一、監測(ce)背(bei)景(jing)

水庫大壩(ba)是(shi)水利工程(cheng)領域(yu)當中十分重要的擋水型(xing)建(jian)(jian)筑物(wu)，是(shi)水庫的核心內容，我國興建(jian)(jian)大壩(ba)大部分是(shi)土石壩(ba)，運行(xing)年齡一般情況下(xia)比較長，因此(ci)很(hen)多土石壩(ba)都會帶有隱患(huan)問題，甚至會發(fa)展(zhan)成(cheng)病險水庫，也(ye)有可能發(fa)生壩(ba)體(ti)垮塌問題，從而會對下(xia)游(you)人民的生命財(cai)產(chan)造成(cheng)不好(hao)地影響(xiang)，也會在當(dang)地社會經濟(ji)發展過程中，造成不(bu)好(hao)影響(xiang)。

二、系統簡介

土(tu)石壩在線監測系(xi)統監測信息包括壩體變形監(jian)(jian)測(ce)、滲流監(jian)(jian)測(ce)和環境氣象(xiang)監(jian)(jian)測(ce)等多種(zhong)監測并(bing)行。土石壩在線監測(ce)系統由監測(ce)儀器、數(shu)據采集(ji)裝(zhuang)置(zhi)、通信(xin)裝(zhuang)置(zhi)、計算機及外(wai)部設備(bei)、數(shu)據采集(ji)和(he)管理軟件、通信(xin)和(he)電源線路(lu)等部分組(zu)成。主(zhu)要系統架構(gou)可(ke)分為感(gan)知層(ceng)、數(shu)據采(cai)集層(ceng)、傳輸通信(xin)層(ceng)、云平臺及(ji)移動(dong)終(zhong)端(duan)組成。不同的水壩對監測信(xin)息的要(yao)求不同，所需測量的信(xin)息參數(shu)也不同。

感知層主(zhu)要完成待監測(ce)物理量(liang)的信(xin)號(hao)轉換，其由多種類(lei)型采集裝置(zhi)構成，主要有GNSS位移監測站、在線式(shi)測斜儀、遠程(cheng)傾斜位移監測儀、應變傳感(gan)器(qi)、靜力水準(zhun)儀、小型氣象站等。

數據(ju)(ju)采(cai)(cai)集層主要負責數據(ju)(ju)采(cai)(cai)集，將(jiang)感知層轉(zhuan)換后(hou)的電(dian)信(xin)(xin)號轉(zhuan)換成(cheng)數字信(xin)(xin)號，以方便數據(ju)(ju)遠距離傳輸。

傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)通信層負責(ze)采集層與云平(ping)臺之間(jian)通信及數(shu)據傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)，數(shu)據傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)方式主要有有線(xian)(xian)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)和無線(xian)(xian)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)。有線(xian)(xian)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)通過光纖、網(wang)線(xian)(xian)經(jing)網(wang)關(guan)將數(shu)據發送(song)到云平(ping)臺及云平(ping)臺數(shu)據下發；無線(xian)(xian)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)主要通過4G/北斗將數據傳輸到(dao)云平臺(tai)及云平臺(tai)數據下發。

應用層(ceng)負(fu)責數據(ju)信(xin)息化管理(li)，如(ru)控制指令下發(fa)和數據(ju)接收、多傳感器(qi)數據(ju)融合分析、結果展示(shi)、預警等。預警信(xin)息通(tong)過短信(xin)、微(wei)信或郵件及(ji)時(shi)發(fa)送到相關管理人員，并提(ti)示后臺及(ji)時(shi)對當前狀(zhuang)態進行評估。

三、系統功能

1、具有(you)遠程傳(chuan)輸(shu)(shu)功能(neng)，可通過串口利用(yong)4G/北斗網絡或局域網絡對大(da)壩(ba)進行遠程監測，實(shi)時(shi)數據網絡傳(chuan)輸(shu)(shu)確(que)保(bao)了通訊(xun)數據的可靠性和實(shi)時(shi)性。

