分析自动化监控系统在橡胶坝的安全运行中的应用
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Function and Function of Safety Monitoring Automation in Reservoir DamsJiesen CAOChina Water Resources and Hydropower Eighth Engineering Bureau Co.,Ltd.,Changsha,Hunan,410000 AbstractDuring the development of social and economic construction,more and more attention has been paid to reservoir engineering construction,which plays an important role in improving the overall construction effectiveness of water conservancy projects.For the current construction of reservoir dams in our country,the main need is to ensure the safety of them.It is necessary to apply safety monitoring automation technology to make it play a certain role and function.By analyzing the function and function of safety monitoring automation in reservoir dams,this paper briefly discusses the renovation scheme of safety monitoring automation technology.Key WordsSafety Detection Technology,Automation,Reservoir DamDOI:10.18686/slgcsj.v1i2.616安全监测自动化在水库大坝中的功能与作用曹杰森中国水利水电第八工程局有限公司,湖南长沙,410000摘要在社会经济建设发展的过程中,水库工程建设受到了越来越大的重视,对于提高水利工程整体建设效用有较大的作用。
浅谈大坝安全监测自动化现状及发展趋势大坝是一种重要的水利工程设施,其安全监测是保障大坝安全的重要手段。
随着科技的发展和应用,大坝安全监测自动化技术得到了不断的完善和提升。
本文将就大坝安全监测自动化的现状及发展趋势进行探讨。
一、大坝安全监测自动化的现状1. 传统监测手段存在的问题传统的大坝监测手段主要包括人工巡视和定点监测。
这种监测方式存在着人力资源浪费、监测数据不够及时、监测范围受限等问题。
在面对自然灾害等突发情况时,人工巡视和定点监测无法及时做出反应,容易造成灾害事故的发生。
2. 自动化监测技术的应用随着科技的进步,自动化监测技术被引入到大坝安全监测中,取得了很大的进展。
通过传感器、监测设备等技术手段,可以实现大坝变形、渗流、温度等多个指标的实时监测,并将监测数据传输到监测中心进行分析和处理。
这样能够大大提高监测数据的可靠性和时效性,为大坝安全提供可靠的数据支持。
3. 自动化监测系统的建设目前,我国在大坝安全监测自动化方面取得了很大的进展。
许多大坝已经建立了自动化监测系统,对大坝的安全状态进行实时跟踪和监测。
这些系统不仅可以实现远程监测和数据传输,还可以进行数据分析和预警。
通过这些系统,监测人员能够在第一时间了解到大坝的安全状态,及时采取措施,保障大坝的安全运行。
二、大坝安全监测自动化的发展趋势1. 多元化监测指标未来,大坝安全监测将向多元化发展。
除了地质变形、水压力等基本监测指标外,还将加强对温度、渗流、裂缝等其他监测指标的监测。
这样能够更全面地了解大坝的安全状态,为预防安全事故提供更可靠的数据支持。
2. 高精度监测设备随着科技的不断进步,监测设备的精度也会不断提高。
未来的监测设备将更加精准和可靠,能够实现对微小变化的监测,并提前预警潜在的安全隐患。
3. 数据智能化处理未来,大坝监测数据的处理将更加智能化。
通过人工智能、大数据分析等技术手段,监测数据能够自动进行分析和处理,发现异常情况并做出预警。
