水库自动化监测系统
水库大坝GNSS位移自动监测系统方案
水库大坝GNSS位移自动监测系统方案一、方案背景我国已拥有水库大坝9.8万余座，其中95%以上为土石坝，95%以上是上个世纪80年代以前建设的老坝。
虽然近10年来我国进行了大规模的病险水库除险加固，但水库大坝数量多，土石坝多，出险的几率非常高。
大坝作为一种大型水工建筑物，其投资和建成后产生的效果都是巨大的，同时由于其结构、运行环境等因素的复杂性，加上设计、施工、运维的不确定性，如果发生意外变形，失事后造成的灾难也是极其严重的。
因此对水利水电大坝运行状态进行持续的实时监测，是十分有必要的，不仅可以为大坝提供安全评估，保证大坝的安全运行，对水库大坝安全自动化监测预警意义重大。
二、系统组成水库大坝GNSS位移自动监测系统采用无人值守自动化监测，以物联网、互联网、北斗+等技术为理论基础，以自主研发的监测平台及各类传感器为核心，充分利用各种监测手段，建立地表和地下深部的三维立体监测网，对水库大坝坡进行系统、可靠的变形监测。
实时监测水库大坝不同部位各类型裂缝的发展过程，岩土体松弛以及局部坍塌、沉降、隆起活动；地下、地面变形动态（包括滑坡体变形方向、变形速速、变形范围等）；地下水水位、水量、水化学特征变化；倾斜和大坝各种建筑物变形状况；降雨以及地震活动等外部环境变化等，据此对水库大坝滑坡变形发展和变形趋势作出预测，判断其稳定状态给出水库大坝失稳预警值，指导施工，反馈设计和检验治理效果，了解工程实施后的变化特征，为设计施工及灾害预警提供科学依据。
可以把高水库大坝综合在线监测分为四层：感知层、网络层、平台层、应用层。
感知层：实时感应水库大坝监测参数传感器的状态，如GNSS表面位移监测、地下水位、土壤含水率、土压力、和视频监控摄像机，降雨量等前端感知设备；网络层：支持数据通信，可上、下双向通讯，支持无线蜂窝网络、短信、北斗、PSTN、超短波、ZigBee等通信方式。
感应设备可通过监测预警平台的通讯方式，上行发送至监测控制中心平台。
水库水雨情自动测报系统方案 (4)
水库水雨情自动测报系统方案简介水库水雨情自动测报系统是一种用于定期自动监测水库水位和降雨情况的系统。
通过安装在水库周边的传感器和自动化设备，系统能够实时收集水库水位和降雨数据，并通过网络将数据传输到中央服务器，以便进行数据分析和监控。
这种系统能够提供准确的水库水雨情数据，方便水库管理人员和相关部门进行决策和应对突发事件。
系统组成水库水雨情自动测报系统主要包括传感器、数据采集装置、通信设备、中央服务器和数据分析软件等组成部分。
1. 传感器传感器是用于测量水库水位和降雨量的装置。
常用的水位传感器包括压力传感器和浮子传感器，能够准确测量水位高度。
降雨传感器则可以测量雨水的降落量。
2. 数据采集装置数据采集装置是用于接收传感器采集的数据，并进行处理和存储的设备。
它可以通过串口、以太网等方式与传感器以及其他设备进行连接，采集数据并进行实时处理。
数据采集装置还可以具备报警功能，当水位或降雨量超过预设阈值时，可以发送报警消息到中央服务器或相关人员。
3. 通信设备通信设备是实现数据传输的关键组件，它可以将采集到的数据通过无线网络或有线网络传输到中央服务器。
常用的通信设备包括无线传输模块、以太网模块等。
4. 中央服务器中央服务器是用于接收、存储和分析数据的设备。
它可以通过网络与数据采集装置进行通信，接收实时数据并存储在数据库中。
中央服务器还可以提供数据查询、报表生成、远程监控等功能。
5. 数据分析软件数据分析软件是用于对采集的数据进行分析和处理的工具。
通过对水库水位和降雨数据的分析，可以提供给水库管理人员重要的决策依据。
数据分析软件还可以生成各种报表和图表，用于数据展示和数据可视化。
系统工作原理水库水雨情自动测报系统的工作原理如下：1.传感器实时采集水库水位和降雨数据，并传输给数据采集装置。
2.数据采集装置接收并处理传感器数据，存储到本地数据库中。
3.数据采集装置将处理后的数据通过通信设备传输到中央服务器。
4.中央服务器接收并存储数据，并进行实时监控和分析。
大坝安全监测自动化系统的结构形式.