2、系(xi)統24小時在線(xian)監測、可(ke)人工(gong)輸入、數據庫管(guan)理、數據備份、圖形(xing)報(bao)表(biao)制作和信息查詢和發布。

3、基(ji)于通用(yong)的(de)操作環境，具有可視化、圖文并茂的(de)用(yong)戶界面，可方便地修改(gai)系(xi)統設置、設備參數及運行(xing)方式。

4、終端設備具有(you)自動巡測、自檢、自診斷功能(neng)，具備掉電保護功能。

5、實現(xian)監測數(shu)據，自動采集(ji)、傳輸、存儲、分(fen)析及(ji)預(yu)警，可設置多級報(bao)警，支持彈出軟件(jian)窗口報(bao)警、短信報(bao)警及聲光報(bao)警等功能(neng)。

主(zhu)要監(jian)測內容(rong)

1、變形(xing)監(jian)測

變形監測主要指的是壩體(基）的表面(mian)變形(xing)和內部變形(xing)，防滲體變形(xing)，界面(mian)、接（裂）縫和(he)脫空變形(xing)，近壩岸坡變形(xing)以及地下(xia)洞室圍巖變形(xing)等。

土石(shi)壩在線監(jian)測系統監(jian)測的主要就是以壩體(ti)表面變(bian)形(xing)、壩體（基(ji)）內部變(bian)形(xing)、防滲體變(bian)形(xing)（混凝土(tu)(tu)面(mian)板變形(xing)、防滲墻(qiang)撓度變形(xing)以(yi)及(ji)壩體(ti)心墻(qiang)的(de)水平位移及(ji)垂直位移）、界面(mian)、接（裂(lie)）縫及(ji)脫空(kong)變形(xing)監測（壩肩接縫、土(tu)(tu)石(shi)壩與(yu)混凝土(tu)(tu)建筑物接縫、土(tu)(tu)壩心墻(qiang)與(yu)過(guo)渡料接觸帶、面(mian)板接縫與(yu)周邊縫、壩體(ti)裂(lie)縫，以(yi)及(ji)面(mian)板脫空(kong)等）進行設計的(de)。在監測過(guo)程中，主(zhu)要(yao)運用GNSS位移監(jian)測站(zhan)、遠程傾斜位移監(jian)測儀、靜力(li)水準儀、應變傳感器等方式進行(xing)變形監測(ce)。壩體內部垂直位移(yi)及(ji)水平(ping)位移(yi)監測(ce)，宜在橫(heng)向、縱(zong)向及(ji)垂向兼顧布置，相互配合。

2、滲流(liu)監測

土石壩滲透水溢出(chu)點的(de)滲透坡(po)降(jiang)較陡時，壩坡(po)就(jiu)會發生流土、管涌，甚至滑坡(po)、垮壩。對土石壩滲(shen)流進行實時在(zai)線監測可為(wei)水庫(ku)正(zheng)常(chang)運行、壩體穩(wen)定提(ti)供科學依據。主要(yao)由(you)三(san)部分組成，分別(bie)為水庫水位監(jian)測、壩基的滲流量(liang)以及導(dao)流渠流量(liang)監測。

3、環境氣象監測(ce)

主要包括溫(wen)濕度(du)監測、降雨(yu)監測、風速風向監(jian)測、蒸發量監(jian)測等。通過監測環境氣(qi)象，可以進一(yi)步掌握環境(jing)量的(de)變化規律及其對大(da)壩(ba)變形、滲(shen)流和應(ying)力(li)等(deng)的(de)影響情況(kuang)，對水庫大(da)壩(ba)在線監測的準確度(du)打下了(le)堅實的基礎(chu)。

監(jian)測內容表

五、監(jian)測依據(ju)

《土(tu)石(shi)壩安 全(quan)監測技術規(gui)范 SL 551-2012》