水库大坝自动化监测系统

浅谈水库大坝安全检测自动化技术应用随着科技的不断发展，各行各业都在不断探索利用先进技术来提高工作效率和安全性。

对于水利工程领域来说，大坝安全一直是一个备受关注的问题。

水库大坝的安全状况直接关系到人们的生命财产安全，因此如何有效地进行大坝安全监测与检测成为了水利工程领域面临的重要问题之一。

近年来，随着自动化技术的不断发展，自动化技术在水库大坝安全检测中的应用也逐渐成为了行业的热点话题。

本文将从自动化技术的应用角度，浅谈水库大坝安全检测自动化技术应用的相关情况。

一、水库大坝安全检测的重要性水库大坝是一种集水调节、防洪、发电等综合效益的水利工程，其安全状况直接关系到周围地区和下游地区的安全。

对水库大坝进行定期检测和监测是十分必要的。

传统的水库大坝检测方法主要依靠人工检测，包括巡查、测量、取样等手段，这种方法存在着效率低、人力成本高、数据不够精确等缺点。

而且，一些大型水库大坝地理位置偏远，环境恶劣，人员难以进入，导致传统的人工检测方法无法满足大坝安全监测的需求。

随着自动化技术的不断发展，水库大坝安全检测也迎来了新的变革。

自动化技术在水库大坝安全检测中的应用，主要包括传感器技术、大数据分析、云计算、人工智能等方面。

1. 传感器技术传感器技术是自动化技术在水库大坝安全检测中的重要应用手段。

通过在大坝上设置各类传感器，如位移传感器、应变传感器、压力传感器等，可以实现对大坝各个部位的实时监测。

传感器可以实时感知大坝的变化情况，将监测数据传输到监测中心，实现对大坝安全状况的实时监控。

通过传感器技术，可以及时发现大坝的异常情况，为大坝安全管理提供有力支持。

2. 大数据分析大数据分析是自动化技术在水库大坝安全检测中的另一个重要应用。

通过对传感器监测所得到的海量数据进行汇总和分析，可以获取大坝的全面情况，并帮助工作人员对大坝的安全状况进行深入分析。

大数据分析可以帮助工作人员发现隐藏在海量数据背后的规律和趋势，提前发现大坝可能存在的问题，并为制定科学的大坝管理策略提供依据。

水库大坝GNSS位移自动监测系统方案一、方案背景我国已拥有水库大坝9.8万余座，其中95%以上为土石坝，95%以上是上个世纪80年代以前建设的老坝。

虽然近10年来我国进行了大规模的病险水库除险加固，但水库大坝数量多，土石坝多，出险的几率非常高。

大坝作为一种大型水工建筑物，其投资和建成后产生的效果都是巨大的，同时由于其结构、运行环境等因素的复杂性，加上设计、施工、运维的不确定性，如果发生意外变形，失事后造成的灾难也是极其严重的。

因此对水利水电大坝运行状态进行持续的实时监测，是十分有必要的，不仅可以为大坝提供安全评估，保证大坝的安全运行，对水库大坝安全自动化监测预警意义重大。

二、系统组成水库大坝GNSS位移自动监测系统采用无人值守自动化监测，以物联网、互联网、北斗+等技术为理论基础，以自主研发的监测平台及各类传感器为核心，充分利用各种监测手段，建立地表和地下深部的三维立体监测网，对水库大坝坡进行系统、可靠的变形监测。

实时监测水库大坝不同部位各类型裂缝的发展过程，岩土体松弛以及局部坍塌、沉降、隆起活动；地下、地面变形动态（包括滑坡体变形方向、变形速速、变形范围等）；地下水水位、水量、水化学特征变化；倾斜和大坝各种建筑物变形状况；降雨以及地震活动等外部环境变化等，据此对水库大坝滑坡变形发展和变形趋势作出预测，判断其稳定状态给出水库大坝失稳预警值，指导施工，反馈设计和检验治理效果，了解工程实施后的变化特征，为设计施工及灾害预警提供科学依据。

