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      水庫/大壩在線監測

      2021-12-15

      我國現有各類水庫大壩數量眾多,大多數中小型水庫建于六、七十年代,大部分中小型水庫大壩缺少必要的水雨情測報及大壩安全監測等設施,檢查手段落后,隱患很大。在這種情況下,水庫大壩安全自動監測系統建設,實現水位、雨量、大壩的滲壓、滲流、應變等實時監測和預警就是非常必要的,在此,我們主要分析、提出中小型水庫大壩安全監測的解決方案。大壩安全自動監測系統充分利用現代檢測技術、通信技術、網絡技術和計算機技術,通過相應傳感器感知大壩的變形(表面位移、內部位移、不均勻沉降)、滲流(滲壓力、滲漏)、應力應變、水位(長觀水位、地下水位等)、氣象(降雨量、風速風向、環境溫濕度等)等數據,現場的遠程監測終端單元通過無線或有線的方式采集前端傳感器的信號并進行預處理和存儲。水庫大壩常見監測內容包括:壩體表面位移監測、壩體內部水平位移監測、滲壓力監測(浸潤線監測)、庫水位監測、滲漏量監測、降雨量監測、視頻監控等。

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      1 表面變形監測:GNSS

      表面變形觀測包括豎向位移和水平位移。水平位移中包括垂直壩軸線的橫向水平位移和平行壩軸線的縱向水平位移。表面位移常用的監測采用GNSS測量法。

      2 內部變形監測:導輪式固定測斜儀

      內部變形觀測包括分層豎向位移、分層水平位移、界面位移及深層應變觀測等。內部變形監測常使用導輪式固定測斜儀進行自動化監測,人工監測則選擇滑動式測斜儀。

      3 壩體、壩基、繞壩滲流壓力監測:滲壓計

      壩體滲流壓力:觀測橫斷面宜選在最大壩高處、合龍段、地形或地質條件復雜壩段,觀測鉛直線上的測點布置,應根據壩高和需要監視的范圍、滲流場特征,并考慮能通過流網分析確定浸潤線位置,沿不同高程布點。

      壩基滲流壓力:壩基滲流壓力觀測,包括壩基天然巖土層、人工防滲和排水設施等關鍵部位滲流壓力分布情況的觀測。

      繞壩滲流:繞壩滲流觀測,包括兩岸壩端及部分山體、土石壩與岸坡或混凝土建筑物接觸面,以及防滲齒墻或灌漿帷幕與壩體或兩岸接合部等關鍵部位。

      大壩滲流壓力的監測使用滲壓計。

      4 滲流量監測:量水堰計

      滲流量觀測即為滲漏水的流量。滲流量觀測系統的布置,應根據壩型和壩基地質條件、滲漏水的出流和匯集條件以及所采用的測量方法等確定,當下游有滲漏水出逸時,一般應在下游壩趾附近設導滲溝(可分區、分段設置),在導滲溝出口或排水溝內設量水堰測其出逸(明流)流量。滲流監測選用量水堰計。

      5 土壓力、接觸土壓力監測:土壓力計

      土壓力(應力):土壓力(應力)觀測,包括土與堆石體的總應力(即總土壓力)、垂直土壓力、水平土壓力,和大、小主應力等的觀測。土或堆石的大、小主應力,通過具有不同埋設方向土壓力計組的觀測間接確定。

      接觸土壓力:接觸土壓力觀測,包括土和堆石等與混凝土、巖面或圬工建筑物接觸面上的土壓力觀測。土壓力監測選用土壓力計。

      6 混凝土應力監測:應變計

      混凝土應力監測包括混凝土壩內部及土石壩混凝土應力面板等?;炷撩姘鍛τ^測的項目,包括面板混凝土應變、無應力應變、鋼筋應力和溫度。面板混凝土應變觀測,各測點的觀測儀器應成組布置,并位于同面板平面平行的同一平面內。一般布置二向儀器組?;炷翍ΡO測選用內埋式應變計。

      7水位監測:水位計

      上游(水庫)水位觀測的必須于蓄水前在壩前設置一個永久性測點。水面廣闊或形狀特殊的水庫,為掌握風壅和動水影響形成的傾斜水面,可于蓄水后在庫區不同部位設置若干個短期測點。測點應設置在一個相對穩定的位置。水庫水位監測可選擇滲壓計或投入式水位計,安裝時需標定水位高程,傳感器外側加護管保護。

      8 其他監測

      在實際工程中,還會遇到其他監測內容,包括不均勻沉降(監測壩體不均勻沉降采用靜力水準儀)、降雨量、環境溫濕度、風速風向、視頻監控等。

      9 數據傳輸及供電方式

      水庫大壩自動化監測系統供電可選用太陽能供電系統或市電供電,信號傳輸采用無線數傳模塊,通過成熟的2/3/4G網絡靈活地控制設備的采集制度,進行遠程控制。無線數傳模塊是由無線數傳終端和無線數傳主機組成,依靠成熟的2/3/4G網絡,在網絡覆蓋內區域內可以快速組建數據通訊,實現實時遠程數據傳輸。


      部分項目實例





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