水库大坝安全监测系统
大坝安全监测自动化系统的结构形式.
水利工程管理技术
ห้องสมุดไป่ตู้
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
水利工程管理技术
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。
水利工程管理技术
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。
水利工程管理技术
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。
水库大坝安全监测系统
水库大坝安全监测系统摘要：水库大坝是重要的水资源调控和洪水防治设施，其安全性直接关系到人民生命财产的安全。
本文介绍了水库大坝安全监测系统的基本原理、主要功能以及发展趋势。
水库大坝安全监测系统的建立和运行对于确保水库大坝的安全具有重要的意义。
一、引言水库大坝是用于调节水资源、防止洪水以及发电等功能的重要设施。
然而，由于自然因素、人为因素等原因，水库大坝的安全性面临着一定的挑战。
为了确保水库大坝的安全性，水库大坝安全监测系统的建立和运行变得至关重要。
二、水库大坝安全监测系统的基本原理水库大坝安全监测系统通过安装传感器、数据采集设备、数据传输设备和数据处理设备等组成，对水库大坝的物理量进行实时监测和数据采集。
基于监测数据的分析和处理，可以实现对水库大坝安全状态的评估和预警，为保障水库大坝的安全性提供技术支持。
三、水库大坝安全监测系统的主要功能1. 水文监测功能：包括对水库水位、流量、水质等水文参数的监测和采集，通过分析这些参数的变化可以判断水库大坝是否存在安全隐患。
2. 结构监测功能：包括对水库大坝结构的变形、裂缝、沉降等参数的监测和采集，通过分析这些参数的变化可以评估水库大坝的稳定性和安全性。
3. 应力监测功能：包括对水库大坝内部和周围岩土体的应力变化的监测和采集，通过分析这些参数的变化可以判断水库大坝是否存在应力集中区域。
4. 渗流监测功能：包括对水库大坝内部和周围岩土体的渗流量的监测和采集，通过分析这些参数的变化可以判断水库大坝是否存在渗漏问题。
5. 通信与报警功能：水库大坝安全监测系统可以通过与监测站点的通信设备实现远程监测和数据传输，及时向相关部门发送预警信息，保障水库大坝的安全。
四、水库大坝安全监测系统的发展趋势1. 自动化技术的应用：随着自动化技术的发展，水库大坝安全监测系统将越来越多地采用自动化设备和技术，实现对水库大坝的实时监测和数据采集。
2. 大数据和人工智能的应用：水库大坝安全监测系统将结合大数据和人工智能技术，通过对大量监测数据的分析和处理，实现对水库大坝安全状态的准确评估和预警。
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）。
希尼尔水库大坝安全监测系统设计
的相 关要求 ，大坝 表面变 形 、坝体及坝 基渗 流是必 须观测 的项 目；大坝 内部 重点部 位的变形 可进行 选
择 性 观 测 ；大 坝 应 力 观 测 是 选 择 性 观 测 项 目。
库大 坝主要工程 量为 ：清基 土方 １ ２ ３ 万 ｍ。 ０． ７ ，坝
体 填 筑 ３ １ ７万 ｍ。 ８． ，面 板 混 凝 土 ４ ８ ０ ， 苯 板 ４ ０ ｍ。
ｌ 工 程 概 况
希 尼 尔 水库 位 于新 疆 孔 雀 河 流 域 的 尉 犁 县境 内 ，是世 界银 行 贷 款 项 目塔 里 木 盆地 灌 溉 与 环保
（ 期 ）工 程 子 项 目 之 一 ，地 理 坐 标 为 东 经 ８ 。３ 二 ６ １
－
层 。三是工 程 的泄水建 筑物 因地形 限制 采用 在坝 内 埋涵 洞的设计 方案 ，均质 砂砾石 坝上有 钢筋混 凝土
２ 水 库 大 坝 安全 监 测 系统 设计 原 则 与 依 据
为确保 希尼 尔水 库 的大坝 安全 ，在 水库 大坝上 设置 了原型 观测系统 。在水 库运行 期 ，监测大 坝 的 运行状 态 ，用 以保证 水库 大坝 的安全运 用 ，充 分发 挥 工程 效益 。同时 ，通过 积 累第一 手 的原型观测 资 料 ，对大坝 的变形 、渗 流等规 律进行研 究 。 根据 《 压 式 土 石 坝 设 计 规 范 》 （ Ｉ ７ — 碾 Ｓ ４ ２