可以把高水库大坝综合在线监测分为四层：感知层、网络层、平台层、应用层。

感知层：实时感应水库大坝监测参数传感器的状态，如GNSS表面位移监测、地下水位、土壤含水率、土压力、和视频监控摄像机，降雨量等前端感知设备；网络层：支持数据通信，可上、下双向通讯，支持无线蜂窝网络、短信、北斗、PSTN、超短波、ZigBee等通信方式。

感应设备可通过监测预警平台的通讯方式，上行发送至监测控制中心平台。

水库大坝安全监测系统摘要：水库大坝是重要的水资源调控和洪水防治设施，其安全性直接关系到人民生命财产的安全。

本文介绍了水库大坝安全监测系统的基本原理、主要功能以及发展趋势。

水库大坝安全监测系统的建立和运行对于确保水库大坝的安全具有重要的意义。

一、引言水库大坝是用于调节水资源、防止洪水以及发电等功能的重要设施。

然而，由于自然因素、人为因素等原因，水库大坝的安全性面临着一定的挑战。

为了确保水库大坝的安全性，水库大坝安全监测系统的建立和运行变得至关重要。

二、水库大坝安全监测系统的基本原理水库大坝安全监测系统通过安装传感器、数据采集设备、数据传输设备和数据处理设备等组成，对水库大坝的物理量进行实时监测和数据采集。

基于监测数据的分析和处理，可以实现对水库大坝安全状态的评估和预警，为保障水库大坝的安全性提供技术支持。

三、水库大坝安全监测系统的主要功能1. 水文监测功能：包括对水库水位、流量、水质等水文参数的监测和采集，通过分析这些参数的变化可以判断水库大坝是否存在安全隐患。

2. 结构监测功能：包括对水库大坝结构的变形、裂缝、沉降等参数的监测和采集，通过分析这些参数的变化可以评估水库大坝的稳定性和安全性。

3. 应力监测功能：包括对水库大坝内部和周围岩土体的应力变化的监测和采集，通过分析这些参数的变化可以判断水库大坝是否存在应力集中区域。

4. 渗流监测功能：包括对水库大坝内部和周围岩土体的渗流量的监测和采集，通过分析这些参数的变化可以判断水库大坝是否存在渗漏问题。

5. 通信与报警功能：水库大坝安全监测系统可以通过与监测站点的通信设备实现远程监测和数据传输，及时向相关部门发送预警信息，保障水库大坝的安全。

四、水库大坝安全监测系统的发展趋势1. 自动化技术的应用：随着自动化技术的发展，水库大坝安全监测系统将越来越多地采用自动化设备和技术，实现对水库大坝的实时监测和数据采集。

2. 大数据和人工智能的应用：水库大坝安全监测系统将结合大数据和人工智能技术，通过对大量监测数据的分析和处理，实现对水库大坝安全状态的准确评估和预警。

水库大坝安全监测系统及自动化摘要：在水库大坝应用过程中,安全监测是保证其安全性、可靠性的重要手段,因此针对水库大坝采用安全自动化监测系统有着重要的现实意义。

文章分析了大坝自动化监测的重要意义,总结我国现阶段大坝安全自动化监测内容及设备发展现状,提出一般的大坝安全自动化监测系统的常规结构及功能,并对其后续的发展做出展望。

关键词：水库大坝；安全监测；自动化引言大坝是水库的关键水工建筑物之一，包括混凝土坝、土工坝两种类别，后者占水库总数的百分之九十以上。

因土工坝为散粒体结构，分析难度大，无法及时获取坝体渗流、坝基渗透压力等参数，对水库大坝安全监测提出了较大难题。

而通过将自动化系统应用于水库大坝安全监测，可以有效解决上述问题。

基于此，对水库大坝安全监测自动化系统的应用进行适当分析具有非常重要的意义。

1 水库大坝安全监测自动化系统的应用背景某大坝监测系统所应用的自动化设备为ROCTEST 监测设备+2380 数据采集系统+ 专业作图软件，可以在独立MCU（测控单元）中存储监测数据，主机则可应用数据采集系统将监测数据传输到计算机中进行分析。

