大坝安全监测自动化系统的结构形式.

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。

大坝安全监测自动化技术规范条文说明目次范围总则大坝安全监测自动化系统设计一般规定设计内容监测系统设计大坝安全监测自动化系统设备系统环境要求系统功能要求系统性能要求监测仪器采集计算机系统运行维护范围本标准关于大坝的定义中坝肩和近坝岸电站厂总则为了统一工程安全监测自动化的技术要本标准均加以规凡经均纳入本标准的使做到技术先进安全适用大坝安全监测自动化系统设计一般规定本标准本着经济可靠的基在进行安逐工程安全监测有别于工程中的特定对象监测它必须考虑对工程进行全面的安全监测无论是针对面上或是点上的监测布置即其监测成果能为评估工程结构物的本标准没有采用少而精这样缺乏实际指导作用且容易引用于工程安全监测的仪器电容振弦式等传感器本标准在仪器设备选用原则设计内容自动化监测系统本标准针对自动化监测系统的特点这些规定包括自动化实施自动化监测的项目和仪数据采集系统的设置监测以及自动化系统运行方为自动化监测系统建立一个良好的监测系统设计分布式是我国大坝安全监测自动化发展历程中出现的三种基本数据现代科技的发展使分布式采分布式采集方式已基本上取代了集中式和混合式采集方式因此本标准有广泛适用性的数据采集并冠以智能型开放型但作为行则不宜取用含有个性色彩的词汇而应采用能充分表达鉴于应用于大坝安全监测的监测仪器大多为非标准输出的仪器设备通信自动化系统可以根据现场实际现场网络可以采用国内自动化监测系统目前大多都采用它仅是串而不涉及接插系统厂家需在此基础上建立自己的高层通信协鉴于自动化采集系统产品现场网络构建的差异性本标准未光纤和无本标准中的无线是泛指采用无线介质进行通信的方式它可以是专用无线电台也可以是或采通风设计上以确保采集设备监测管理站是基本采集系统的终端节监测管监测数据采集装置进行数监测管理站与监测管理中心站可以是局域网络通信此时监测管理站是局域网络中的一个远程节点监测管理站应配备有计算净化电源和防雷设备等一套基本网络通信软件和监测管理中心站负责整个工程监因此监测管理根据工程规模和用工作站净化电源和防离线分对于为了确保监测数据的安全还应考虑网当采用线当对现场通信要求很高或现场电磁干扰严重影响通信质量时可采用光纤通信方式当现场通信的线路很长时监测管理站可采用局域网或当距离较远应用实践表明电源供应对大坝监故本标准专列一条大坝监测自动化系统不同于一般工业测控的系统因此系应大坝安全监测自动化系统设备系统环境要求大坝安全监测自动化系统对电源要求统一管理但对于线路很长的工程通当自动化系统设备与大负荷设备不间断电源当交流电源掉电出于经济的考虑的蓄电池容量系统功能要求在自动化监测系统中工程安全监测管理软件是一个重监测管理软件的构成各本标准只规定了基本的功能要求有条件和有更多需求经过努力可以达到的还应可接受人也可以是其他形式的数据系统性能要求本标准对自动化监测系统的各项采集性能指标作了一般由于采集系统是针对适用于静态量测的大坝监测仪器研这些性能指标规定但对于具有动态变化特征的某些监测对抽水蓄能电站上库水位由于有些自动化测量设备中有测量控制部件在进行测量时需耗费较长时间因此系统采样本标准的采样时间不包含采样前的准备工作时间监测仪器大坝安全监测所采用的仪有些自动化测量装置甚至是专大坝安全监测自动化采集设备因此在编制本标准时不可避并对自动化系统中使用的监测仪器作出采集计算机采集计算机是监测管理站的主要设备由于监测管理站通常设置在现场且肩负随时监测数据采集装监测管理可考虑以监测管理中心站的工不得采用数据库服务器兼系统运行维护对自各工程可根据实际需要对安全监测的但不得低于本标准必须对系统进行经特别是应仔细检查线体运行可应根据设备的使用年限。