副 坝 长 ０ ５ｋ ． ５ ｍ， 西 副 坝 长 ２ ４ ７ ｉ， 主 坝 长 ． ３ｋ ｎ
致 。因此 ，设计 一套完 整 、合 理 的监测 系统 ，对 确
保 工程安 全是 十分重 要的 。
４ ６ ３ ｍ。二 是坝基 为深覆 盖层 软基 ，其 中东 、西 ．６ ｋ
水库大坝安全监测系统
水库大坝安全监测系统1.监测内容、方法及仪器a.大坝区降雨强度和雨量监测采用翻斗式雨量计测量降雨量和降雨强度。
b.大坝浸润线及坝基渗压监测通过埋设渗压计来观测坝体的渗流压力分布情况和浸润线位置以及坝基渗流压力分布情况。
c.大坝上下游水位监测通过安装浮子式、振弦式水位计观测大坝的上下游的水位。
d.大坝坝体位移监测采用全站仪自动极坐标测量系统监测大坝变形，内外业一体化的工程测量系统可实现无人值守及自动监测。
e.大坝渗流量监测水库大坝安全监测系统在大坝下游设置量水堰，安装量水堰计以监测大坝渗流量。
2.传感器可根据实际需求，在监测范围内安装各种传感器。
一般常用的有：渗压计、混凝土应变计、应力计、多点位移计、测缝计、水位计、钢筋计、倾角计、测力计、气压计、温度计、压力盒等。
3.自动监测系统a.系统介绍随着计算机技术和电测技术的发展，使得以电测传感器技术为基础的监测项目能实现全天候自动监测。
同样，监测系统也具备人工观测条件，通过观测人员携带读数仪或笔记本电脑到各监测站读取数据，并可由人工输入计算机，进入相关数据库。
连续自动监控可以记录被监控对象的整个数据变化过程，实时获取数据。
在计算机网络系统的帮助下，数据还可以传输到网络覆盖范围内任何需要这些数据的部门。
b.系统组成该系统由三部分组成：水库大坝安全监控系统1）现场量测部分2)远程终端采集单元mcu3)管理中心的数据处理部分c.系统网络结构水库大坝安全监测数据采集系统采用分层分布开放式结构，运行方式为分散控制方式，可命令各个现地监测单元按设定时间自动进行巡测、存储数据，并向安全监测中心报送数据。
系统MCU之间以及MCU与监控计算机之间的网络通采用光缆。
安全监测数据采集系统可通过光缆将位于本工程各个监测站内的监测数据采集上来，然后通过光缆传送到位于管理所的监测中心内的监控主机内。
水库大坝安全监测系统图1系统网络组成图4.监控系统的功能特点本监测系统是专为大坝安全监测提供最优解决方案，其基本的功能有：a.可实时远程监测大坝的各测试参数，可根据需要设定采集频率、测点数据，对原始数据可进行各种计算。
大坝安全监测系统v.doc
大坝安全监测系统产品概述大坝安全监测系统是对水库大坝进行实时地监测管理，通过对监测数据采集、分析、处理、查询，掌握水库大坝的实时运行状况，及时发现异常情况并采取措施。
大坝安全监测系统，采用高度集成化、智能化的、现代化的工业自动化控制技术，通过使用数据采集器，并采用各类相应的测量传感器，完成对土石坝、混凝土坝及其它水工建筑物、库区环境、高边坡、涵洞、楼宇、交通工程等岩土工程的变形，渗压渗流、环境因素（水位、气温、雨量）、应力应变等观测项目进行自动远程在线监测。
并对所监测的项目数据进行进行数据采集、在线运算、分析处理、存储及输出。
图：大坝安全监测系统系统具备的特点本系统内部可采用RS232 ,RS485/422以及其他国际标准构建现场通信，网络基本系统之间及基本系统与监测管理中心站之间采用局域网连接监测。
系统功能1.系统具备巡测和选测功能，系统数据采集方式采用自动控制方式2.系统有显示功能能，显示建筑物及监测系统的总体和过程曲线报警状态显示窗口等3.系统有操作功能，能在监测管理站的计算机或监测管理中心站的计算机上实现监视操作输入输出显示打印4.系统能报告现在测值状态调用历史数据，评估系统运行状态5.系统设备具备掉电保护功能在外部电源突然中断时保证数据和参数不丢失6.系统具备数据通信功能包括数据采集装置与监测管理站计算机之间的数据通信以及监测管理站和监测管理7.系统可靠.平均故障间隔时间MTBF=1/λ . λ是产品的故障总数与寿命单位总数系统性能系统具备下列采集性能指标采集信号：模拟量、数字量采集对象：差动电阻式、电感式、电容式、压阻式、振弦式、差动变压器、电位器式、光电式等监测仪器，步进电机式、测量装置、及其他测量装置系统运行方式：支持24h不间断运行根据需要可调测量周期:大于10min ,根据需要和测量装置可调系统具有较强的环境适应性,具备防雷、防潮、防锈蚀、防鼠、抗振抗、电磁干扰等性能具有图文并茂的用户界面采集计算机1.