安全监测包括变形监测、渗流监测两个主要部分，前者包括表面竖向位移观测、体内分层水平位移观测、倾斜检测、裂缝检测、挠度检测等；后者包括大坝坝基渗压观测、土坝坝体浸润线观测、大坝坝体渗流量观测等。

除此之外，还包括上下游库水位、水温、降雨量、气压、气温等数值监测。

2水库大坝安全监测自动化系统的应用过程2.1变形监测2.1.1监测系统水库大坝变形监测系统包括坝体倾斜监测、坝体裂缝监测、挠度监测、水平位移监测几个功能模块。

其中坝体倾斜监测主要采用静力水准仪，坝体裂缝监测则依靠测缝针运行，挠度观测主要通过双向垂线坐标仪，配合六台单向垂线坐标仪（即两组正垂线+三条倒锤线），对坝体垂直度上不同高程测点、倒锤线之间水平位置变化进行不间断监测。

水库大坝水平位移检测主要通过四条不锈钢钢丝制作的引张线（两条位于大坝基础廊道，两条位于主坝坝顶）、一台变位机、二十二台垂线坐标，定期测量大坝在水平方向的位置移动与否（一般规定大坝向上游方向移动为负）。

大坝安全监测自动化系统应用现状及发展趋势摘要：随着科学技术的发展，我国的大坝安全检测自动化技术有了很大进展。

安全监测可为大坝全生命周期的安全管理提供技术支撑。

对中国大坝安全监测自动化系统发展历程以及采集控制、通讯传输、管理系统三大关键技术进行了介绍，调研了中国典型工程的大坝监测自动化系统实施情况、市场占有率较高的采集控制单元主要参数及变形监测自动化系统的新技术新方法。

本文首先分析了风险评估基本原理，其次探讨了监测自动化关键技术，然后就大坝安全风险评估进行研究，最后论述了监测自动化系统展望，以供参考。

关键词：大坝安全监测；自动化系统；采集控制引言大坝安全风险评估可充分考虑各种环境因素以及大坝结构本身所存在的种种不确定性对大坝安全运行的影响，能反映一旦大坝失事所造成的后果对大坝安全性的要求，能综合考虑大坝运行、社会、环境、经济、人员等方面的要求，因此，对大坝安全状况所做出的评价更符合实际要求。

1风险评估基本原理大坝安全风险评估通过分析与计算，确定各种风险发生的可能性，以及大坝发生风险事故后所造成的损失，由此得出大坝的风险等级，从而依据接受准则制定针对性的应对策略和控制方案。

（1）风险识别。

风险识别用来识别可能引起大坝产生风险的风险源。

风险源可以是内部的，也可以是外部的。

外部的风险源包括地震、台风、强降雨、超标准洪水（含上游非正常泄水）等自然环境因素，也包括上游可能失事的大坝、养鱼的网箱、船只、滑坡体、泥石流沟等；内部的风险源包括组成大坝枢纽建筑物的大坝、泄水建筑物、引水发电建筑物、导流洞堵头（含底孔）、船闸、升船机、鱼道、过木建筑物、工程基础、闸门及启闭机等。

（2）风险分析。

风险分析指对各个风险源推演可能发生的风险事件。

一个风险事件可能产生另一个更为严重的风险事件，建议依据实际情况进行风险事件推演，建立风险路径图，对每个风险事件进行可能性和风险损失分析，确定风险等级。

大坝安全风险事件包括溃坝、漫坝、滑坡、泥石流、水淹厂房、堰塞湖、坝体坝基渗透破坏、坝体坝坡失稳、泄水及消能设施冲刷破坏、泄水建筑物进水口淤堵、泄水闸门启闭设备和电源故障等。