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图6-23分布式采集系统示意图
大坝安全监测自动化系统的结构形式
（三）混合式
混合式是上述两种采集方式的混合形态，它具有分布式的外形布 置，同时采用集中式进行数据采集。在同一个工程中，一部分类型仪 器布置较集中则实施集中采集，如集中布置在一起的温度计、钢筋计、 测缝计、应力应变计等卡尔逊式仪器。另一部分类型仪器可以用MCU 进行分散采集。所有仪器最终都用数字信号与中央控制单元的计算机 连接。
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图6-22 集中式采集系统示意图
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大坝安全监测自动化系统的结构形式
（二）分布式 分布式采集系统是将数据采集仪分散布置在靠近仪器的地方，俗称测 量控制单元(MCU)。系统对MCU的要求较高，MCU除执行数据采集把模拟 量转换为数字量(A/D) 的功能外，还要具备一定的存储和数据处理功能、 网络通信功能。MCU一般就近置于坝内，要求其防潮性能要好，能适应坝 内的恶劣环境。这种系统布置方式比较灵活，可靠性高、适应能力强，适 用于测点众多的大型水库工程。系统的典型布置如图6-23所示。
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大坝安全监测自动化系统的结构形式
（一）集中式 所谓集中式，通常在大坝内设一专门的监测室，置放数据采集仪，分 布于坝内各测点处的传感器通过电缆直接与数据采集仪相连，传感器信 号通过数据采集仪传输到坝外监控中心的数据处理计算机上进行存储管 理。这种系统适用于测点数量在200个以内，布置相对集中，传输距离不 远的工程，如图6-22所示。
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大坝安全监测自动化系统的结构形式
大坝安全监测自动化系统的结构形式
水库工程的监测自动化采集系统一般由观测点的遥测传感器、遥 控集线箱、数据自动巡检采集装置及监控中心中央控制单元(计算机) 等组成。从国际上看，监测自动化系统的布置形式根据不同工程情况 朝多元化方向发展。系统的结构形式按照数据的采集方式大体可分为 三类，即集中式、分布式和混合式。
乌拉泊水库大坝安全监测自动化系统及改造设想
乌 拉泊 水 库位 于乌鲁 木 齐 市南 郊 １ ３公 里 ， 中型拦河水库 ， 为 由拦河坝 、 泄水涵洞 、 溢洪 道等建筑物组成 。大坝坝址处于乌鲁木齐河主 流大西沟和清水河 的汇合处 ， 河床宽 ４ ０米 ， ５ 大 坝全 长 ｌｌｍ（ １Ｏ 主坝 段 ４ ６ 为粘 土心墙砂 砾 １ ｍ， 石坝 ， 坝前粘土水平铺盖 ； 副坝段 ６ ４ 为匀质 ８ ｍ， 坝 ）最大坝高 ２ ｍ。由于水库座 落于乌鲁木齐 ， ６ 上游 ， 有乌鲁木齐 “ 头顶一盆水 ”之称 ， 着极 有 其重要的地理位置 ，直接关系着乌市二百万人 民的生命 财产安全 ，所 以做好水 库大坝安全 监 测工作 ， 随时掌握大坝的运 行状态尤 为重 要。 水 库大坝安全监测 自动化系统于 ２０ ０ ０年建成 。 １大坝安全 监测项 目 乌 拉泊水 库是 二 十世 纪五 六十 年代修建 的， 设计标准 偏低 ， 工程 质量较差 ， 基本上就没 有 大坝安全监测项 目， 运行 中发现水库在 防渗 、 抗震 、 防洪 等方 面存在不 同程度 的病 险问题 ， 被 列 为全 国重点除 险水库之一 ，进行 了多次加 固 除 险， 同时逐步建设和完善 了安全监测项 目。 １１大坝渗流监测 ． 大坝渗流监 测主要是利用测压管 进行 的， 在 主 副 坝 ０ ０ ７，＋ ６ ，＋ １ ，＋ ７ ０ ３ ５ ＋ １ ０ ０ ４ ０ １２ ０ ２０，＋ ９ ，
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乌拉泊水库大坝安全监测自 Fra bibliotek化系统及改造设想
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摘 要： 介绍 了乌拉泊水库 大坝安全监测 自动化 系统的组成 ， 并根据近七年的运行工作 中发现 的问题 总结 出该 系统的不足之 处， 出认 为可行 提
水库大坝安全监测系统及自动化
水库大坝安全监测系统及自动化摘要：在水库大坝应用过程中,安全监测是保证其安全性、可靠性的重要手段,因此针对水库大坝采用安全自动化监测系统有着重要的现实意义。
文章分析了大坝自动化监测的重要意义,总结我国现阶段大坝安全自动化监测内容及设备发展现状,提出一般的大坝安全自动化监测系统的常规结构及功能,并对其后续的发展做出展望。
关键词：水库大坝；安全监测；自动化引言大坝是水库的关键水工建筑物之一，包括混凝土坝、土工坝两种类别，后者占水库总数的百分之九十以上。
因土工坝为散粒体结构，分析难度大，无法及时获取坝体渗流、坝基渗透压力等参数，对水库大坝安全监测提出了较大难题。
而通过将自动化系统应用于水库大坝安全监测，可以有效解决上述问题。
基于此，对水库大坝安全监测自动化系统的应用进行适当分析具有非常重要的意义。
1 水库大坝安全监测自动化系统的应用背景某大坝监测系统所应用的自动化设备为ROCTEST 监测设备+2380 数据采集系统+ 专业作图软件，可以在独立MCU（测控单元）中存储监测数据，主机则可应用数据采集系统将监测数据传输到计算机中进行分析。
安全监测包括变形监测、渗流监测两个主要部分，前者包括表面竖向位移观测、体内分层水平位移观测、倾斜检测、裂缝检测、挠度检测等；后者包括大坝坝基渗压观测、土坝坝体浸润线观测、大坝坝体渗流量观测等。
除此之外，还包括上下游库水位、水温、降雨量、气压、气温等数值监测。
2水库大坝安全监测自动化系统的应用过程2.1变形监测2.1.1监测系统水库大坝变形监测系统包括坝体倾斜监测、坝体裂缝监测、挠度监测、水平位移监测几个功能模块。
其中坝体倾斜监测主要采用静力水准仪，坝体裂缝监测则依靠测缝针运行，挠度观测主要通过双向垂线坐标仪，配合六台单向垂线坐标仪（即两组正垂线+三条倒锤线），对坝体垂直度上不同高程测点、倒锤线之间水平位置变化进行不间断监测。