中小型水库大坝安全自动监测系统解决方案
1.系统架构：
中小型水库大坝安全自动监测系统的架构应包括监测设备部分、数据传输与处理部分和应急响应与预警部分。

监测设备包括应力监测、位移监测、渗流监测、测斜监测等；数据传输与处理部分应具备实时传输数据、自动处理数据、存储数据和生成报表等功能；应急响应与预警部分应包括自动报警、人工干预、应急预案和紧急疏散等。

2.监测设备：
应力监测设备采用应力传感器，实时监测大坝内部应力情况，当应力超过一定范围时进行报警；位移监测设备采用位移传感器，监测大坝位移情况，当位移超过预设值时进行报警；渗流监测设备采用渗流传感器，监测大坝渗流情况，当渗流速率过大或破坏大坝结构时进行报警；测斜监测设备采用测斜仪，实时监测大坝的倾斜情况，当倾斜超过一定角度时进行报警。

3.数据传输与处理：
监测设备采集的数据通过无线传输至数据中心，数据中心负责接收、存储和处理数据。

数据中心应具备实时传输、自动处理数据和存储数据的功能。

实时传输保证监测数据及时到达，自动处理数据可以通过算法分析数据，提取异常情况，并自动生成报警信息。

存储数据方便后续数据查询与分析。

4.应急响应与预警：
5.其他功能：
系统还可以包括数据报表生成和分析功能，用于提供历史数据查询，
监测数据趋势分析和决策支持。

同时，系统应具备远程监测功能，方便管
理人员随时随地查看大坝安全状态，进行远程控制和应急响应。

综上所述，中小型水库大坝安全自动监测系统应具备完善的系统架构，包括监测设备、数据传输与处理和应急响应与预警等功能。

该系统能够实
时监测大坝的安全状态，及时报警并生成应急预案，为保障水库大坝的运
营安全提供有力支持。

浅析水库大坝安全监测系统及自动化摘要：在水库大坝使用中，安全监测是确保其安全性和可靠性的重要方法，所以将安全监测系统引入到水库大坝建设中来具有很强的实际意义。

本文对大坝自动化监测的重要性进行了分析，并对目前国内的大坝安全自动化监测内容及设备发展状况进行了归纳，对一般的大坝安全自动化监测系统的常用结构及功能进行了介绍，并对其后续的发展进行了预测。

