一、監測(ce)背景

水(shui)庫(ku)大壩是水(shui)利工程領域當中十分重要的(de)擋水(shui)型建(jian)筑(zhu)物，是水(shui)庫(ku)的(de)核心內容(rong)，我國(guo)興建(jian)大壩大部分是土石(shi)壩，運(yun)行年(nian)齡一般情(qing)況下比較長，因(yin)此很多(duo)土石(shi)壩都會(hui)帶(dai)有隱患(huan)問題(ti)，甚(shen)至會(hui)發(fa)展成病險水(shui)庫(ku)，也有可能發(fa)生(sheng)壩體垮塌問題(ti)，從而會(hui)對下游人民(min)的(de)生(sheng)命財產造成不好地影響，也會在(zai)當地社會經濟發展過程中，造成不好(hao)影響。

二、系統簡介

土(tu)石(shi)壩在線(xian)監測系統監測信息(xi)包括壩(ba)體變形監測、滲(shen)流(liu)監測和環境氣象(xiang)監測等多種監測并行。土(tu)石壩在(zai)線監測(ce)系統由監測(ce)儀(yi)器(qi)、數據采集(ji)裝置、通信裝置、計算機(ji)及外部(bu)設備、數據采集(ji)和管理軟件、通信和電源線路等部(bu)分組(zu)成(cheng)。主要系統架構(gou)可分(fen)為感(gan)知層(ceng)、數(shu)據采集層(ceng)、傳(chuan)輸通信(xin)層(ceng)、云(yun)平臺及移(yi)動終端組成。不同的水壩(ba)對監測信(xin)息(xi)的要求不同，所(suo)需測量的信(xin)息(xi)參數(shu)也不同。

感知層(ceng)主要完(wan)成待監測物理(li)量的信號(hao)轉換，其由多種類型采集裝置構成，主要(yao)有GNSS位移監測(ce)站、在(zai)線式(shi)測(ce)斜儀(yi)、遠程(cheng)傾斜位移監測(ce)儀(yi)、應(ying)變傳感器、靜力水準儀、小型氣象站等。

數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)層主要(yao)負責(ze)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)，將(jiang)感知層轉換后的電信號轉換成(cheng)數(shu)字信號，以方便數(shu)據(ju)遠(yuan)距(ju)離傳輸(shu)。

傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)(shu)通(tong)信層(ceng)負責采集(ji)層(ceng)與云平臺之間(jian)通(tong)信及(ji)數據(ju)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)(shu)，數據(ju)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)(shu)方式主要有(you)有(you)線傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)(shu)和(he)無線傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)(shu)。有(you)線傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)(shu)通(tong)過(guo)光(guang)纖(xian)、網線經網關將數據(ju)發送到云平臺及(ji)云平臺數據(ju)下發；無線傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)(shu)主要通(tong)過(guo)4G/北斗將數據(ju)傳(chuan)輸到云平臺及(ji)云平臺數據(ju)下發。

應(ying)用層負責數據(ju)信(xin)息(xi)化(hua)管(guan)理，如控制指令下(xia)發(fa)和數據(ju)接收、多傳(chuan)感器(qi)數據(ju)融合分析、結果展(zhan)示、預警(jing)(jing)等。預警(jing)(jing)信(xin)息(xi)通(tong)過短信(xin)、微(wei)信或(huo)郵件(jian)及時發送(song)到(dao)相關(guan)管理(li)人員(yuan)，并提示(shi)后臺及時對當(dang)前狀態進行評估。

三、系(xi)統功能

1、具有遠程傳(chuan)輸功能，可通過串口利用4G/北斗網絡(luo)或局域網絡(luo)對(dui)大壩進(jin)行遠程監測，實時數據(ju)網絡(luo)傳(chuan)輸確保了通訊數據(ju)的(de)可靠性和(he)實時性。

2、系統24小時在線監測、可人(ren)工輸入、數(shu)(shu)據(ju)庫管(guan)理、數(shu)(shu)據(ju)備份、圖形(xing)報表制作(zuo)和(he)信息查詢(xun)和(he)發布。