水库大坝水平位移检测主要通过四条不锈钢钢丝制作的引张线（两条位于大坝基础廊道，两条位于主坝坝顶）、一台变位机、二十二台垂线坐标，定期测量大坝在水平方向的位置移动与否（一般规定大坝向上游方向移动为负）。
大坝安全监测自动化系统的设计与实施(精)
水利工程管理技术
大坝安全监测自动化系统的设计与实施
系统设计 对照上述对系统功能和性能的要求，根据各水库工程实际，监测自 动化系统在设计时需从组成系统的三大部分入手，综合考虑。
1.监测仪器系统 接入监测自动化系统的各监测仪器应经过严格检验，它们应结构简 单、传动部件少、容易维修，且可靠性高、稳定性好，能在水库工程的 恶劣气候条件下长期、稳定、可靠地工作。 监测仪器的布设应根据规范，结合水库工程实际，有目的的考虑设 计方案，做到重点突出、兼顾全面，满足有效地监控水库工程安全运行 的需要。 各监测仪器的选择应在稳定、可靠的基础上力求其先进性。应优先 选用经过长期运行考验的成熟的产品。为科学研究而设置的新仪器设备 原则上不应纳入自动化监测系统观测。 在老监测系统基础上升级改造为自动化监测时，设计前应对原有监 测仪器进行检验和鉴定，有选择地将老仪器纳入新监测系统。
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大坝安全监测自动化系统的设计与实施
⑤系统可靠性(故障率)考核:因系统仪器或设备原因造成系统整体或局部 不能正常工作，导致无法测得正确数据称为系统出现故障。主要考核系 统中传感器和数据采集、传输系统运行的故障率或平均无故障T作时间， 一般要求系统故障率≤1.0%，或系统平均无故障工作时间>8 000h。 其他 实施自动化监测系统时，不能忽视巡视检查和人工监测项目。应考虑 到仪器监测在空间上和时间上的不连续性，不可避免地会使一些工程安 全隐患在自动化监测仪器的范围和时间内漏掉，自动化监测仪器的零位 误差等有时也需要靠人工观测仪器来发现和纠正。相关的监测技术规范 中也明确规定监测自动化系统调试时，应与人工观测数据进行同步比测。
水利工程管理技术
大坝安全监测自动化系统的设计与实施
系统的实施 ： 自动化监测系统实施前，需先对原有的监测设施进行全面鉴定和评价， 完善监测设施，配齐必要的监测项目，提高监测精度、稳定性和可靠性， 满足规范的基本要求。在此基础上再考虑对必要的监测项目和测点逐步 稳妥地实现自动化监测。“总体设计、分步实施”是国内水库工程自动 化监测系统实施时目前较普遍的观点。 自动化监测系统的设置要坚持少而精和经济、实用、有效的原则，在 技术经济合理的前提下，采用国内外成熟的先进技术。
水利大坝自动化监测预警系统方案
小浪底水利大坝安全自动化监测预警系统设计方案目录1项目背景 (4)1.1 项目概况 (4)1.2 水利大坝监测预警的必要性 (5)2 区域地理环境背景 (6)3大坝安全监测系统 (7)3.1监测内容、方法 (8)3.2系统组成 (10)3.2 大坝监测工程选点 (11)3.2.1 监测点选择原则 (11)3.2.2 监测手段配置 (12)4 监测系统特点和功能 (12)4.1 系统特点 (12)4.2 系统功能 (13)5 预警系统建设 (14)5.1 信息采集监测站建设 (14)5.1.1 前端采集站 (14)5.1.2 坝体表面位移自动监测站 (17)5.1.3 深部位移监测站 (21)5.1.4 雨量监测站 (25)5.1.5 裂缝监测 (26)5.1.7 裂缝报警器 (29)5.1.8无线预警广播站 (30)5.1.9 地灾信息中心建设 (31)5.2 地质灾害自动化监测系统平台建设 (33)5.2.1 预警系统软件设计 (34)5.2.2 预警系统平台设计 (35)5.3 预警信息发布平台 (40)5.3.1预警发布终端 (40)5.3.2 短信预警信息发布终端 (42)5.4 系统通讯网络构建 (43)6 工作部署汇总 (45)7 具体经费预算 (45)8 保障措施 (47)8.1 组织保障措施 (47)8.1 质量保障措施 (48)8.2 技术保障措施 (49)8.3 安全及劳动保护措施 (50)1项目背景1.1 项目概况黄河小浪底水利枢纽工程位于河南省洛阳市孟津县小浪底，在洛阳市以北黄河中游最后一段峡谷的出口处，南距洛阳市40公里。
上距三门峡水利枢纽130公里，下距河南省郑州花园口128公里。
是黄河干流三门峡以下唯一能取得较大库容的控制性工程。
黄河小浪底水利枢纽工程是黄河干流上的一座集减淤、防洪、防凌、供水灌溉、发电等为一体的大型综合性水利工程，是治理开发黄河的关键性工程，属国家“八五”重点项目。
鸭子荡水库大坝安全监测自动化系统的应用
现异常数值的因数 ， 确定初步处理结果 ， 及
时汇总测量结果。
测点均为水平位移和竖向位移共用 ， 安装强 制对 中基座 （ 含水准点 ） 。另外在表面标点 两端各设两个工作基点和一个校核基点 。 （ 二） 渗流监测 坝 基 坝体 渗 流 渗 流 监测 仪 器 渗 压计 Ｇ Ｋ ４ ５ ０ ０ Ｓ型 ，渗流量 监测采用 超声波水 位 计。 选择 ５ 个断面进行坝基坝体渗流压力观 测， 分别 为 ０ ＋ ５ ５ ０ ． ０ ｍ 、 ０ ＋ ８ ５ ０ ． ０ ｍ 、 １ ＋ １ ５ ０ ． ０ ｍ、
（ 一 ）变形监测 表面变形监测主要设表面变形标 点，表 面标点测量分别采用光学经纬仪 、自动安 平 水准仪。设置三个观测纵断面 ， 分别位于坝 上３ ． ５ ｍ 、 坝下 ３ ． ５ ｍ 、 坝下 ２ ７ ． ５ ｍ 。 每排测点 间间距为 １ ０ ０ ｍ 。共设置表面标 点 ５ ７ 个 ，各
指定要查看 的对象和时间范围 。 对指定仪器 在指定 时间 段 内实 际观测 到 的原 始数 据或 者经过计算 的观测数据进行察看浏览。有权
限的用户可以对数 据进行增删维护 。 ４ ．图形分析 提供基于实测数据的过程线 分析、相关