关键词：水库大坝；安全监测；自动化；作用引言作为重要的水利工程，水库大坝有混凝土坝和土工坝两大类，其中土工坝所占的比重超过90%。

由于坝体是一种松散的颗粒体，其力学性质复杂，不能实时获得坝体渗流、坝基渗透压等信息，给库区坝体的安全性带来很大困难。

在水库大坝的安全监测中，采用自动监测技术，可以很好地解决以上问题。

在这种情况下，正确地对水库大坝安全监测的自动化进行了研究。

一、采用自动化监测技术进行库坝安全监测的方法（一）自动化的测试渗透，提高了安全性在水利水电工程的安全性监测中，最主要的一项就是对水库大坝内部的渗流进行实时监测。

因为每个水库的实际经济状况不尽相同，所以各种渗流机对库坝的每分钟渗流量及渗透压力所作的计算精度也不尽相同。

所以，国家和地方政府能够对“较困难”的公司提供合适的帮助，使他们能够获得更精准的渗透。

让它能够准确地计算出，在各个时段内，水库的渗透率，以便有关部门进行记录。

这样一来，既可以减轻渗透监测人员的负担，又可以提高对不同区域渗透监测的科学性。

同时，工作人员还可以根据实时的资料，迅速的对地下水位进行监测。

布置流量的监测点，可以布置在基础走廊和大坝躯干的不同部位，使自动监测仪器尽可能与水库排水渠中的积水、排水情况进行分析。

因为要进行渗透压的监测，必须要将其设置在堤坝的底端或渠道内，所以对其品质和精度有较高的要求。

在选购时，要尽可能选购更适合自己的水库水坝的监测设备，并选择更值得信任的厂家。

（二）以保证水库大坝稳定性为目标的智能化监测体系在修建水库的时候，对整个结构，内部构造都有很高的要求，而内部构造也是最终的安全验收环节。

关于水库大坝安全监测自动化技术的探讨随着科技的进步和人们对水资源的需求不断增长，水库大坝的建设已成为人类对水资源进行有效管理的重要措施之一。

由于水库大坝建设的特殊性和复杂性，其安全监测显得尤为重要。

为了确保水库大坝的安全性，不仅需要人工监测，更需要借助自动化技术进行科学、准确的监测。

一、安全监测目标：水库大坝安全监测自动化技术的目标是实时监测和评估大坝的运行状态，及时发现和预警可能存在的安全隐患。

主要监测对象包括大坝结构的变形、渗流情况、地下水位、土体应力等。

通过对这些监测指标的准确监测，可以及时发现和预防大坝可能发生的问题，保障水库大坝的安全性。

二、监测手段和技术：水库大坝安全监测自动化技术主要包括数据采集、传输、处理和分析等环节。

数据采集可以借助传感器、监测仪器等设备进行实时监测，数据传输可以通过无线通信、互联网等手段实现数据的远程传输。

而数据处理和分析则需要借助计算机技术和数据挖掘算法等，进行数据的整理、分析和建模等工作。

三、监测系统的架构：水库大坝安全监测自动化技术的系统架构主要包括传感器网络、数据传输网络、数据处理与分析平台等组成部分。

传感器网络负责监测数据的采集，并将采集到的数据传输到数据处理与分析平台；数据处理与分析平台负责对传输过来的数据进行处理和分析，并通过预警系统发出报警信息。

整个系统的架构需要满足实时性、可靠性和可扩展性等要求，以确保监测结果的准确性和可靠性。

四、应用前景和意义：水库大坝安全监测自动化技术的应用前景广阔，不仅可以提高大坝的安全性，还可以提高监测的准确性和效率。

通过自动化技术可以实现对大坝的24小时监测，减少人力成本和监测盲区，提高监测的实时性和连续性。

水库大坝安全监测自动化技术在工程管理和科学研究等领域也具有重要意义，可以为大坝的规划和设计提供参考依据。

水库大坝安全监测自动化技术的探讨是一项非常有意义的工作。

在水资源需求日益增长的背景下，确保水库大坝的安全性尤为重要。

1、位移监测：GNSS精度达毫米级应用北斗卫星导航定位系统，拥有行业最高认证精度，全系统多频点抗干扰能力强，同时公司具备完整的数据后处理方案，实现地质灾害点表面三维形变高精度监测。

支持多模通信。

支持GPRS/北斗短报文/4G/LoRa/NB-lot等多种通信方式，可做备份传输，信息传输实时性强。

超低功耗设计一体化集成设计，低功耗支持多年免维护运行，设备无故障时间达到3年以上，性能稳定，安装简便，监测种类齐全远程设备管理真正实现设备远程互联，可借助平台实现设备的远程管理以及系统升级同时也支持手机客户端登陆系统，随时随地方便快捷查看数据和报警信息系统可靠性高针对不同灾害形态，有效进行传感器选择搭配，同时积极响应国家政策，实现普适型监测设备推广，既做到了成本控制，同时也保证系统长时间工作的稳定性和可靠性。

自主平台服务公司自主搭建大数据平台服务架构，利用云服务实时进行数据的分发、处理、均衡、管理与分析，并利用web进行数据的交互，针对每一个监测点情况进行专业模型分析，根据数据融合结果起到预警与调度作用。

