大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：水庫“守壩人”！

一、項(xiàng)目背景

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國水資源利用率越來越高，各類水利水電工規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大。在抗洪救災(zāi)、水利發(fā)電等方面帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。但受多種因素影響，大壩的安全問題日益嚴(yán)重。大量工程實(shí)踐證明，為保證大壩安全、穩(wěn)固，建議健全大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。大壩安全在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能真實(shí)的反映大壩的真實(shí)運(yùn)行狀態(tài)，有效修正缺陷，維護(hù)大壩的安全運(yùn)行，在抗災(zāi)、安全預(yù)警等方面發(fā)揮著重要作用。

漫途大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)大壩進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，分析各項(xiàng)指標(biāo)，建立標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)方法，助力管理大壩結(jié)構(gòu)安全，降低大壩事故的同時(shí)大大減少了運(yùn)維成本。

二、系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)通過采集大壩的滲壓、滲流參數(shù)，并通過數(shù)采終端將數(shù)據(jù)發(fā)送至云端服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理，控制中心根據(jù)服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)看板展示當(dāng)前各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的實(shí)時(shí)健康狀況，監(jiān)測(cè)點(diǎn)滲壓、滲流實(shí)時(shí)折線圖表分析，異常數(shù)據(jù)支持微信端及時(shí)通知管理人員進(jìn)行維護(hù)，確保大壩正常蓄水，為大壩提供24小時(shí)無人在線值守，為大壩正常運(yùn)作保駕護(hù)航。

系統(tǒng)架構(gòu)

三、硬件參數(shù)

1.MTW460安全監(jiān)測(cè)信息采集終端
產(chǎn)品介紹
MTW460安全監(jiān)測(cè)信息采集終端提供多路RS485接口和4~20mA模擬量采集接口，可以接入模擬信號(hào)傳感器或是RS485設(shè)備。通過4G或者網(wǎng)口聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與上傳網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)端的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。主要應(yīng)用于水庫結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)場(chǎng)景，可以根據(jù)客戶實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行定制，滿足客戶定制化需求。
產(chǎn)品參數(shù)
采用高性能工業(yè)級(jí)處理器;
采用金屬碳鋼外殼，防護(hù)等級(jí)IP65，太陽能供電;
支持RS485串口設(shè)備數(shù)據(jù)采集，支持4~20模擬信號(hào)采集、開關(guān)量信號(hào)采集、繼電器控制輸出;
支持應(yīng)力、應(yīng)變、土壓、位移、沉降、傾斜、水文、氣象、壩體溫度、庫水位、孔隙水壓力、繞壩滲流、壩體浸潤線、壩基壓力、圍巖滲透壓力等采集接入；

MTW460SI大壩水庫結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)信息采集終端(EMCU)

2.滲流監(jiān)測(cè)
監(jiān)測(cè)原理
在上游入水口處布設(shè)1個(gè)水位計(jì)。選擇三個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，每個(gè)斷面間隔150m。每個(gè)斷面設(shè)置2個(gè)揚(yáng)壓力孔，每個(gè)孔里面放置1個(gè)硅壓式揚(yáng)壓力計(jì)，并在每個(gè)斷面設(shè)置1個(gè)數(shù)據(jù)采集單元。同時(shí)在下游壩址建三角形量水堰。滲流量觀測(cè)采用量水堰計(jì)觀測(cè)，量水堰計(jì)布置在排水道側(cè)壁上。埋設(shè)安裝需配置堰板，儀器置于堰板上游1米以外，安裝位置堰槽側(cè)壁開凹槽，儀器固定后凹槽內(nèi)放置礫石濾水。

量水堰計(jì)安裝剖面圖

點(diǎn)位布置
一般設(shè)置在集水溝的直線段上，上下游溝底及邊坡需加護(hù)砌以免漏水，可建造專門的混凝土或砌石引水槽。設(shè)計(jì)堰下水深低于堰口，造成堰口自由溢流。為了獲得準(zhǔn)確的觀測(cè)成果，堰壁需與引水槽和來水方向垂直，并且直立。堰板采用不銹鋼板制成，表面應(yīng)平整光滑，將堰口靠下游邊緣制成45°角。量水堰的水尺應(yīng)設(shè)在堰口上游，離堰口距離為3~5倍堰上水頭,水尺刻變度至0.1mn,為使量水堰上游水流穩(wěn)定,可在水尺上游安裝穩(wěn)流設(shè)備。