１ ＋ ４ ５ ０ ． ０ ｍ和 １ ＋ ７ ５ ０ ． ０ ｍ断面分别设 ３ — ５ 个 观 测铅直线 ， 主要位于坝轴 ０ — １ ５ ． ０ ｍ ， ＋０ ０ ０ ． ０ ｍ， ０ ＋ １ ５ ． ０ ｍ，０ ＋ ３ ０ ． ０ ｍ，０ ４５ ＋ ． ０ ｍ。在 主 断 面 １ ＋ １ ５ ０ ． ０ ｍ设 ５ 个 观测铅直线 ， 分两层进行埋 设 ，共布设 ８ 支渗压计 。 在副断面 ０ ＋ ８ ５ ０ ． ０ ｍ和 １ ＋ ４ ５ ０ ． ０ ｍ， 设 ４ 个观测铅直线 ，０ ＋ ８ ５ ０ ． ０ ｍ分两层进行埋设 ， １ ＋ ４ ５ ０ ． ０ ｍ 单层埋设共布设 ｌ １ 支渗压计 。副 断面 ０ ＋ ５ ５ ０ ． ０ ｍ和 １ ＋ ７ ５ ０ ． ０ ｍ设 ３ 个观测铅 直 线， 一层埋设 ，各布设 ３ 支渗压计 。另外在 ０ ＋ ８ ５ ０ ． ０ ｍ 、１ ＋ １ ５ ０ ． ０ ｍ 、１ ＋ ４ ５ ０ ． ０ ｍ断面截渗槽 中各布设 一支仪 器。 坝 基 渗 流 压 力 监 测 ，主 要 在 主 断 面 １ ＋ １ ５ ０ ． ０ ｍ和副断面 ０ ＋８ ５ ０ ． ０ ｍ、１ ＋ ４ ５ ０ ． ０ ｍ进 行布设 ，分别布设在截渗槽上 、下游侧 和下 游排水体前 的坝基强透水层中。共布设 ９ 支 渗压计 。 （ 三） 水 文气象监测 １ ．库水位监 测选用全量程 机械式编码 浮子水位计 ， 其分辨率为 ｌ ｅ ｍ， 测量 范围 ０ ～ ４ ０ ｍ，准确度 ≤ ± Ｏ ． ３ ％（ 备用红外 ， 冬季容 易冻结 ） 。 ２ ．降雨量采用 自 计 式雨量桶 ，承水 口
锦江水库大坝安全监测自动化系统的建设和运行
明武汉
Ｍ ｉ ｇＷ ｕ ａ ｎ ｈｎ
（ 江门市锦江水库工程管理处， 广东 江门 ５９ ３） ２４ １ （ａｇｎｎＪ ｊ ｎ ｅｅｖｉＰｏｅｔ ｎｇｍｅｔ ｆｃ，Ｇ ａｇ ｏｇ ｉ ｇ ｎ５９ ３） Ｊ ｎｒｅ ｎｉ ｇＲ ｓｒｏｒ ｒｊｃＭａａｅ ｎ ｉ ｉ ｉ ａ Ｏｆ ｅ ｕ ｄｎ ａ ｍｅ ２４ ｎ Ｊｎ １
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ＲＱ
～
ｌ ５ １ ５ 高程 上分 别布 置 一 套 多 点 位 移 计 ， ３． １ ｍ、５ ． １ｍ
共 设置 ３ 监 测点 ， 个 编号 为 Ｍ１ ～Ｍ３ 。
（） １测量控制单元 （ Ｕ ： Ｕ直接与传感器 ＭＣ ）ＭＣ
相连接，每个 ＭＣ Ｕ在分布式网络结构 中都是独立
的， 可独立完成监测数据采集 、 ／ ＡＤ转换 、 工程单位 转换， 或接受采集计算机的指令完成有关操作等。
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｓｒ ｏｒ Ｄａ ； ａｅ ｎｔｒ ｇＳ ｓ ｍ ｙ ｒ ｓＲｅ ｅ ｉ； ｍ Ｓ ｆｔ Ｍｏ ｉ ｉ ｙ ｔ ｖ ｙ ｏｎ ｅ
０ 引言
防渗灌浆等补强加固措施，并逐步建立和增设 了一 些大坝安全监测设施。水库在经受 “８ ” ９ ． 超百年一 ６
锦江水库于 １５ 年开工兴建， ９８ 期间历经两次续 建， ９３ １７ 年建成并投入运行。 工程 由大坝 、 溢洪道和
水库调度自动化系统介绍
水库调度自动化系统介绍水库调度自动化系统是一种将计算机技术、自动控制技术和水利工程相结合的先进技术系统。
它通过传感器、数据采集装置、数据通信设备和计算机软件等组成的综合系统来实现水库调度任务的自动化。
本文将介绍水库调度自动化系统的原理、功能和优势。
一、系统原理水库调度自动化系统通过不同类型的传感器采集水文数据、气象数据、水库运行状态等信息，然后将采集到的数据传输给计算机。
计算机通过预先编写的调度算法，根据水库的情况和调度要求，自动完成水库的调度决策。
随后，计算机会通过控制器和执行器来控制水库中相关设备的操作，实现水位调节、闸门开启关闭、水流调控等功能。
二、系统功能1. 数据采集和监测功能：系统能够实时、准确地采集和监测水文数据、气象数据、水位数据、流量数据等相关信息，为调度提供准确的参考依据。
2. 模型建立和预测功能：系统可以根据历史数据和实时数据建立水库的数学模型，并结合气象预测、水文预测等因素，进行长期、中期和短期的水位、流量预测，以指导决策。
3. 调度决策功能：系统根据水库运行状况、调度要求和预测结果，通过计算机算法进行调度决策，确定最佳操作方案，包括调节水位、控制闸门开闭、实施泄洪等。
4. 故障诊断和优化功能：系统能够自动识别设备故障、异常情况，并给出相应的诊断结果和处理建议。
同时，系统还可以根据历史数据和调度结果，进行模型参数的优化，提高调度效能。
三、系统优势1. 提高调度效能：水库调度自动化系统能够实现全天候、全时段的运行监测和调度决策，减少人工干预，大大提高了调度的效率和准确性。
2. 降低安全风险：系统可以实时监测水库的运行状态和环境变化，及时发现异常情况并进行预警，防止水灾事故的发生，保障人民生命财产安全。
3. 节约人力成本：水库调度自动化系统能够替代部分人工操作和监测，减少了人力资源的消耗，降低了运维成本。
4. 提高水资源利用效率：系统通过科学的调度算法和模型预测，优化水库的调度方案，合理分配水资源，提高水资源的利用率和供水能力。
喀浪古尔水库大坝安全自动化监测系统
通过水力学计算渗流量 。监测范 围 ０ ｉ０ Ｈ Ｏ ｍ ，精度达 Ｏ 卜Ｏ ２ 口 ０ ２ｍ 柱 ． ．
Ｈ Ｏ ｍ柱，Ｎ Ａ ３ ３按主机 要求进行数据采集、存储。 ２ｍ Ｄ １０
２ 内部 变 形 监 测 、
１）坝体 内部 位移 监测现 状 坝 体体 内水平 位移采用 Ｎ Ｗ型引张线式水平 位移计监 测 ，竖 向位 Ｙ
水利工 程 中广 泛 使用 。
读 要 求 进 行 过 程 控 制 、采 集 、存 储 。
３）水平位移 监 测 自动 化
内部水 平位 移 监测 自动化 ，即将引张线 式水平位 移计改造 为 自动
化监 测 ，首先要对 原 设备进 行改造 ，加反力 架 ，安装 加 卸、载机 构。 其 原理 框 图如 图 ３所示 ，简述 如 下： ａ）引张线 砝码 加载 卸载 自动化 每 套 引张线式 水 平位移 计用 １ 台步进 电机 （ 同步 电机 ）控制监测 房 内各条 引张线 式水平位 移计的 或 砝 码块 Ｂ 的加 载卸 载 ； ｂ）传 感器采用 电容式大 量程变位计 ，数据采集 装置用 Ｎ ＡＩ ６ Ｄ ３ ３ 数据采集智 能模块 ，Ｎ Ａ ３ ３按 引张线式水平位移计测读要求进行过程 Ｄ Ｉ２ 控 制 、数据 采集 、存 储 。测 量 时控 制加 载采 集 数据 ，不 测 时控制 卸
量 。水平位 移计和 沉 降仪有二条线 布置在 同一位置 。二则可 以相互校 核监测值 。相应 高程 的坝 体下游坡 布置监测 房，铟瓦钢 丝 以镀锌 钢管