2、渗流监测：量水堰计量水堰计采用磁致伸缩传感器作为液位测量，具有分辨率高、稳定性好、性能可靠、响应速度快、线性测量、永不磨损、工作寿命长等特点。

量水堰计测出堰上水头，再根据堰槽(三角堰、梯形堰、矩形堰等)经验公式计算出流量。

主要工作原理量水堰计由磁杆、浮球、测量电路和不锈钢护筒组成。

当堰槽内水位发生变化时，会带动浮球产生液位差，上位机用当前液位减去校准的基值得到实际的堰上水位，再根据堰槽类型计算流量。

量水堰量水堰由堰板和渠道所构成。

3、沉降监测：静力水准仪各个传感器容器使用通液管联接，每一容器的液位由一精密振弦式传感器测得。

传感器下挂有一个浮筒，当容器液位发生变化时，浮筒所受到的浮力可以被振弦传感器感应，从而测得传感器内的液位变化。

4、应力应变监测：土压力计当被测结构物内土应力发生变化时，土压力计感应板同步感受应力的变化，感应板将会产生变形，变形传递给振弦转变成振弦应力的变化，从而改变振弦的振动频率。

【下载本文档，可以自由复制内容或自由编辑修改内容，更多精彩文章，期待你的好评和关注，我将一如既往为您服务】大坝安全监测自动化系统的运行与维护概况：大坝安全监测是通过仪器观测和巡视检查对水利水电工程主体结构、地基基础、两岸边坡、相关设施以及周围环境所作的测量及观察;"监测"既包括对建筑物固定测点按一定频次进行的仪器观测，也包括对建筑物外表及内部大范围对象的定期或不定期的直观检查和仪器探查。

一、大坝安全自动监测系统系统由三部分组成：●现场量测部分（传感器）●数据采集模块（CCU）●远程终端采集单元（MCU）系统监测内容、方法及仪器●大坝区降雨强度和雨量监测：采用翻斗式雨量计测量降雨量和降雨强度。

●大坝浸润及坝顶基渗压监测：通过埋设渗压计来观测坝体的渗流压力分布情况和浸润线位置及坝基渗流压力分布情况。

●大坝渗流量监测：在大坝下游设置水堰，安装量水堰计以监测大坝渗流量。

二、大坝安全监测自动化系统的运行操作●传感器可根据实际需求，在监测范围内安装各种传感器。

一般常用的有：渗压计、混凝土应变计、应力计、多点位移计、测缝计、水位计、钢筋计、倾角计、测力计、气压计、温度计、压力盒、风速计、风向仪、蒸发仪等遥测设备。

●数据采集模块（CCU）控制运行操作1.每周二次自动化监测系统巡测，可采取中央控制方式，也可采用自动控制方式运行。

每周施测时间如无特殊情况应固定不变，规定在每周二、周五上班后半小时内进行。

2.在汛期高水位，低温高水位，以及某些部位出现异常等情况下，可根据有关领导决定加密测次并采取自动控制方式运行。

3.正常情况下，数据采集模块处于工作状态，显示器可以关掉运行。

4. 数据采集模块控制测量步骤：1)数据采集模块向各远程终端采集单元提供的系统工作电源(220VAC50Hz)和系统加热电源 (220VAC50Hz)应可靠工作。