具备适合工业应用环境有较高运算速度和较大存储容量的工业机2.配置便携式计算机作为移动工作站并配有打印机3.能与监测管理中心站和监测站，进行网络通信并接收管理计算机的命令，向监测站数据采集装置转发指令4.具有可视化用户界面能方便地修改系统设置设备参数及运行方式能根据实测数据反映的状态进行修改选择监测的频次和监测对象5.具有对采集数据库进行管理的功能6.具有画面报表编辑功能7.具有自动报警功能8.具有运行日志故障日志记录功能图：分布式数据采集方式监测管理中心设备1.交流电源掉电时不间断电源维持系统正常工作时间不小于30min2.能通过采集计算机对现场采集系统进行采集和控制3.能完成大坝监测数据的管理及日常工程安全管理工作如在线监测、离线分析、图表制作、测值预报4..监测自动化系统的构建。
新立城水库大坝安全监测系统建设
３ 大 坝 安 全 监 测 自动 化 系统 建 设 为 了 解 决 水 库 安 全 监 测 存 在 的 问题 ， 从 水 库 实 际 需 要
出 发 ， 以 《 石 坝 安 全 监 测 技 术 规 范 》 （ Ｌ ０ ９ ）为 依 土 Ｓ６－４
魇有 监泓设鲢 （ 人工 溉涮 ＇
存 在不 足 ，主要 表现 为 ：①观 测 手段 落后 ，部分 设施 损
坏 ，无 法 达 到 监 测 目 的 。 渗 流 监 测 均 为 人 工 观 测 ，大 坝 全 长２８ｍ ６ ０ ，观 测 设 施 测 点 分 布 范 围 大 ， 人 工 采 集 一 次 时 间
口弦 式 压 力 传 感 器 进 行 渗 流 量 自动 化 监 测 ，并 对 前 期观 测 资
监 测 项 目的 坝 段 。据 此 选 择 １ 眼 减 压 井 及 总 堰 使 用 小 量 程 进 ２
２ 大坝安全监测存在的 问匿
虽 然 原 有 安 全 监 测 设 施 对 揭 示 水 库 工 程 存 在 的 问题 和 保 证 大 坝 安 全 运 行 发 挥 着 重 要 作 用 ，但 在 观 测 手 段 等 方 面
水 为 主 、兼 顾 下 游 防 洪 的 大 （ Ｉ Ｉ ）型 水 库 ， 为 ｉ０ 一 遇 ０年
（ ）绕坝 、绕 闸渗流 压力及溢 洪道扬 压力监测 。绕坝 ２
闸 及 溢 洪 道 扬 压 力 监 测 共 设 测 压 管 ２ 只 ，经 注 水 试 验 表 明 ， ５ 灵 敏 度 好 的 有 ９ 测 压 管 、 灵 敏 度 一 般 的 有５ 测 压 管 。 为 充 根 根 分 利 用 原 有 监 测 设 施 ，在 尚能 利 用 的 ｌ根 测 压 管 内 吊化 。 ４ （ ）坝 后 减 压井 渗 流 量 监 测 。 新 立 城 水 库 坝 后 设 １ １￣ ３ ０ Ｈ 减 压 井 ， 每 井 均 设 量 水 堰 ｌ ；各 井 之 渗 流 水 汇 入 减 压 井 下 座 游 总 管 排 入 排 水 沟 ， 排 水 沟 前 端 设 渗 流 量 总 堰 １ 。堰 上 水 座
大坝安全监测自动化解决方案
大坝安全监测自动化解决方案目录第一部分大坝安全监测系统 (1)一. 系统概述 (1)二. 系统组成 (1)三. 系统设计 (1)四. 组网方式及数据流程 (5)五. 大坝安全监控系统功能 (5)5.1用户管理 (5)5.2系统配置管理 (6)5.3运行管理 (6)5.4系统状态管理 (6)5.5数据管理 (6)5.6报表生成 (6)5.8曲线绘制功能 (6)六. 主要设备技术指标 (7)6.1渗压计 (7)6.2量水堰计 (7)6.3库水位计 (7)6.4雨量计 (7)6.5分布式网络测量单元 (8)第二部分GPS坝体变形监测系统 (10)一．系统概述 (10)二．系统结构 (10)三．基准站 (11)四．监测站 (12)五．数据处理中心 (12)二十三.第三章软件系统功能 (12)第一部分大坝安全监测系统一. 系统概述整套系统采用分层分布的优化设计方法，硬件及软件系统均采用模块化、开放式结构设计，以方便系统升级以及与其它系统的连接。