保护 ，水管 以聚 乙烯 塑料 管保护 ，铟 瓦钢 丝和水 管通过各 自的保 护管
引至 下游 监 测 房 内 。
图如 图 ２ 所示 ，简述 如 下 ：
主机传送所 测数据 。监控主机 则根据一定 的模型对 实测数据 进行检验
福建省东张水库大坝自动化监测系统观测资料分析
位势，H为扬压力水位，H 1为上游水位，H 2为下游水位。位势分 析对位势进行一元线性回归，模型为：φ（t）=at+b，式中φ为位 势，t为观测日期，a、b为模型参数，其中a为斜率。 根据斜率，可以判断扬压力发展趋势，产生如下结果：（1） 斜率大于升高标准值，则扬压力有逐步升高的趋势；（2）斜率小 于降低标准值，则扬压力有逐步降低的趋势；（3）斜率在两者之 间，且位势差值在标准范围内，则扬压力较稳定；（4）位势不符 合上面三个条件，则扬压力无明显趋势。 3.4渗流量分析 在渗流量分析之前，要进行渗流量的标准化。渗流量标准化 采用下面换算公式： Qs=Q/（0.67+0.033T），式中Qs为标准化后渗流量，Q为 渗流量观测值，T为温度。将全年的日平均气温看作一条正弦曲 线，以一月平均气温和七月平均气温作为最小值、最大值。与扬 压力分析类似，渗流量也可以建立多因子统计模型，其建立统计 模型的机制与扬压力的统计模型类似，参见3.3.1。统计模式为： Q=Σf(H 1 )+Σf(H 2 )+Σf(P)+Σf(T)，式中Q为渗流量，H 1 为上游水 位，H 2 为下游水位，P为降水量，T为日均气温。除了通过建立统 计模型可以看出渗流量的规律，还可以通过相关分析确定的主要影 响因子，其方法与扬压力相关分析类似。 4、运用 4.1三向裂缝资料分析 对三向裂缝观测资料，要进行异常数据处理、数据超差处 理、相关性分析、建立统计模型。通过分析，对每一测点可以得到 如下类似结论：通过数据审查，J3－4－X测点未发现超差数据； 根据相关分析，该测点的测量仪器未见异常，测点的变幅在正常范 围内，运行基本正常。从分析结果可知，有6个测点的超差数据较 多，有3个测点有少量超差数据，这些数据须要人工进一步审核； 没有测量仪器不正常；有3个测点的相对位移和库水位的相关性不 明确，原因不明，需进一步深入研究分析。 4.2扬压力观测资料分析 对扬压力观测资料，要进行异常数据、滞后时间分析、相关 性分析、建立统计模型、位势分析。通过分析，对每一测点可以得 到如下类似结论：Y3-2：测点主要受上游库水位升降和降雨量大 小的影响，其中雨水在大坝下游坡的渗透对扬压力的影响更为重 要，因此该测点在雨天里并不能很好反映大坝的真实扬压力。雨 后，该测点扬压力的回落缓慢，同样也不能反映其真实情况。经统 计，雨后，测点扬压力的回落时间约为15天。在库水位45m以上， 测点扬压力和库水位的相关性不大，说明了该测点所在坝块比较稳 定。在时段2000-1-1至2000-12-30测点的位势无明显趋势。 4.3绕坝渗流观测资料分析 东张水库大坝自动化系统现有绕坝渗流监测测点5个，其中左 岸布置三个绕坝监测测点（RS-1、RS－2、RS－4），左岸下游坡 布置二个绕坝监测测点（RS－3、RS－5），前者的观测值比后者 的观测值都高出一个常数。例如RS－1观测值比RS－3观测值高约 一个常数（13m），比RS－5观测值高约一个常数（24.5m）。各 个测点观测值主要受雨水渗透影响。在同一库水位情况下，雨天测 点观测值高出晴天测点观测值许多。同时各测点与气温、水温、库 水位、下游水位、大气压等因子相关性极小。综合以上三点，可看 出大坝左岸岩石结构几乎没有什么绕坝渗流，岩体结构比较合理。 5、结语 大坝观测资料分析是结合计算机技术对观测资料进行管理和 整编，还对各个测点的观测资料进行分析，为工程技术人员提供了 可靠的参考信息。由于受时间和技术水平等多方面因素限制，在分 析方面还需要进一步深入，进一步研究。
水库闸门远程监控自动化系统研制
水库闸门远程监控自动化系统研制摘要：随着数字化水平的逐步提高，自动化系统在各个领域都得到采纳和应用。
为了提高水库闸门的自动化水平，实现水库闸门的远程监控，采用了自动化系统对水库闸门实现远程监控。
本文主要针对水库闸门的远程监控自动化系统中采用的plc控制系统的研究。
着重地介绍了系统软件和硬件的设计方案。
通过plc对水库闸门控制程序的编程，实现对闸门的远程监控。
关键词：水库闸门；远程监控系统；自动化；plc目前，我国大部分的水库还停留在原始的操作方式，绝大多数都是通过人工现场收集数据，根据命令进行现场操控。
因此，受到的各方面因素导致误差相对较大，工作量和人员需求大大增加。
并且不能随时地了解水库闸门的情况，也不能全面地了解水库现状，远远满足不了实际要求。
为了随着社会数字化水平的提升，满足自动化监控要求，本文总结了现有的水库闸门监控特点，以plc技术为核心，建立远程监控自动化系统，真正实现“无人值班，少人看守”的数字控制体系，从而达到远程监控的目的。
1、水库闸门远程监控的组成水库闸门的远程监控系统利用开放、分层的分布式计算机控制技术，共分为总控制级和现地控制级，分别由三个现地控制单元和一个闸门管理单元构成，而三个现地控制单元与闸门管理单元通过profibus-dp总线连接，在于管理处的上位机通过以太网tcp/ip网络相连，构成整个系统。
系统结构分布如图1所示：图1 水库站们远程控制系统结构图2、闸门远程监控系统plc控制配置该系统可分为主站和从站两部分。
其采用plc配置主站为simatic s7-300系列cpu 315-2dp。
选用cp341-1的通讯处理器，将simatic s7-300plc与以太网相连，完成通讯的功能；采用plc配置从站为simatic s7-200系列cpu224，采用em277 profibus-dp作为通讯模块，通过profibus模块与主站通讯。
文本显示器采用td200，可以起到设定与修正参数的作用。
水库液位自动测控系统
水库液位自动测控系统摘要：水位是衡量水库安全、水利调度、蓄水、泄洪的其中一个重要参数。
水位的自动化控制为水库现代化建设提供了有利的基础条件，在工农业生产的许多领域都需要对水位进行监控。
随着我国经济的发展，水文监测内容不断增加，于是便对观测方法以及水文监测技术的研发和应用提出了更高的要求。