2) MCU的RS－422通讯总线接入数据采集模块（CCU）的RS－485通讯卡的1口。

三峡大坝安全监测自动化系统简介
段国学;徐化伟;武方洁
【期刊名称】《人民长江》
【年(卷),期】2009(040)023
【摘要】三峡工程安全监测覆盖整个枢纽建筑物及基础,接入系统的变形、渗流、应力应变等监测点共计有2 153点.安全监测的特点是测点多、分布面广、传感器品种多、工作环境恶劣、监测数据量大.结构建设充分考虑上述特点,并结合当前计算机网络技术发展现状和趋势,考虑分期实施要求,安全监测自动化系统网络总体分为监测中心至采集站层和采集站层至DAU(数据采集站)两层.系统主要包括1个监测中心、5个数据采集站、61个数据采集单元区.系统的数据管理与分析软件采用面向对象的软件设计方法,达到功能完善、操作灵活、运行可靠、先进实用的目标.【总页数】2页(P71-72)
【作者】段国学;徐化伟;武方洁
【作者单位】长江水利委员会,设计院,湖北,武汉,430010;长江水利委员会,设计院,湖北,武汉,430010;长江水利委员会,设计院,湖北,武汉,430010
【正文语种】中文
【中图分类】TV698
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中小型水库大坝安全自动监测系统解决方案一、背景中小型水库大坝在灌溉、发电、防洪等方面起到重要作用，然而由于诸多因素的影响，如自然灾害、人为破坏等，水库大坝可能存在一定的安全隐患。

为了及时发现并防范潜在的安全问题，建立一个高效可靠的水库大坝安全监测系统显得至关重要。

二、系统架构1.监测仪器设备：包括水位测量仪器、渗流监测仪器、变形测量仪器、温度监测仪器等。

2.数据传输系统：将监测到的数据传输到数据处理中心。

3.数据处理中心：对接收到的数据进行分析处理，并根据预设的安全标准和算法进行实时监测和预警。

4.警报系统：当发现潜在的安全隐患时，及时向相关部门、人员发送警报信息。

5.远程监控与管理系统：允许用户通过互联网远程访问和管理该系统。

三、监测指标及仪器设备1.水位监测：通过使用超声波等测量技术的水位仪器进行监测，实时获取水位信息。

2.渗流监测：采用压力式和流速式渗流仪器，测量渗流量和温度，判断基础渗流以及溢流情况。

3.变形监测：使用测站、地面变形监测仪器，记录监测点的变形信息，分析判断大坝是否发生变形。

4.温度监测：通过温度传感器等仪器，实时监测水库大坝内部和周围环境温度变化，发现异常情况。

以上仪器设备需要定期进行校准和维护，以确保监测数据的准确性和可靠性。

四、数据传输与处理监测仪器设备采集到的数据会通过无线传输技术（如物联网技术）传输到数据处理中心。

数据传输系统需要具备高效、稳定的数据传输能力，同时保证数据的安全性和机密性。

数据处理中心是系统的核心，负责接收、储存、处理和分析监测数据，并根据预设的算法和安全标准进行实时监测和预警。

五、警报系统当监测数据异常或超出安全范围时，警报系统会自动发出警报信号，同时向相关部门、人员发送警报信息。

警报系统应具备可靠的报警功能，确保及时有效地向相关人员传递警报信息，以便采取紧急措施。

六、远程监控与管理系统七、总结中小型水库大坝安全自动监测系统可以实时监测水位、渗流、变形和温度等指标，及时发现潜在安全隐患，并通过警报系统向相关部门、人员发送警报信息。

霍林河水库大坝安全监测系统概述1、建设内容霍林河水库大坝安全监测主要项目为表面变形、内部变形、接缝、渗流量、坝基渗流压力、坝体渗流压力、环境量监测。

除表面位移监测仍采用人工观测外，其余均进行自动化监测。

具体内容为：(1)大坝施工期监测仪器的观测和资料整理；(2)全部自动化监测项目的系统集成与统一；(3)安全监测管理网络系统的搭建；(4)数据采集、整编及分析软件平台及数据库平台的设计与开发。

监测坝体渗流的振弦式渗压计32支及监测坝体渗漏量的坝下10根测压管，每根测压管放人一支振弦式渗压计，一起接入与之配套的2台多通道传感器采集仪，用于自动测读传感器数据。