3、基于通用的操(cao)作環境，具有可視化、圖文并茂的用戶(hu)界面，可方便地修改系統設置、設備參(can)數(shu)及運行方式。

4、終端(duan)設備具有自動巡測、自檢、自診(zhen)斷功能(neng)，具備掉電(dian)保護功(gong)能(neng)。

5、實(shi)現監測數(shu)據，自動采集、傳輸(shu)、存儲(chu)、分析及(ji)預(yu)警，可設置多級(ji)報(bao)(bao)警(jing)，支持彈出(chu)軟件(jian)窗口報(bao)(bao)警(jing)、短信報(bao)(bao)警(jing)及聲光報(bao)(bao)警(jing)等功能。

主要監測內容

1、變(bian)形監測

變形監測主(zhu)要指的是壩體(基(ji)）的表面變形和內部(bu)變形，防(fang)滲體變形，界面、接（裂）縫和(he)脫空變形，近壩岸坡變形以及地下洞室圍巖(yan)變形等。

土(tu)石壩(ba)在線監測系統(tong)監測的(de)主要(yao)就是以壩體(ti)表(biao)面變形(xing)(xing)、壩(ba)體（基）內(nei)部變形(xing)(xing)、防滲體變形(xing)(xing)（混(hun)凝土(tu)面(mian)板(ban)變(bian)形、防滲墻(qiang)(qiang)撓度(du)變(bian)形以及(ji)壩(ba)體心(xin)(xin)墻(qiang)(qiang)的(de)水平位移及(ji)垂(chui)直(zhi)位移）、界面(mian)、接(jie)(jie)（裂）縫(feng)(feng)及(ji)脫空(kong)變(bian)形監(jian)測（壩(ba)肩(jian)接(jie)(jie)縫(feng)(feng)、土(tu)石壩(ba)與混(hun)凝土(tu)建筑物接(jie)(jie)縫(feng)(feng)、土(tu)壩(ba)心(xin)(xin)墻(qiang)(qiang)與過渡(du)料接(jie)(jie)觸帶、面(mian)板(ban)接(jie)(jie)縫(feng)(feng)與周邊縫(feng)(feng)、壩(ba)體裂縫(feng)(feng)，以及(ji)面(mian)板(ban)脫空(kong)等）進行設計(ji)的(de)。在監測過(guo)程中，主要運用GNSS位移監(jian)(jian)測站、遠程傾(qing)斜位移監(jian)(jian)測儀(yi)、靜力水準儀、應(ying)變傳感(gan)器等方式進行變(bian)形(xing)監測。壩體(ti)內部(bu)垂直位移及水(shui)平位移監測，宜在橫向、縱向及垂向兼(jian)顧布置(zhi)，相互配合。

2、滲流(liu)監(jian)測

土石(shi)壩(ba)滲(shen)透(tou)水溢出(chu)點(dian)的滲(shen)透(tou)坡(po)降較陡時(shi)，壩(ba)坡(po)就會發生流(liu)土、管涌，甚至滑坡(po)、垮(kua)壩(ba)。對土石(shi)壩(ba)滲(shen)流進行實時在(zai)線監(jian)測可為水庫正常運(yun)行(xing)、壩體穩定提供科學(xue)依據(ju)。主(zhu)要由三部分組成(cheng)，分別(bie)為水庫水位監測、壩基(ji)的(de)滲流量以及(ji)導流渠流量監測。

3、環境氣象監(jian)測

主要包括溫濕(shi)度(du)監(jian)測、降雨監(jian)測、風(feng)速風(feng)向監(jian)測、蒸發量(liang)監(jian)測等(deng)。通過(guo)監測環境氣象，可以進一步掌(zhang)握(wo)環境量的(de)變化規律及其對大壩變形、滲流和應(ying)力等的(de)影響情況，對水(shui)庫大壩在線監(jian)測的準確度打(da)下了堅實(shi)的基(ji)礎。

監(jian)測內(nei)容表

五、監測依據(ju)

《土石壩(ba)安 全監測(ce)技(ji)術規范(fan) SL 551-2012》