本文针对水库水位测控系统在社会建设和人民生活中的重要作用，利用STC89C51单片机作为主控芯片模拟设计并制作了一套水库液位自动测控系统。
该系统包含对水库水位的实时监测、实现自动警报并指示工作状态、并通过液晶屏同步显示状态、全智能自动控制水库水位等功能，满足水库基本需求。
本文提出了一个较为简便的水库液位自动测控方案，该设计方案成本较低，控制相对简单，实用性更好，利用STC89C51单片机的部分内部资源和其控制特性，着重介绍了单片机的外围电路设计和软件的联合应用。
关键词：水库液位；自动测控；水位传感器；电磁阀；单片机中图分类号：TP273The Reservoir Volume Automatic Measurement and Control SystemAbstract：Reservoir capacity is one of the most important parameters in reservoir safety and water conservancy scheduling.Automatic control of the water volume provides favorable basic condition to modernization construction,in many areas of agricultural and industrial production, it is essential to monitor the water level.With the developing of our nation's economy, hydrology monitoring content gains more and more,as a result,raising higher requirements to the development and application of the observation methods.The system uses STC89C51 series micro-controller as the main control chip,designed and produced a set of reservoir level automatic measurement and control system.This system contains real-time monitoring of the reservoir water level, automatically instructing working status and the alarm,displaying the condition of the reservoir capacity through LCD screen.The article puts forward a simple and convenient scheme,this scheme needs lower cost,it is easier to control and more practical.The article mainly introduces the combined application between the SCM peripheral circuit and software design.Keywords:Reservoir V olume；Automatic Measurement and Control；Electromagnetic Valves；Water V olume Sensor；Single-chip MicrocomputerClassification:TP273目录摘要 (I)目录 (III)1. 绪论 (4)1.1. 研究背景 (4)1.2. 研究目的与意义 (4)1.3. 单片机的研究背景 (5)1.4. 系统研究现状 (5)1.5. 课题研究内容 (6)2. 水位自动测控系统原理 (8)2.1. 水位传感器 (8)2.1.1. 工作原理 (8)2.2. 控制原理 (9)2.3. 系统功能及特点 (10)3. 系统的硬件电路设计 (11)3.1. 方案确定 (11)3.2. 单片机选择 (11)3.3. 系统整体框架 (12)3.4. 硬件电路各模块分析 (12)4. 软件设计 (19)4.1. 主程序流程图 (19)4.2. 中断服务子程序 (20)5. 结论 (21)参考文献 (22)作者简介.........................................................................................错误!未定义书签。
水库调度自动化系统概述
水库调度自动化系统概述摘要：水库调动自动化是集电力、水文、计算机、网络、通信等多专业的综合性应用系统，它在与水库运行有关的监视、预报、调度和管理方面发挥了重要作用。
本文对于水库调度自动化系统的概念、发展阶段、功能、设计要点及未来发展趋势做了详细介绍，使各位读者能够在一定程度上加深对水库调度自动化系统的认识。
关键词：水库调度；水调自动化；趋势Abstract: reservoirs to mobilize automation is a concentration of power, hydrology, computer, network, communication and other more specialized comprehensive application system, it is related to the reservoir operation monitoring, forecasting, scheduling and management play an important role. This article for the reservoir scheduling automation system, stage of development, the concept of function, design key points and future development trend of detailed introduction, enables readers to a certain extent, to deepen the understanding of the reservoir scheduling automation system.Keywords: reservoir scheduling; Water and automation; trend一、水库调度与水库调度自动化水库调度是一种控制运用水库的技术管理方法，是根据各用水部门的合理需要，参照水库每年蓄水情况与预计的可能天然来水及含沙情况，有计划地合理控制水库在各个时期的蓄水和放水过程，亦即控制其水位升、降过程。
