水库大坝安全监测

水库大坝安全监测系统

1.概述

大坝是进行水资源管理的一个

重要和不可或缺的建筑。大坝形状

各异，从小规模的水坝到大型混凝

土大坝，大坝的安全监测对于大坝

校核设计、改进施工和性能评价都

有重大意义。同时，连续长期的大

坝安全监测系统，能够提供溃坝通

知预警，对于保护下游人民生命财

产安全具有重大意义。所有大坝均需要某种形式的监测，北京七维航测公司提出了实施有效的大坝监测解决方案。

2.大坝安全监测内容、方法及仪器

监测内容：水库水位，水压，渗流，流量，

电导率，风力，相对湿度，空气和水的温度以及

大坝坝体地表位移监测。

项目组成：数据记录仪，水压计，水位计、

钢筋计、测缝计、沉降仪、倾斜仪，水质探测器，

GPS定位系统，数据库工具，数传系统，预警系

统等。

3.大坝安全监测系统介绍

大坝安全监测系统能实现全天候远程自动监测，本项目中使用的各种传感器使用监测站数据记录仪实现自动监测，并且进入相关数据库。同样，监测系统也具备人工观测条件，观测人员可携带读数仪或笔记本电脑到各监测站读取数据。

大坝远程监测系统可以记录下监测对象完整的数据变化过程，并且借助于光纤网络数传系统实时得到数据，同时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，非网络覆盖范围内可通过无线基站、GSM(GPRS)、CDMA等实现远程数据无线传输。

某项目中大坝安全监测传感器位置分布图1）为了解坝体和坝基的渗流压力，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。

2）为了解大坝上下游水位情况，分别设置水位计来观测大坝的上下游的水位。

3）大坝坝体地表位移监测是为了了解大坝地表水平变形和垂直变形情况。监测仪器采用了GPS-RTK测量系统，这一新技术下的工程测量系统取代传统的测距仪，可以实现无人值守及自动监测报警。

4. 大坝安全监测系统组成

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；

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。系统监测站

的MCU与监控中心之间的网络通

信采用光缆。数据采集系统将各

个监测站内的监测数据采集上来，然后在数据处理工作站和数据分析工作站进行数据的处理与分析，并将原始数据和处理结果存入主数据库和备份数据库中。

5. 大坝安全监测系统硬件设计

1)智能数据采集器A/D转换达到16位，可以保证高精度；可同时连接系统

中各种传感器，包括差阻式传感器、压电式传感器、4-20mA电流式传感器、水位计、雨量计等。

2)正常工作宽温度范围-45℃～+70℃，可以保证恶劣的工作环境；

3)数据采集器的所有电路板都经过防潮处理，正常工作湿度范围可达85%；同时外部具有工业级保护机箱，可以充分保证在水电现场恶劣环境下正常工作。

4)对GPS天线进行防雷设计，对电源进行电涌防护，保证水电现场野外工作的能力。

5)内部具有电池，可以保证外部供电缺失下测控单元正常工作；同时外部电源可以选择工业电源、直流电源、太阳能板等。

6. 大坝安全监测系统软件设计

我公司专为大坝安全监测提供软件系统，其基本的功能有：

1）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。

2）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。

3）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。

4）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。

5）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。X/Y随时间变化曲线图6）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。

7）在线编辑、维护、修改数据库功能。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。