一、監測背景

水庫大(da)壩是水利工程領域當中(zhong)十(shi)分重要的擋(dang)水型建筑物，是水庫的核(he)心內容，我(wo)國興建大(da)壩大(da)部分是土石壩，運行年(nian)齡一般情(qing)況下比(bi)較(jiao)長，因此很多土石壩都會(hui)帶(dai)有隱患問題，甚至會(hui)發(fa)展成病(bing)險水庫，也有可(ke)能(neng)發(fa)生壩體垮塌(ta)問題，從而會(hui)對(dui)下游人民的生命財產造成不好地影響，也會在(zai)當地社會經濟發展(zhan)過程中，造成不好影響。

二、系統(tong)簡(jian)介(jie)

土(tu)石(shi)壩在線(xian)監測系統監測信息包括壩體變(bian)形監測(ce)、滲流(liu)監測(ce)和環(huan)境(jing)氣(qi)象監測(ce)等多種監測并(bing)行。土石壩在線監(jian)測系統(tong)由監(jian)測儀(yi)器(qi)、數(shu)據采集(ji)裝(zhuang)置、通信(xin)裝(zhuang)置、計算機及外部設備、數(shu)據采集(ji)和(he)管理(li)軟件、通信(xin)和(he)電源線路等部分(fen)組成(cheng)。主要系統(tong)架構可分(fen)為(wei)感知層、數(shu)據采(cai)集(ji)層、傳(chuan)輸(shu)通信(xin)(xin)層、云平臺(tai)及移(yi)動終端組成。不同的(de)水(shui)壩對監測信(xin)(xin)息(xi)的(de)要求不同，所(suo)需測量的(de)信(xin)(xin)息(xi)參數(shu)也不同。

感知層(ceng)主要完(wan)成待監測物理(li)量(liang)的(de)信號轉換(huan)，其由多種類(lei)型采集(ji)裝置構成，主要有GNSS位移監測(ce)站(zhan)、在線式測(ce)斜儀、遠程傾斜位移監測(ce)儀、應變傳感(gan)器、靜力水準儀、小型氣象(xiang)站等。

數(shu)(shu)據采集層(ceng)主要負(fu)責數(shu)(shu)據采集，將感知(zhi)層(ceng)轉(zhuan)換后的電(dian)信(xin)號轉(zhuan)換成(cheng)數(shu)(shu)字信(xin)號，以方便數(shu)(shu)據遠距離傳輸。

傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)通信層負(fu)責采集層與云平臺(tai)之間(jian)通信及(ji)(ji)數據(ju)傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)，數據(ju)傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)方式主要有有線(xian)(xian)傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)和無線(xian)(xian)傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)。有線(xian)(xian)傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)通過光纖、網線(xian)(xian)經網關(guan)將數據(ju)發送到(dao)云平臺(tai)及(ji)(ji)云平臺(tai)數據(ju)下發；無線(xian)(xian)傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)主要通過4G/北斗將數(shu)據傳輸到云(yun)平(ping)(ping)臺及云(yun)平(ping)(ping)臺數(shu)據下發。

應用層負責數據(ju)信息(xi)化管理(li)，如控制指令下發和數據(ju)接收(shou)、多(duo)傳感器(qi)數據(ju)融合分析、結(jie)果展示、預警等。預警信息(xi)通過短信、微(wei)信或(huo)郵件(jian)及(ji)時發送(song)到相關管(guan)理人員(yuan)，并提示后臺及(ji)時對當(dang)前狀態進(jin)行(xing)評估。

三、系統功能

1、具有遠程(cheng)傳(chuan)(chuan)輸(shu)功能，可通(tong)過串口利用(yong)4G/北斗網(wang)(wang)絡(luo)或(huo)局域網(wang)(wang)絡(luo)對大(da)壩進行遠程(cheng)監測，實時(shi)(shi)數(shu)據(ju)(ju)網(wang)(wang)絡(luo)傳(chuan)(chuan)輸(shu)確保了(le)通(tong)訊數(shu)據(ju)(ju)的可靠性和實時(shi)(shi)性。