猛进水库大坝安全监测自动化系统运行与维护
（ 新疆 五家 渠市 水利 管理 处 ， 新 疆 五 家渠 ８ ３ １ ３ ０ ０ ）
摘
要： 阐述 了猛 进水 库大 坝安 全监 测 自动化 系统 的组成 、 功能， 并 对系 统 的运行 与维 护及 常见故 障 的维修进 行 了详细 分析 。
关键词 ： 大坝； 自动化监 测 ； 运行 ； 维护
排 除 。系统 自检 不能 查明 原 因 ， 技 术人 员 要 到现 场 检查 ， 数
三宝、 查精神面貌） ， 落 实 安全 风 险控 制 措 施 后 方 可 开展 作 业 。
员及施工现场 进行 安全 监督 ， 及时 发现 并处 理存 在 的安 全 问
题， 保 证 电力 建 设 的施 工 安 全 。
位移监测工作基 点 ； 大 坝安 全信息管 理系统 由管 理主机 、 信 息
管理软件等组成 ， 为 系统 的管 理 级 。
（ ２ ）在汛期高水位 、 特大暴雨后 、 某些部位 出现异常等情 况 下， 加密测次并采取 自动控制方式运行 。
（ ３ ）在 工 控 机 上 浏 览 本 系 统 巡 测 的 所 有 数 据 ， 检 查 数 据
由机房到坝顶及输电线路按确定的巡视路线对系统内的监测仪器及其配套装置测压管管口保护压力式水位计测控装置防雷器无线电电源电缆工控机计算机外设通讯设备及接口电源消防设备等逐一进行检查记录以上各环节的异常或损坏并及时处理
ｚ 。 ｎ ｇ ｈ ｅ Ｙ ａ ｎ ｊ ｒ ｕ ： 堡 垒 竺 銮 鋈
猛 进 水库 大坝 安 全监 测 自动 化 系 统 运 行 与维 护
３ ． ４ 及 时排 查 电力 施 工 现 场 的 安 全 隐 患
４ 结 语
综上所述 ， 为了保证 电力系统 的运行 安全 ， 提 高 电 力 工 程 建 设 质 量 非 常 重 要 。新 形 势 下 ， 电力 建 设 施 工 现 场 存 在 着 很 多 安 全 问题 亟 待 解 决 ， 因此 需 要 运 用 各 种 先 进 的 控 制 手 段 和 管 理 监督手段 ， 采取 强有 力 的措 施 对 电力 建 设 施 工 现 场 进 行 安 全 管 理， 保 证 电 力工 程建 设 的顺 利 进 行 。
青山水库大坝自动监测系统
青山水库大坝自动监测系统
浙江临安青山水库土石坝TCA2003自动化监测系统
位于浙江省临安市青山湖街道
拦河大坝：宽心墙砂壳坝，坝长575m，坝宽10m，坝顶高程36.26m，大坝原本采用宽心墙+粘土铺盖防渗，新坝采用沥青混凝土防渗墙。
下游坝坡采用浆砌条石护坡（条石厚30cm）。
2001年被水利部大坝安全管理中心定为三类坝，2002年9月至2005年8月，经国家计委和水利部批准对拦河大坝、泄洪闸、泄洪放空洞、副坝等进行了全面除险加固，解决了工程中存在的隐患，确保水库的防洪安全。
加固后采用全自动化监测系统对大坝全天候自动监测
大坝加固前大坝加固后
测量机器人大坝安全监测系统配置
TCA2003*1
GeoMoS*1
DTM Meteo Sensor*1
水压、水位、雨量传感器若干
RS232光端机*2
4芯多模光缆*1公里
大坝安全监测系统资料查询软件（B/S构架web软件）*1
观测房（带自动卷帘门）控制网布测控制点棱镜和防护罩
系统测点布置
红色三角为控制点（不动点）黄色圆圈为监测点（坝体上）在TCA2003面前是一扇可以用电动装置打开的卷帘门
每天测量时间段，卷帘门打开系统在光纤通讯系统控制下进行自动测量和数据分析
青山水库大坝安全监测仪器平面布置图
青山水库大坝监测系统资料查询
青山水库安全监测综合评价系统。
水库工程安全监测自动化系统
1 大坝安全监测自动化系统
大坝监测遥测水位计系统图
1 大坝安全监测自动化系统
大坝浸润线观测示意图
1 大坝安全监测自动化系统
3.数据处理分析与监控管理系统 我国对大坝安全监测资料的定量分析，主要是针对单个测点的 测值建立统计模型、确定性模型和混合模型等常规数学模型，并得 到了广泛应用。在此基础上又研究和发展了多测点模型和多维模型， 在应用神经网络技术进行大坝安全监测资料的分析方面也进行了大 量探索。 监控指标方面，大坝应力和扬压力一般以设计值为监控指标； 大坝变形监控指标的确定主要有置信区间法、仿真计算法和力学计 算法。较普遍采用的是置信区间法，以数学模型置信区间的边界为 监控线。
1 大坝安全监测自动化系统
2.数据采集系统 我国对大坝安全监测数据自动采集系统的研究，始于20世纪70年代末， 80年代有了长足的进步，进入90年代中期后，随着电子技术、计算机技术、 通讯技术等的发展和国外先进设备的引进，有多种型号的大坝安全监测数 据自动采集系统先后研制成功，显著提高了我国大坝安全监测的实时性、 可靠性和适用性。 国内大坝安全监测数据自动采集系统按采集方式分为集中式、分布式 和混合式三类，具代表性的有DAMS型、IX型、I_N1018型等系统。
①电容式和步进电机式垂线坐标仪、引张线仪； ②钢弦式、差动变压式多点变位计； ③伺服加速度计式钻孔测斜仪； ④电感式、钢弦式、差动电阻式、压阻式渗压计； ⑤电容式、差动变压器式液体静力水准遥测装置； ⑥采用密封式激光点光源、光电藕合器件CCD作传感器的新型波带板、 真空泵自动循环冷却水装置等新技术的真空激光准直系统； ⑦采用液压平衡原理新研制的差动电阻式应变计和测缝计； ⑧适应高土石坝，特别是高混凝土面板堆石坝要求的大量程位移计和 测缝计等。
汤河水库大坝自动化监测系统的软件应用
为监测坝体在水库蓄水运行过程 中可能发生
的渗 透情 况 ，共 计 布 设 ２ 测 压 管 观 测 点 。其 ０根
０ ０
农 业 与 技 术
２ １ ４月 ・４ ・ ００年 １０
户终端 ，分别完成数据采集、传输 、处理 、存储 、
２ 软件 系统结构
