境下和突發事故情況下系統的可靠執行，合理配置硬體備份，充分考慮網路安全；
先進性：盡量採用當前最先進的硬體、通道、網路結構和軟體；
共享性：各類資訊源和資訊傳輸都遵循現行標準規範和系統建設中制定的標準或規定，盡量使資源共享；
標準性：資訊要統一標準，裝置結構要標準化、模組化；
開放性：按開放式系統的要求選擇裝置和設計網路。
2.2 建設依據
《土石壩安全監測技術規範》sl 60-94；
《土石壩安全監測資料整編規範》sl69-96；
《大壩安全監測自動化技術規範》dl/t5211-2005；
《大壩安全自動監測系統裝置基本技術條件》sl268-2001；
《混凝土壩安全監測技術規範》dl/t 5178-2003；
《混凝土壩安全監測資料整編規程》（dl/t 5209-2005）
《國家一、二等水準測量規範》gb12897-91；
《國家三、四等水準測量規範》（gb 12898-1991）
《中、短程光電測距規範》（gb/t 16818-1997）
《國家三角測量規範》（gb/t 17942-2000）
《水位觀測標準》gbj138-90。
《水利水電工程施工測量規範》sl 52－93；
《水工建築物水泥灌漿施工技術規範》dl/t5148-2001；
2.3 建設目標和內容
建成水情資訊自動採集系統（包括大壩安全監測、水雨情、環境、閘門監控和**監視等），在資訊標準化的基礎上依靠通訊網路和計算機網路的支援，實現基礎資料的自動傳輸、彙總累計、及時上報，同時為工程執行、防洪排程和搶險抗災提供準確的、科學的依據。
建成計算機網路系統。充分利用電信公網，優選公網通道建成廣域網；提高資訊採集的速度和質量，擴大資訊種類和內容，充分實現各級防汛部門互連互通、資訊共享，並為其它部門提供網路服務。
建成決策支援系統。它是三防指揮系統的核心，包括資訊處理和輔助決策兩大組成部分，分為資訊管理、洪水預報、汛情監視排程、決策會商管理等應用子系統，為防汛指揮決策的各個工作環節提供一體化、視覺化的及時有效的服務。
3、監測管理系統組成
本系統主要由四部分組成：
1）現場測量部分；
2）遠端資料採集終端單元；
3）供電系統及防雷系統
4) 系統管理中心；
大壩安全監測系統採用分層分布開放式結構，執行方式為分散控制方式，可命令各個現地監測單元按設定時間自動進行巡測、儲存資料，並向安全監測中心報送資料。系統監測站的rtu與監控中心之間的網路通訊採用gprs通訊方式。資料採集系統將各個監測站內的監測資料採集上來，進行資料處理，上報至管理中心進行資料的處理、儲存、分析，並將原始資料和處理結果存入主資料庫和備份資料庫中。
3.1現場測量部分
大壩安全監測感測器是掌握大壩執行狀態的重要的前端裝置，要求能夠在惡劣環境下長期穩定可靠的檢測大壩微小的物理量變化，包括外部觀測的靜力水準、正倒錘、雷射準直及內部觀測的滲壓計、沉降計、測斜計、應變計、土壓計等，根據實際需要及規範進行選擇，
系統整體組成圖
3.2遠端資料採集終端單元
用於監測目的的遠端資料採集終端裝置（以下簡稱「採集器」）具備以下基本功能： 1 ）模擬量資料採集； 2 ）開關量資料採集； 3 ）資料儲存； 4 ）資料保持； 5 ）資料傳送。這裡，資料保持是指資料的不可破壞性，即使遇到採集器掉電，採集器被破壞等情況時，資料也不會丟失。
資料傳送應受到許可權控制，一旦許可權許可，採集器才會按一定格式向計算機或其它通訊裝置傳送資料。除了具備以上功能外，還具備超標自動報警；允許遠端設定、修改引數，以及遠端控制功能等。
遠端資料採集終端內建gprs通訊模組，裝置上電後自動尋找並登陸到gprs網路，保證通訊自動保持**，斷線自動連線。可根據設定的上報週期上報系統儲存的各種測量資料，實時響應資料系統資訊中心人工請求的各種命令，並及時回傳相應資料。具有快速、準確、維護方便、覆蓋面廣、效能可靠等諸多特點。
3.3供電系統及防雷系統