3.滲壓監(jiān)測(cè)
設(shè)計(jì)原理
壩體浸潤線監(jiān)測(cè)：選定3個(gè)觀測(cè)斷面，在每個(gè)橫斷面內(nèi)橫斷面內(nèi)從壩頂往下游壩坡布置2個(gè)測(cè)壓管，觀測(cè)測(cè)壓管內(nèi)水位，繪制浸潤面，該方法觀測(cè)繪制的浸潤面直觀，一目了然。

埋設(shè)滲壓計(jì)，應(yīng)采用鉆孔埋設(shè)法，鉆孔孔徑約為￠80～100mm。鉆孔孔深要比滲壓計(jì)設(shè)計(jì)埋設(shè)高程深40cm以上，成孔后應(yīng)在孔底灌入粗砂，用透水布內(nèi)放沙做成砂包裹住滲壓力計(jì)放入孔中其上鋪設(shè)中細(xì)砂。
滲壓計(jì)安裝就位后應(yīng)及時(shí)測(cè)量滲力計(jì)初值，根據(jù)滲力計(jì)編號(hào)和設(shè)計(jì)編號(hào)作好記錄并存檔，嚴(yán)格保護(hù)好滲力計(jì)的引出電纜。

四、系統(tǒng)功能

角色權(quán)限管理：支持多級(jí)角色管理，多級(jí)報(bào)警規(guī)則配置，領(lǐng)導(dǎo)、管理、運(yùn)維配置不同等級(jí)的報(bào)警推送信息；多項(xiàng)目管理：支持同一個(gè)賬號(hào)管理多個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目點(diǎn)，方便管理；設(shè)備管理：支持傳感器監(jiān)測(cè)設(shè)備添加、刪除、修改，并綁定對(duì)應(yīng)大壩區(qū)域，方便管理監(jiān)測(cè)點(diǎn)位；實(shí)時(shí)采集：滲流量監(jiān)測(cè)、大壩浸潤線監(jiān)測(cè)等模塊，對(duì)水庫安全健康狀態(tài)進(jìn)行全方位、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水庫安全隱患，進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)警并推送消息給相關(guān)管理人員；
數(shù)據(jù)分析：支持形變、滲壓、滲流等傳感值的時(shí)段數(shù)據(jù)分析折線統(tǒng)計(jì)展示，并參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值，越限進(jìn)行標(biāo)注提醒；告警管理：數(shù)據(jù)越限告警，通過系統(tǒng)平臺(tái)、微信、短信、報(bào)警器等方式通知對(duì)應(yīng)管理人員、運(yùn)維人員。根據(jù)預(yù)警等級(jí)，采取不同的報(bào)警方式，結(jié)合相關(guān)責(zé)任單位及時(shí)采取緊急預(yù)案措施，疏散人群，及時(shí)轉(zhuǎn)移，減少事故災(zāi)害發(fā)生；
數(shù)字大屏展示：支持?jǐn)?shù)字大屏展示，矢量圖展示各個(gè)傳感器的位置分布；滲壓、滲流實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及狀態(tài)顯示；異常消息大屏消息提醒；設(shè)備在線量實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)；曲線分析各大壩點(diǎn)位的健康狀況；
微信公眾號(hào)：支持微信端實(shí)時(shí)查看多個(gè)項(xiàng)目的狀態(tài);異常報(bào)警及時(shí)微信推送消息，支持多級(jí)化報(bào)警等級(jí)管理；支持實(shí)時(shí)查看大壩監(jiān)測(cè)點(diǎn)位參數(shù)值;并支持曲線圖表展示，支持設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維管理；

五、應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)

審核編輯黃宇