2、系統24小時(shi)在線監(jian)測、可人工輸(shu)入、數據庫管理、數據備份、圖形報表(biao)制作和信息查詢和發布。

3、基于通(tong)用(yong)的(de)操(cao)作環(huan)境，具有可(ke)(ke)視化(hua)、圖文并(bing)茂的(de)用(yong)戶界(jie)面，可(ke)(ke)方便地修改系統設置、設備(bei)參數及運行方式。

4、終端設備具有自動巡(xun)測、自檢(jian)、自診斷功能，具(ju)備掉(diao)電保護功能。

5、實現監測數據，自動采集(ji)、傳輸(shu)、存儲、分析(xi)及預(yu)警，可設(she)置多級(ji)報(bao)警(jing)，支持彈出軟件窗口報(bao)警(jing)、短信報(bao)警(jing)及聲光報(bao)警(jing)等功能。

主(zhu)要監測內容

1、變形監測

變形監測(ce)主(zhu)要指的(de)是壩體(ti)(基）的表(biao)面變形(xing)和(he)內部變形(xing)，防滲體(ti)變形(xing)，界(jie)面、接（裂）縫和脫空變(bian)形(xing)，近壩(ba)岸坡變(bian)形(xing)以及地下洞(dong)室(shi)圍(wei)巖變(bian)形(xing)等。

土石壩(ba)在線監測系統(tong)監測的(de)主要就(jiu)是以壩體(ti)表面變形(xing)(xing)、壩(ba)體(ti)（基）內部變形(xing)(xing)、防滲體(ti)變形(xing)(xing)（混凝(ning)土(tu)面(mian)板變(bian)形(xing)、防滲墻撓度變(bian)形(xing)以及(ji)壩(ba)體心墻的(de)水(shui)平(ping)位移及(ji)垂直位移）、界面(mian)、接(jie)（裂）縫(feng)及(ji)脫(tuo)空(kong)變(bian)形(xing)監測（壩(ba)肩接(jie)縫(feng)、土(tu)石壩(ba)與(yu)混凝(ning)土(tu)建筑物(wu)接(jie)縫(feng)、土(tu)壩(ba)心墻與(yu)過(guo)渡(du)料接(jie)觸(chu)帶(dai)、面(mian)板接(jie)縫(feng)與(yu)周邊縫(feng)、壩(ba)體裂縫(feng)，以及(ji)面(mian)板脫(tuo)空(kong)等）進(jin)行設計的(de)。在(zai)監(jian)測過程(cheng)中，主要運用GNSS位移(yi)監測站、遠程傾斜(xie)位移(yi)監測儀、靜力(li)水(shui)準儀、應變傳(chuan)感(gan)器等(deng)方式進行變形監測。壩體內部垂(chui)直位(wei)移(yi)(yi)及水平(ping)位(wei)移(yi)(yi)監測，宜在(zai)橫向、縱向及垂(chui)向兼顧布置(zhi)，相互(hu)配合。

2、滲流監(jian)測

土(tu)石壩(ba)(ba)(ba)滲透水溢出點的滲透坡降較陡時，壩(ba)(ba)(ba)坡就會(hui)發生流土(tu)、管涌，甚至滑坡、垮壩(ba)(ba)(ba)。對土(tu)石壩(ba)(ba)(ba)滲流進行實時在線監測可為水庫正常運行、壩體(ti)穩(wen)定(ding)提(ti)供科學依據。主要由三部分(fen)組成，分(fen)別為水(shui)庫水(shui)位監測(ce)、壩基的(de)滲(shen)流(liu)量以及(ji)導流渠流量監測(ce)。

3、環境氣象(xiang)監測

主要(yao)包括溫(wen)濕度監(jian)測(ce)、降雨監(jian)測(ce)、風(feng)速風(feng)向監測(ce)、蒸發量監測(ce)等(deng)。通過監測環境(jing)氣象，可(ke)以進一步掌握環境量的變化(hua)規律及其(qi)對大(da)壩(ba)變形(xing)、滲流和應力等(deng)的影響(xiang)情(qing)況，對水庫大(da)壩(ba)在線監測(ce)的準確度打(da)下(xia)了堅實的基(ji)礎。

監(jian)測(ce)內容表

五(wu)、監測依據

《土石壩安 全(quan)監測技(ji)術(shu)規范 SL 551-2012》