以满足大坝安全、稳定及实时监测的要求，同时对接缝进行监测。

并将此采集仪与管理中心的计算机组成分布式网络监测系统。

在管理中心可实时监测大坝的各种工况，并具有超限报警、数据库管理、查询、打印报表等多种功能。

霍林河水库自动化监测系统要求采用分布式体系结构，一次传感器就近接入MCU，坝上设两个观测房，一个新建，一个设在闸房内。

在厂区办公楼设立现场监测中心，通过现场监测中心的数据采集工作站完成现场实时自动化数据采集工作。

大坝监测系统的中心设备集中放在水库的管理楼机房内。

大坝安全监测自动化系统结构图见资料。

2、大坝安全监测系统设计总则(1)各项观测设备布置，结合本工程特点，突出重点，兼顾一般，具有明显的针对性和代表性，能较全面反映各建筑物的运行状态及其变化规律。

(2)各监测项目统筹安排，合理布置。

以渗流和施工期及永久期变形监测为主，兼顾地下水位等监测。

(3)仪器选型；选用的仪器要保证长期稳定可靠，精度高，观测方法简单。

主要观测仪器尽量选用原装进口设备。

(4)各监测断面主要设置在最大坝高处、缺口导流处、地质条件复杂处、地形突变处等，对重要监测断面要作全面综合的仪器布置，各观测项目要尽可能作到自身校核和互相校核，以保证监测成果的可靠性，同时考虑到观测结果的反馈分析和验证设计。

大坝安全监测自动化系统的运行与维护大坝安全监测自动化系统的运行与维护概况：大坝安全监测是通过仪器观测和巡视检查对水利水电工程主体结构、地基基础、两岸边坡、相关设施以及周围环境所作的测量及观察;"监测"既包括对建筑物固定测点按一定频次进行的仪器观测，也包括对建筑物外表及内部大范围对象的定期或不定期的直观检查和仪器探查。

一、大坝安全自动监测系统系统由三部分组成：●现场量测部分（传感器）●数据采集模块（CCU）●远程终端采集单元（MCU）系统监测内容、方法及仪器●大坝区降雨强度和雨量监测：采用翻斗式雨量计测量降雨量和降雨强度。

●大坝浸润及坝顶基渗压监测：通过埋设渗压计来观测坝体的渗流压力分布情况和浸润线位置及坝基渗流压力分布情况。

●大坝渗流量监测：在大坝下游设置水堰，安装量水堰计以监测大坝渗流量。

二、大坝安全监测自动化系统的运行操作●传感器可根据实际需求，在监测范围内安装各种传感器。

一般常用的有：渗压计、混凝土应变计、应力计、多点位移计、测缝计、水位计、钢筋计、倾角计、测力计、气压计、温度计、压力盒、风速计、风向仪、蒸发仪等遥测设备。

●数据采集模块（CCU）控制运行操作1.每周二次自动化监测系统巡测，可采取中央控制方式，也可采用自动控制方式运行。

每周施测时间如无特殊情况应固定不变，规定在每周二、周五上班后半小时内进行。

2.在汛期高水位，低温高水位，以及某些部位出现异常等情况下，可根据有关领导决定加密测次并采取自动控制方式运行。

3.正常情况下，数据采集模块处于工作状态，显示器可以关掉运行。

4.数据采集模块控制测量步骤：1)数据采集模块向各远程终端采集单元提供的系统工作电源(220VAC50Hz)和系统加热电源(220VAC50Hz)应可靠工作。

2)MCU的RS－422通讯总线接入数据采集模块（CCU）的RS－485通讯卡的1口。

3)数据采集模块在WindowsXP环境下运行“大坝安全监测数据采集系统软件”。

电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering自动化控制Automatic Control水库大坝安全监测自动化系统的应用黄振敏(梨树县水利工程质量服务中心吉林省四平市136500 )摘要：本文以水库大坝安全监测自动化系统为核心，通过一个水库大坝安全监测项目，阐述了水库大坝安全监测自动化系统的应用 过程，并对自动化系统在水库大坝安全监测中的应用故益进行了进一步剖析。

