水庫大壩實時安全監測特點分析

一、水庫大壩實時監測系統簡介

水庫大壩實時監測的主要任務是實時監測各個監測點水庫水位、水壓、滲流、流量、揚壓力等，用無線傳感網絡完成數據傳輸，在計算機上用數據模式或圖形模式反映出來，實時掌控整個水庫大壩各項變化情況，特殊數據實行聲光報警。大壩安全監測系統能實現全天候遠程自動監測，監測站數據自動采集并且進入相關數據庫。同樣，監測系統也具備人工觀測條件。

大壩遠程監測系統可以完整記錄監測點數據變化過程，并借助無線傳感網絡實時傳輸到數據路由器，再通過4G/5G、北斗等技術送入數據中心服務器，數據中心服務器通過Internet網絡傳輸到覆蓋范圍內的任何需要這些數據的部門。大壩安全監測系統主要由監測點感知設備(光學雨量傳感器IFR202型、水位計、滲壓計、量水堰、視頻)，遙測終端RTU、管理云平臺（SLU閘壩監測預警系統 ）和（WMWS在線監測管理系統）等幾部分。水庫在線監測具有自動采集、分析和報告水庫水位、降雨、圖像、滲流等運行數據的功能，自組織網絡和數據終端具有采集和通信各要素的功能，水庫安全監測預警系統的云平臺具有監測數據的智能分析和預警功能，實現了水庫運行狀態的感知和監測、運行情況分析、安全管理、巡檢在線管理等綜合運行支撐，有效輔助相關部門制定防汛抗旱調度方案和應急預案，實現水庫的信息化管理?？梢园阉畮齑髩伟踩O測系統分為四層：感知層、網絡層、平臺層、應用層。

河北穩控科技WMWS在線監測管理系統

二、水庫管理以及大壩安全監測方面采取的方法和大壩監測的特點分析

針對目前我國在水庫管理和大壩的安全監測方面采取的方法，主要分為兩種，第一種就是人工巡視的方法，而第二種就是運用儀器進行監測的方法。首先說明的是人工巡視的方法，這一方法，一般分為日常的巡視檢查，定期的巡視檢查以及特別時期的檢查。而儀器設備的監測，主要就是在一些典型的斷面進行監測，但是這種儀器監測的方法帶有一定的局限性，很多不那么具有代表性的問題都是無法監測出來的。所以我們必須要切實的做到將人工巡視監測和儀器設備監測相結合，這樣才能更好的保障大壩的安全運行。

可是如果只是單純的使用一些機器儀器對大壩進行安全監測，由于大壩在儀器監測上具有很大的局限性，而且我國的監測儀器發展還很有限，所以很多的大壩監測設備都只能做到小范圍的監測。這就提醒了我們監測手段和方法要盡可能的多樣化。這樣我們才可以在大壩的安全監測和水庫的管理上更加的科學和完善。并且我們還可以很好的保障大壩的安全性，做好水利工程的安全管理。

三、水庫工程安全監測項目設置

技術人員在日常管理過程中，落實安全監測項目設置工作，能更全面、客觀、深入地了解朱莊水庫樞紐工程的實際運行情況，掌握其各項動態信息，找出運行中存在的突出問題并對其進行重點探討，分析出有效的解決對策，最大程度上確保朱莊水庫的安全與穩定。除此之外，技術人員在系統觀測時還應當有一定的目的性與針對性，盡可能參照相應的規范要求操作，有意識地為后期建設、維修、養護工作留下有價值的數據信息資料。

1、滲流監測

滲流監測是指在上下游水位差作用下產生的滲流場的監測，主要包括滲流壓力、滲流量及其水質的觀測。結合我國土石壩的病害情況，可將土石壩的滲流病害分為：壩基滲漏，壩肩滲漏，壩體及防滲體滲漏，下游排水體及反濾料淤堵，壩下涵管滲漏，防滲體與剛性建筑物接觸滲漏，動物危害，巖溶滲漏，侵蝕性危害等。

2、變形監測

變形監測是通過人工或儀器手段觀測大壩整體或局部的變形量，用以掌握大壩在自重、水壓力、揚壓力及溫度等環境量作用下的變形規律，了解大壩在施工和運用期間是否穩定和安全，研究有無裂縫、滑坡、滑動和傾斜等趨勢。變形監測主要包括的內容有：表面變形，內部變形，壩基變形，裂縫及接縫，混凝土面板變形及岸坡位移等。在監測過程中，主要監測儀器有拉線位移傳感器、靜力水準儀、傾角儀、gnss接收機、VS振弦采集儀，VTN振弦采集儀，NLM6系列無線采集儀等。

3、環境量監測

環境量監測主要包括氣溫監測、降雨監測、水庫水溫監測、水庫泥沙淤泥監測、下游河床沖淤測量等。通過監測環境量，可以進一步掌握環境量的變化規律及其對大壩變形、滲流和應力等的影響情況，對水庫大壩安全監測的精確度打下了堅實的基礎。

4、內部監測

內部監測主要包括溫度監測、混凝土應變力(壓力)監測、鋼筋應力監測及錨索應力監測等。土石壩而言，其壓力(應力)監測主要包括孔隙水壓力、土壓力(應力)、接觸土壓力以及混凝土面板應力等。混凝土壩而言，其內部監測主要包括壩體(壩基)應力監測、錨桿(錨索)應力監測、鋼筋應力監測、鋼板應力監測及溫度監測等。值得說明的是，在進行內部監測的同時，應與變形監測、滲流監測項目相結合。

5、水力學監測

水庫大壩作為水利工程樞紐的重要組成部分，對其進行水力學監測就顯得尤為重要。水力學監測項目主要包括動水壓力監測、水流流態監測、水面線監測、流速監測、泄流量監測、空蝕及消能監測等。值得注意的是，水力學監測項目應根據實際輸、泄水建筑物的結構模式、工程或試驗研究的需要進行選擇。

數據采集傳輸儀水庫大壩安全監測原理

感知層：水庫大壩監測點水位計、光學雨量傳感器IFR202型、攝像頭等實時采集河流的水位值、采集當地降雨量、圖片抓拍等。

河北穩控科技光學雨量傳感器

傳輸層：振弦數據采集儀NLM6通過4G/LORA無線數據網絡實現感知層目標數據采集，主動上報。

云平臺：管理云平臺（SLU閘壩監測預警系統 ）和（WMWS在線監測管理系統）數據的存儲、計算、分析與監控，異常數據告警，設備遠程控制與配置。

河北穩控科技WMWS在線監測管理系統

大壩要想提高自身的安全系數，健康長遠地運行就必須要定期開展安全監測工作，落實檢測項目設置與測點分布設置的各項要求，加強巡查管理與滲流量觀測，消除大壩上下游存在的各種安全隱患，發現問題就要立即向上級部門報備，以尋求最為妥善的解決方法，杜絕安全事故的發生，將因監管不力造成的各項損失降到最低。將傳感器、物聯網、云計算等技術與水庫大壩實際情況相結合，河北穩控科技開發了專用于水庫大壩的一套智能化、信息化的在線監測系統及各類型一體式監測站。適用于各類水庫大壩安全監測的需求。

審核編輯 黃昊宇