关键部件选国外原装产品，配以国内的成熟技术与产品，系统设计力求较高的稳定性、可靠性、灵活性、可操作性和可扩展性，以利主坝后期子坝和副坝自动化安全监测的扩展设计安装，系统内部的通讯完全采用数字信号的传输。
二. 系统组成测量系统由计算机、安全监测系统软件、测量单元、传感器等组成，可完成各类工程安全监测仪器的自动测量、数据处理、图表制作、异常测值报警等工作。
系统软件基于WINDOWS工作平台，集用户管理、测量管理、数据管理、通讯管理于一身，为工程安全的自动化测量及数据处理提供了极大的方便和有力的支持。
软件界面友好，操作简单，使用人员在短时间内即可迅速掌握并使用该软件；三. 系统设计依据坝体现在状况，分别进行坝体渗流监测、水位监测、降雨量监测，具体配置如下：1.2.1坝体渗流监测（1）坝体浸润线监测一般监测断面不少于3个，监测断面位置一般选择在最具有代表性的、能控制主要渗流情况和估计可能出现异常渗流情况的横断面上，如最大坝高断面、原河床断面、合龙坝段、坝体结构有变化的断面和地质情况复杂的断面等，断面间距一般为100~200m。
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水库大坝安全监测系统
1. 监测内容、方法及仪器
a. 大坝区降雨强度和雨量监测
采用翻斗式雨量计测量降雨量和降雨强度。
b. 大坝浸润线及坝基渗压监测
通过埋设渗压计来观测坝体的渗流压力分布情况和浸润线位置以及坝基渗
流压力分布情况。
c. 大坝上下游水位监测
通过安装浮子式、振弦式水位计观测大坝的上下游的水位。
d. 大坝坝体位移监测
采用全站仪自动极坐标测量系统监测大坝变形，内外业一体化的工程测量系统可实现无人值守及自动监测。
e. 大坝渗流量监测
在大坝下游设置量水堰，安装量水堰计以监测大坝渗流量。
2. 传感器
可根据实际需求，在监测范围内安装各种传感器。
一般常用的有：渗压计、混凝土应变计、应力计、多点位移计、测缝计、水位计、钢筋计、倾角计、测力计、气压计、温度计、压力盒等。
3. 自动监测系统
a. 系统简介
随着计算机技术和电测技术的发展，使得以电测传感器技术为基础的监测项目能实现全天候自动监测。
同样，监测系统也具备人工观测条件，通过观测人员携带读数仪或笔记本电脑到各监测站读取数据，并可由人工输入计算机，进入相关数据库。
连续的自动监测可以记录下监测对象完整的数据变化过程，并且实时得到数据，借助于计算机网络系统，还可以将数据传送到网络覆盖范围内的任何需要这些数据的部门。
b. 系统组成
本系统由三部分组成：
1）现场量测部分
2）远程终端采集单元MCU
3）管理中心数据处理部分
c. 系统网络结构
水库大坝安全监测数据采集系统采用分层分布开放式结构，运行方式为分散控制方式，可命令各个现地监测单元按设定时间自动进行巡测、存储数据，并向安全监测中心报送数据。
系统MCU之间以及MCU与监控计算机之间的网络通信采用光缆。
安全监测数据采集系统可通过光缆将位于本工程各个监测站内的监测数据
采集上来，然后通过光缆传送到位于管理所的监测中心内的监控主机内。
图1 系统网络组成图
4.监测系统功能特点
本监测系统是专为大坝安全监测提供最优解决方案，其基本的功能有：
a.可实时远程监测大坝的各测试参数，可根据需要设定采集频率、测点数据，对原始数据可进行各种计算。
b.可对水库大坝的采集数据进行专业评估，按水利专业要求进行相关的数据的计算、评估与处理，以适应各种评测模型的需要。
c.数据能够以各种数据库形式保存并可进行历史数据查询，还可以直接生成EXCEL或其他形式报表。
同时数据可实时保存到网页报表中，提供网页远程浏览各种数据。
d.数据可以以图形方式显示，包括时间历程曲线图、X/Y坐标图、模拟图、直方图等形式。
e.具有数据越限报警功能，现场即时上传报警信息时，主机会出现明显的报警画面和报警信息，同时还可提供各种声光报警等多媒体提示。
f.实现对系统信息打印的功能，支持对图形、报表、曲线、报警信息、各种统计计算结果等的打印。
g.在线编辑、维护、修改、扩展功能。
系统硬件和软件都满足开放性标准的要求，满足今后系统在硬件节点的增加、数据库容量的扩充、系统软件功能的增强等方面的要求。
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