关键词：水库大坝；安全监测；自动化系统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如图1所示，一座大（2)型多年调节水库，总库容为4.15xl〇8m3,为当地控制性枢纽工程，位于干流上，干流全长101.2k m,流域面积3265.21k m2。

水库大坝为均质土坝，全长2356.21m,坝顶相对高程21.3m,宽6.58m,防浪墙高1.18m。

其中主坝位于右岸，全长796.2丨m,最大高度21.36m;副坝位于左岸，全长1563.21m,最大坝高度16.23m。

大埋于1996年实施了全面加固改建，改建后的水库大坝安全 监测系统所应用的自动化设备为R O C T E S T监测设备+2380数据采 集系统+专业作图软件，可以在独立M C U(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^。

大坝安全自动化监测系统故障诊断2009年10月黄建忠⏹系统的组成⏹工作原理⏹故障分类⏹故障判断1.系统组成监测系统框架图⏹自动化监测系统由传感器、通讯系统、数据采集单元、计算机和管理系统（软件）组成。

⏹传感器：电容感应式、振弦式、差动电阻、电感式、压阻式、CCD(光电)式等。

⏹通讯系统：光纤通讯和RS485总线（屏蔽电缆）⏹管理系统（软件）：采用南瑞开发DSIMS3.02.工作原理2.1 振弦式测缝计构造示意图1.电缆2.弦式敏感件3.线圈4.钢弦5.拉簧6.保护管7.滑杆8.销子2.2 工作原理：当结构物伸缩缝或裂缝的开合度（变形）发生变化时，会使测缝计左、右安装座产生相对位移，该位移传递给振弦，使振弦受到应力变化，从而改变振弦的振动频率。

电磁线圈激拨振弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输至读数装置或数据采集系统，再经换算即可得到引起被测结构物相对位移的变化量。

同时由应变计中的热敏电阻可同步测出埋设点的温度值。

2.3 电容感应式工作原理YX41图1-2、RZ型座标仪原理示意图23RZ 型垂线坐标仪电容感应式工作原理:仪器采用差动电容感应原理非接触的比率测量方式。

如图1-2所示在垂线上固定了一个中间极板，在测点上仪器内分别有一组上下游向的极板1、2和左右岸向的极板3、4，每组极板与中间极组成差动电容感应部件，当线体与测点之间发生相对变位时则两组极板与中间板间的电容比值会相应变化,分别测量二组电容比变化即可测出测点相对于垂线体的水平位移变化量（Δx、Δy）。

3. 故障分类⏹按设备划分：传感器故障、测控单元故障、通讯故障系统和电源故障。

⏹按故障现象：测值不稳、测值异常或错误、数据采集模块呼叫不通故障。

3.1 故障原因⏹(1) 传感器故障：断线或焊接不牢固，仪器电缆绝缘降低、仪器电缆断线或接触不良；振弦式仪器钢丝断线或线圈故障等。

⏹(2) 数据采集单元故障：通道故障、测量电路故障、通讯系统或CPU故障等。

职业教育水利水电建筑工程专业《水利工程管理技术》松华坝水库大坝安全监测自动化系统《水利工程管理技术》项目组2015年4月松华坝水库大坝安全监测自动化系统1. 概述松华坝水库地处盘龙江的上游，距昆明市直线距离仅12km。

该水库始建于1958年，1988年进行加固扩建_，坝体为心墙土石坝，坝高62m长201 m,总库容2.29亿衬米，水库担负着调节盘龙江洪水和径流、保证昆明市防洪安全、供给市民生活用水、工业用水及市郊灌溉用水等任务，其安全性能直接影响到昆明市人民生命财产的安全，及时了解水库大坝的内部渗漏及变形状况，为确保水库安全运行提供准确及时的信息，建立了本套大坝安全监测自动化系统。

