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土石壩在線監(jiān)測解決方案

2024-04-28 09:45

一、監(jiān)測背景

水庫大壩是水利工程領域當中十分重要的擋水型建筑物,是水庫的核心內(nèi)容,我國興建大壩大部分是土石壩,運行年齡一般情況下比較長,因此很多土石壩都會帶有隱患問題,甚至會發(fā)展成病險水庫,也有可能發(fā)生壩體垮塌問題,從而會對下游人民的生命財產(chǎn)造成不好地影響,也會在當?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展過程中,造成不好影響。


二、系統(tǒng)簡介

土石壩在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測信息包括壩體變形監(jiān)測、滲流監(jiān)測和環(huán)境氣象監(jiān)測等多種監(jiān)測并行。土石壩在線監(jiān)測系統(tǒng)由監(jiān)測儀器、數(shù)據(jù)采集裝置、通信裝置、計算機及外部設備、數(shù)據(jù)采集和管理軟件、通信和電源線路等部分組成。主要系統(tǒng)架構可分為感知層、數(shù)據(jù)采集層、傳輸通信層、云平臺及移動終端組成。不同的水壩對監(jiān)測信息的要求不同,所需測量的信息參數(shù)也不同。

感知層主要完成待監(jiān)測物理量的信號轉換,其由多種類型采集裝置構成,主要有GNSS位移監(jiān)測站、在線式測斜儀、遠程傾斜位移監(jiān)測儀、應變傳感器、靜力水準儀小型氣象站等。

數(shù)據(jù)采集層主要負責數(shù)據(jù)采集,將感知層轉換后的電信號轉換成數(shù)字信號,以方便數(shù)據(jù)遠距離傳輸。

傳輸通信層負責采集層與云平臺之間通信及數(shù)據(jù)傳輸,數(shù)據(jù)傳輸方式主要有有線傳輸和無線傳輸。有線傳輸通過光纖、網(wǎng)線經(jīng)網(wǎng)關將數(shù)據(jù)發(fā)送到云平臺及云平臺數(shù)據(jù)下發(fā);無線傳輸主要通過4G/北斗將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_及云平臺數(shù)據(jù)下發(fā)。

應用層負責數(shù)據(jù)信息化管理,如控制指令下發(fā)和數(shù)據(jù)接收、多傳感器數(shù)據(jù)融合分析、結果展示、預警等。預警信息通過短信、微信或郵件及時發(fā)送到相關管理人員,并提示后臺及時對當前狀態(tài)進行評估。

三、系統(tǒng)功能

1、具有遠程傳輸功能,可通過串口利用4G/北斗網(wǎng)絡或局域網(wǎng)絡對大壩進行遠程監(jiān)測,實時數(shù)據(jù)網(wǎng)絡傳輸確保了通訊數(shù)據(jù)的可靠性和實時性。

2、系統(tǒng)24小時在線監(jiān)測、人工輸、數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)備份、圖形報表制作和信息查詢和發(fā)布。

3、基于通用的操作環(huán)境,具有可視化、圖文并茂的用戶界面,可方便地修改系統(tǒng)設置、設備參數(shù)及運行方式。

4、終端設備具有自動巡測、自檢、自診斷功能,具備掉電保護功能。

5、實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù),自動采集、傳輸、存儲、分析及預警可設置多級報警,支持彈出軟件窗口報警、短信報警及聲光報警等功能。

主要監(jiān)測內(nèi)容

1、變形監(jiān)測

變形監(jiān)測主要指的是壩體(基)的表面變形和內(nèi)部變形,防滲體變形,界面、接縫和脫空變形,近壩岸坡變形以及地下洞室圍巖變形等。

土石壩在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測的主要就是以壩體表面變形、壩體(基)內(nèi)部變形、防滲體變形(混凝土面板變形、防滲墻撓度變形以及壩體心墻的水平位移及垂直位移)、界面、接(裂)縫及脫空變形監(jiān)測(壩肩接縫、土石壩與混凝土建筑物接縫、土壩心墻與過渡料接觸帶、面板接縫與周邊縫、壩體裂縫,以及面板脫空等)進行設計的。在監(jiān)測過程中,主要運用GNSS位移監(jiān)測站、遠程傾斜位移監(jiān)測儀、靜力水準儀、應變傳感器等方式進行變形監(jiān)測。壩體內(nèi)部垂直位移及水平位移監(jiān)測,宜在橫向、縱向及垂向兼顧布置,相互配合。

2、滲流監(jiān)測

土石壩滲透水溢出點的滲透坡降較陡時,壩坡就會發(fā)生流土、管涌,甚至滑坡、垮壩。對土石壩滲流進行實時在線監(jiān)測可為水庫正常運行、壩體穩(wěn)定提供科學依據(jù)。主要由三部分組成,分別為水庫水位監(jiān)測、壩基的滲流量以及導流渠流量監(jiān)測。

3、環(huán)境氣象監(jiān)測

主要包括溫濕度監(jiān)測、降雨監(jiān)測、風速風向監(jiān)測、蒸發(fā)量監(jiān)測等。通過監(jiān)測環(huán)境氣象,可以進一步掌握環(huán)境量的變化規(guī)律及其對大壩變形、滲流和應力等的影響情況,對水庫大壩在線監(jiān)測的準確度打下了堅實的基礎。

監(jiān)測內(nèi)容表

土石壩監(jiān)測表.jpg

五、監(jiān)測依據(jù)

《土石壩安 全監(jiān)測技術規(guī)范 SL 551-2012》




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