用户 显示 和操作 ，主 要完成 遥 测 中心站 数据 采集 、 数 据分 析 、监控 以及远 程 配置 等任务 。
统分为硬件系统 和软件系统两大部分 ，硬件系统
通过在 坝坡 上 布 设 测点 ，利 用 水 位传 感 器 ，首 先
将数据传输到数据采集器上 ，再通过通信系统传
输到坝 下监控 设 备 ，通 过 对所 采 集 的数 据 进行 分 析 ，可 以及 时准确 的掌握 坝体 的运行 情况 。
系统测点 分布 如下 图所示 。
・３ ・ １９
第３ Ｏ卷 第 ２期 ２１ ００年 ４月
农 业 与 技 术
Ａｇｉｕ ｔｒ ＆Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｒ ｌ ｅ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｃ ｕ
Ｖ０ ．３ 自动化 监 测 系统 的软件 应 用
刘 影 刘 丹 朱 博
（）定 期 查看 坝 上 现 场设 备 使 用 情 况 ，包 括 ４ 打开各设 备 防护 箱查 看 其 内部情 况 ，设 备 各 指 示 灯是 否正 常 、是 否 有异 物 、是 否 过 于 潮 湿 、干 燥 剂是 否全 部变 色失 效 等 ，注 意 查 看 时尽 量 避 免 触
不能正常运行。
３２ 通 讯服 务器 软 件 Ｒ ２ ２ ． Ｓ ３
口的冲突；各通讯方式不 能公用 同一个串 口。每 有一种通讯方式 ，就启动一个 ｒ ３ 程序 。例如 ： ｓ２ ２ 有 ８０兆 ，Ｇ Ｍ，Ｍ Ｄ Ｍ就 得启动三个 ｒ ３ ０ Ｓ ＯＥ ｓ ２程 ２ 序；为了能够保证采集 的数据能够顺利进入计算
水库灌区自动化调度监测系统应用
水库灌区自动化调度监测系统的应用刍议摘要：传统的水库灌溉模式通常采用漫灌的方式，在灌溉量上无法把握，不仅无法促进作物的正常生长发育，而且还会使农作物出现洪涝或是干旱的现象，而采用先进的科学技术，运用自动化的调度监控系统能保证在农作物的灌溉过程中水资源的合理有效利用，同时保证农作物生长过程中所必需的水分。
关键词：水库灌区；自动化；调度监测系统；中图分类号：tv697 文献标识码：a 文章编号：随着我国农业的不断发展，我国的粮食产量连年增收，但是水资源的匮乏使我国的农田灌溉技术正不断地往节约化、高效化的方向发展，原有的农田漫灌方式，不仅会造成水资源的浪费，还不利于农作物的生长，而在众多的农业科技中，使用自动化调度监测系统，能很好的规避原有灌溉方式的众多弊端，实现我国农业的可持续发展。
一、水库灌区自动化调度监测系统各部分的结构设计以莱芜市雪野灌区为例，研究灌区自动化调度监测系统的在实际中的应用，自动化调度监测系统主要由监测子系统、数据管理子系统、调度子系统三部分组成。
在实际的系统研究过程中，监测子系统主要是对库区水情、雨情及工程信息进行实时的监测，数据管理子系统主要是用来实现基于gis数据的监控管理工作，而调度子系统主要对系统监测过程中的调度决策起辅助的决策作用。
根据雪野水库的实际情况，灌区自动化调度监测系统的设计主要是通过计算机技术、多媒体技术、现代通信技术等各种现代技术，并根据国家气象部门对雨情、水情的相关报道工作对雪野水库的信息进行采集并进行传输、储备和分析，最终实现对水库灌区的各种情况的动态监测，实现资源的优化配置。
水库灌区的自动化调度监测系统的各个软件的设计工作是非常复杂的一个过程，主要包括闸门的控制管理设计、各方面用水管理的设计、泄洪的设计、发电的设计等共六个模块的设计工作。
1、系统阀门的控制管理设计系统阀门的控制管理设计主要由总阀控制和各个阀门状态的控制这两部分设计工作组成。
在进行总阀控制的设计工作时，主要通过控制总阀开启的度的调节设计来控制供水流量，并且要根据供水量的大小来设计决定开启哪个发电机的蝶阀，各个环节都要经过细致的考虑，做到万无一失。
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水库自动化监测系统
【方案背景】
水库管理存在的难点：
点多分散、安全隐患大、位置偏僻、管理人员少、交通不便、多数无电源。
【系统方案】
一、方案概述
水库自动化监测系统适用于水利管理部门远程监测水库的水位、降雨量等实时数据，同时支持远程图像监控，为保障水库的适度蓄水和安全度汛提供了准确、及时的现场信息。
水库自动化监测系统做到了水库水雨情的实时监测、实现了水库的信息化管理，在保护人民生命、财产安全方面发挥了重大作用。
二、水库自动化监测系统
1、系统构成
水库自动化监测系统拓扑图2、系统功能
3、系统特点
三、水库自动化监测系统软件
1、主要特点：
★ B/S结构，支持远程访问
★兼容多种通信方式
★支持图像、视频监控
★无缝对接其它平台软件2、水库监测系统软件
3、手机APP
四、水库自动化监测系统案例展示
五、水库自动化监测系统核心产品
1、现场监测设备
2、现场监测核心设备——GPRS/CDMA低功耗RTU
DATA-6301(无显示) DATA-6311(液晶显示)
3、突出优势
1）接口丰富！兼容多种类型、多个厂家设备！
2）抗高温！耐严寒！
工作温度范围：-40～+85℃。
在新疆、内蒙古、黑龙江、吉林等地大量应用，适应极端恶劣环境！
3）超低功耗！平均工作电流仅10mA。
节省配套设备成本！运输、安装方便！
在采集水位、降雨量，阴雨天连续工作15天的同等工况下，DATA-6301/6311和普通RTU的对比如下：
4、产品资质
水文监测数据通信规约（SL651-2014）
水资源监测数据传输规约（SZY206-2012）
四川省水文测报系统技术规约（SCSW008-2011）
加密传输规约
水文自动测报系统设备遥测终端机（SL 180-2015）
水文自动测报系统技术规范（SL 61-2003）
水资源监控设备基本技术条件（SL426-2008）
特殊区域水文、水资源数据安全采集系统RTU追加测试
5、主要技术参数：
硬件配置：6路PI、4路DI、4路AI 、3路DO、2路串口。
存储容量：4M、8M、16M、32M（可选）。
供电电源：10V～30V DC。
外形尺寸：145x100x65mm。
待机电流：<0.1mA/12V。
平均工作电流：≤10mA/12V。
工作环境：温度：-40～+85℃；湿度：≤95%。
设参方式：串口设参、远程设参、蓝牙设参（可选）。