2. 系统整体结构松华坝水库大坝安全监测自动化系统由一个中心及两个数据采集分中心组成，中心站设在水库水文调度中心大楼内，两个数据采集分中心分别设在主坝和副坝的观测房内。

系统整体结构见图8-20图8-2系统总体结构本系统共有传感器97支，采集参数118个，其中主坝观侧传感器有侧压管弦式传感器13支，弦式孔隙水压力计30支，弦式土压力盒8支，差动电阻式应变计21支，渗流量量水堰水位传感器1支、水库上、下游水位计2支，采集参数96个。

副坝观侧传感器有测压管弦式传感器6支，弦式孔隙水压力计14支，上、下游水位2支，采集参数22个。

本系统中心站与分中心之间采用超短波无线通信。

系统来用分布式结构，采集分中心具有数据存储功能，当无线通信受阻时可用使携式计算机到采集分中心将数据取回。

3. 中心站组成结构及功能中心站主要由计算机、通信接口、Modem电台、天馈线、打印机、绘图仪及电源等组成，其水利工程管理技术硬件结构见图8-3所示。

#4图8-3中心站硬件结构框图中心站主要功能如下：(1) 控制接收主、副坝终端中所存的所有观测数据；(2) 对主、副坝控制终端校时；(3) 命令主、副坝控制终端进行数据观测；(4) 设置、修正传感器参数；(5) 观测数据的存储、修正、转存、删除；(6) 显示大坝浸润线图；(7) 显示观测仪器埋设位置图；(8) 输出观测数据及库水位的过程线；(9) 输出各类观测数据计算报表。

水库安全监测自动化系统解决方案平升电子水库安全监测自动化系统解决方案由大坝安全监测、水雨情自动测报、闸门远程控制、水质在线监测4类测站构成。

该系统可帮助水利局和水库管理部门全面掌握大坝的变形、渗流、环境量等情况，实时监测水库水雨情，远程控制闸门开关，视频监控现场实况，实现水库防汛和大坝安全监测和预警，为水库安全鉴定、水库除险加固方案制定和防汛指挥调度提供数据依据，同时满足水库管理现代化的需要。

方案一：LoRa转4G/北斗组网。

监控分站信息通过LoRa网络发送至监控主站，再由主站通过4G/北斗网络上报至各级监控中心平台。

4G/北斗组网+软件对接。

所有测站设备统一上报至水库管理部门监管平台，再通过WebService/OPC/数据库对接省级水利厅监管平台。

4G/北斗组网。

各测站设备直接上报至各级监控中心平台。

系统功能▊远程监测水库安全关键数据，实现信息化•大坝：变形（水平位移、垂直位移、挠度、接缝位移、界面位移）渗流（渗流压力、渗流量）环境量（上下游水位、降水量、气温、水温）压力（应力）•水雨情：库区降雨量、水库水位•闸门：闸位、闸前后水位、瞬时和累计流量、每个启闭机的运行状态、机组电流和电压等•水质：色度、水温、电导率、浊度、PH值、溶解氧、氨氮等▊视频监控现场实况•闸门运行状态、水库水雨情实况、大坝周边环境等。

▊智能控制闸门，三种控制方式可切换•远程手控：通过监管软件远程控制闸门的升、降，提高时效性；•逻辑自控：根据水库水位，自动升、降闸门，实现自动化运行；•本地手控：通过闸门控制终端的按键操控，方便闸门现场调试。

▊异常自动报警，及时发现安全隐患•监测数据越限、监测设备故障、供电异常、通信中断时，自动报警。

•报警限值可通过软件设置。

▊自动定时巡测，特殊情况下主动选测•非汛期且水库大坝运行稳定时，系统自动定时测量，采集、上报周期可任意设置；•汛期或大坝出现安全隐患等特殊情况下，可通过中心软件对重点监测部位实施任意频次测量。