小浪底水利大坝安全自动化监测预警系统设计方案目录1项目背景 (4)1.1 项目概况 (4)1.2 水利大坝监测预警的必要性 (5)2 区域地理环境背景 (6)3大坝安全监测系统 (7)3.1监测内容、方法 (8)3.2系统组成 (10)3.2 大坝监测工程选点 (11)3.2.1 监测点选择原则 (11)3.2.2 监测手段配置 (12)4 监测系统特点和功能 (12)4.1 系统特点 (12)4.2 系统功能 (13)5 预警系统建设 (14)5.1 信息采集监测站建设 (14)5.1.1 前端采集站 (14)5.1.2 坝体表面位移自动监测站 (17)5.1.3 深部位移监测站 (21)5.1.4 雨量监测站 (25)5.1.5 裂缝监测 (26)5.1.7 裂缝报警器 (29)5.1.8无线预警广播站 (30)5.1.9 地灾信息中心建设 (31)5.2 地质灾害自动化监测系统平台建设 (33)5.2.1 预警系统软件设计 (34)5.2.2 预警系统平台设计 (35)5.3 预警信息发布平台 (40)5.3.1预警发布终端 (40)5.3.2 短信预警信息发布终端 (42)5.4 系统通讯网络构建 (43)6 工作部署汇总 (45)7 具体经费预算 (45)8 保障措施 (47)8.1 组织保障措施 (47)8.1 质量保障措施 (48)8.2 技术保障措施 (49)8.3 安全及劳动保护措施 (50)1项目背景1.1 项目概况黄河小浪底水利枢纽工程位于河南省洛阳市孟津县小浪底，在洛阳市以北黄河中游最后一段峡谷的出口处，南距洛阳市40公里。

上距三门峡水利枢纽130公里，下距河南省郑州花园口128公里。

是黄河干流三门峡以下唯一能取得较大库容的控制性工程。

黄河小浪底水利枢纽工程是黄河干流上的一座集减淤、防洪、防凌、供水灌溉、发电等为一体的大型综合性水利工程，是治理开发黄河的关键性工程，属国家“八五”重点项目。

大坝安全监测自动化解决方案目录第一部分大坝安全监测系统 (1)一. 系统概述 (1)二. 系统组成 (1)三. 系统设计 (1)四. 组网方式及数据流程 (5)五. 大坝安全监控系统功能 (5)5.1用户管理 (5)5.2系统配置管理 (6)5.3运行管理 (6)5.4系统状态管理 (6)5.5数据管理 (6)5.6报表生成 (6)5.8曲线绘制功能 (6)六. 主要设备技术指标 (7)6.1渗压计 (7)6.2量水堰计 (7)6.3库水位计 (7)6.4雨量计 (7)6.5分布式网络测量单元 (8)第二部分GPS坝体变形监测系统 (10)一．系统概述 (10)二．系统结构 (10)三．基准站 (11)四．监测站 (12)五．数据处理中心 (12)二十三.第三章软件系统功能 (12)第一部分大坝安全监测系统一. 系统概述整套系统采用分层分布的优化设计方法，硬件及软件系统均采用模块化、开放式结构设计，以方便系统升级以及与其它系统的连接。

关键部件选国外原装产品，配以国内的成熟技术与产品，系统设计力求较高的稳定性、可靠性、灵活性、可操作性和可扩展性，以利主坝后期子坝和副坝自动化安全监测的扩展设计安装，系统内部的通讯完全采用数字信号的传输。

二. 系统组成测量系统由计算机、安全监测系统软件、测量单元、传感器等组成，可完成各类工程安全监测仪器的自动测量、数据处理、图表制作、异常测值报警等工作。

系统软件基于WINDOWS工作平台，集用户管理、测量管理、数据管理、通讯管理于一身，为工程安全的自动化测量及数据处理提供了极大的方便和有力的支持。

软件界面友好，操作简单，使用人员在短时间内即可迅速掌握并使用该软件；三. 系统设计依据坝体现在状况，分别进行坝体渗流监测、水位监测、降雨量监测，具体配置如下：1.2.1坝体渗流监测（1）坝体浸润线监测一般监测断面不少于3个，监测断面位置一般选择在最具有代表性的、能控制主要渗流情况和估计可能出现异常渗流情况的横断面上，如最大坝高断面、原河床断面、合龙坝段、坝体结构有变化的断面和地质情况复杂的断面等，断面间距一般为100~200m。