對於監測系統中的遠端資料採集終端，全部採用低功耗設計，功耗非常低。且每個單元自帶有的蓄電池，當外部電源中斷時，資料和引數也不丟失，可以靠本身電池自動上電，能維持自身約10天以上正常執行（根據採集週期和上報週期的不同，電池供電時間略有不同）；對於感測器及其它監測裝置，需提供外部供電系統。根據水庫的實際供電情況，就近引設電源或採用太陽能供電系統。
現場裝置工作於野外，根據系統具體情況將從接閃器、引下線、側擊雷防護、遮蔽、等電位連線、浪湧保護器安裝、接地裝置等現場情況入手，結合gb50057《建築物防雷設計規範》和gb50343-2004《建築物電子資訊系統防雷技術規範》進行防雷現狀分析。
3.4系統管理中心
管理中心硬體裝置主要由資料庫伺服器、工作站、印表機、網路裝置、通訊裝置、後備電源、大螢幕等組成。
平台軟體主要功能：
1）可實時遠端監測大壩的各測試引數，可根據需要設定採集頻率、測點資料，對原始資料可進行各種計算。
2）可對水庫大壩的採集資料進行專業評估，按水利專業要求進行相關的資料的計算、評估與處理，以適應各種評測模型的需要。
3）資料能夠以各種資料庫形式儲存並可進行歷史資料查詢，還可以直接生成excel或其他形式報表。同時資料可實時儲存到網頁報表中，提供網頁遠端瀏覽各種資料。
4）資料可以以各種圖形方式顯示，包括時間歷程曲線圖、x/y座標圖、模擬圖、直方圖等形式。
5）具有資料越限報警功能，現場即時上傳報警資訊時，主機會出現明顯的報警畫面和報警資訊，同時還可提供各種聲光報警等多**提示x/y隨時間變化曲線圖
6）實現對系統資訊列印的功能，支援對圖形、報表、曲線、報警資訊、各種統計計算結果等的列印。
系統主要功能特點：
1資料採集：可實現水庫大壩滲壓、滲流、應變、水位、溫度，水庫周圍降雨量等資料的自動採集、傳送、實時傳輸。
2、 系統監測裝置採用低功耗設計，可採用太陽能結合電池供電形式，不受野外偏遠山區等環境侷限。
3、 具有高可靠性和耐惡劣環境能力，監測裝置和感測器具有全防水的結構,，系統具有多級防雷擊及強電感應荷載衝擊的能力。
4**監測系統
水庫網路**監控系統，是維護水庫安全生產執行以及防汛工作的重要保障，隨著現代通訊技術與測試測量技術的發展，「數字水利」的時代已經到來。通過先進的網路**監控系統可以實時直觀的觀測水庫的各種變化及涵閘的運**況，為領導決策提供了直觀的影象資訊，同時改善了觀測、測量工作人員的工作環境，減少工作人員，真正做到無人值守、少人值班。
水庫網路**監控系統可實現以下主要功能：
（1） 實現庫區24小時日常巡查錄影。
（2） 汛期可實時觀察水庫的水位變化及汛情變化，如水位達到到警戒線，或大壩出現其他汛期險情，就地值守人員及管理中心可立即觀察到實時影象資訊。
（3） 水庫重點區域的防範，隨時檢視閘門、大壩的正常工作和穩固程度。
（4） 水庫水面、水岸情況的實時遠端監控
（5） 水庫天氣情況的實時監控。
大壩安全監測施工方案
目錄一 概述 1 二 工作範圍及內容 1 三 專案組織機構及人員配備 1 3.1專案組織機構 1 3.2現場人員安排 3 四 質量控制指標 3 4.1監測裝置種類型號及技術指標 3 4.2監測週期與頻率 5 4.3監測控制值與警戒值 6 五 施工方法 6 5.1變形監測 7 5.2滲流監測 10 5...
大壩安全監測工程的管理
摘要 當前，大壩安全監測系統的建立已成為工程建設的重要組成部分之一，作者經過總結多年安全監測工程監理的工作經驗，從質量控制 進度控制和投資控制幾方面分別論述了大壩安全監測工程監理的基本內容。關鍵字 大壩 安全監測 質量控制 大壩安全監測工程是乙個涉及專業面廣 技術環節多的系統工程。為了建成乙個高質量...
沉降監測技術方案
一 工程概況 鳳凰大廈工程由兩個單位工程構成，總建築面積為34444 地下一層，地面以上分別為2棟商品樓，a座為23層，b座為15層，兩棟主樓之間的裙樓為3層，結構類別為框剪。抗震設防烈度八級，沉降觀測委託西北綜合勘察設計研究院監測。1 監測目的 監測陝西鳳凰房地產開發 鳳凰大廈專案部施工期間及運營...