浅谈橡胶坝的安全运行管理橡胶坝是20世纪50年代末,随着高分子合成材料工业的发展而出现的一种新型的水工建筑物,本文阐述橡胶坝的安全运行和安全检查。
标签:橡胶坝;安全运行;安全检查橡胶坝是用锦纶或维纶帆布等材料作受力骨架,用氯丁橡胶作保护层,起胶合、密封作用,两者粘合制成橡胶布袋,用螺栓等锚固于基床的混凝土或钢筋混凝土底板基础上,坝袋内充水或充气,使之充胀而形成坝体,它适用于低水头,一般高度在5m以下单跨200m以下的大跨度闸坝工程。
与传统闸、坝比较,橡胶坝在经济上的优越性非常突出。
另外,橡胶坝还具有施工期短及运行方便等优点,因此近年来被广泛应用于农业灌溉、城乡生活用水、山区发电、水库增容、防洪工程、城市环境美化以及沿海区域防海水碱化等工程。
根据橡胶坝坝袋的充填介质的不同,可分为充水式橡胶坝、充气式橡胶坝和水、气混合式橡胶坝,因为充气式橡胶坝存在诸如气体压缩的不均匀性易导致出现凹口、泄洪时水流相对集中而对下游河道冲刷较强,以及充气式橡胶坝要求气密性较高等不利因素,所以在常规橡胶坝设计中较多选用充水式橡胶坝,艾辛庄枢纽橡胶坝即选用充水式橡胶坝,艾辛庄樞纽是海河流域支流子牙河水系滏阳新河进口滏阳河上游诸河交汇处的重要建筑物,枢纽由漫水橡胶坝和节制涵洞组成,枢纽以上控制面积为14420平方公里,该工程于1967年动工,1969年竣工,该枢纽的主要效益是防洪效益,非汛期蓄水灌溉为沿岸经济发展服务,其政治、经济地位十分重要,工程的安全运行尤为重要。
1、安全检查安全检查工作是橡胶坝安全运行的保障在橡胶坝的日常管理中要注重3个层次的检查,即经常性的检查、定期检查和特别检查,同时针对坝体所在河流的枯水期和行洪期应制定不同的检查方案,以应对安全和高效运行的需要。
因此在橡胶坝运行管理中,务必要进行每月一次的定期保养和充塌坝试验。
定期保养的工作包括清除井内积水,保持井内干燥,以及充水及排水的电动闸阀及其他电机设备要进行除锈处理并涂刷防锈层等;充塌坝试验则有利于供水泵及供排管道的畅通。
橡胶坝的安全运行及自动化监控系统在其中的应用摘要:关键词:清水河橡胶坝位于河北省张家口市境内。
是用高分子合成材料,按要求的尺寸、锚固于河床底板上形成封闭状,用水充胀后形成的挡水坝。
不需挡水时,放空坝袋内的水,就可恢复原有河渠的过水断面。
橡胶坝在防洪、灌溉、供水及城市园林景观美化中发挥着重要作用。
一、橡胶坝的运行维护橡胶坝在运行过程中,由于水流的作用,会引起坝袋的振动或拍打的现象,使得坝袋与底板混凝土表面或侧墙表面产生摩擦,使坝袋表面会受到不同程度的磨损。
因此,在日常运行管理中,应加强对坝袋的维护,进行科学的运行管理。
(1)坝袋充胀使用前,必须将坝袋上淤泥特别是砂石清理干净。
砂石若未及时清理,在坝袋充胀时,会将砂石夹在坝袋与侧墙之间,随着坝体的蠕动,砂石会对坝头造成磨损而引起漏水。
(2)坝袋与基础底板接触的部位,特别是坝袋塌落范围内的下游底板、侧墙,须采取措施使其表面光滑平整,防止对坝袋造成磨损。
在基础施工中,要提高下游底板施工质量,混凝土浇筑后,将其表面压光处理,使其一次成型。
侧墙的施工,应使用新模板或者采用新技术,确保混凝土一次浇筑成型,侧墙表面平整光滑。
(3)橡胶坝是一种柔性结构,坝袋过流时,在上下游水位与坝顶溢流水深不利组合的情况下,有可能会发生轻微的颤动或剧烈的振动,从而引起坝袋表面不同程度的磨损,在运行中应找出坝袋发生振动时,坝高与上下游水位及坝顶溢流水深之间的关系,通过调节坝高,避免坝袋在溢流时发生蠕动、拍打或振动现象。
(4)做好水帽的防护,减轻与坝袋的磨损,水帽在制作时,应做成圆弧状,帽体与进排水管口上法兰盘连接在一起。
水帽在满足适水量要求的同时,应降低其高度。
若水帽过高,在塌坝过流时,水中的冲淤物可能会对水帽处的坝袋造成撞击,致使坝袋磨损甚至撕裂。
帽体的直径应大于充排水管的直径,并且边缘圆滑,以减轻对坝袋的磨损。
(5)橡胶坝在冬季运行时,为消除冰凌压力对坝袋的挤压影响,可采用人工或机械破冰的方法,这里我们采取自动破冰管技术,利用蓄水区下层水与顶层冰盖之间的温差,通过连续抽取冰盖下面高于0℃的水融化低于0℃冰盖,以达到破冰目的。
关于水库大坝安全自动化监测系统分析发布时间:2022-07-21T05:07:50.213Z 来源:《工程建设标准化》2022年5期3月作者:熊芳[导读] 随着我国现代化科学技术发展速度的不断加快,各类现代化手段被应用在了水库大坝安全建设中,如全自动化监测系统便是其中之一,合理应用不仅可以有效提高综合效益,且可以进一步保证运行的安全性和稳定性。
熊芳兴义市兴西湖管理所(贵州兴义市 562400)摘要:随着我国现代化科学技术发展速度的不断加快,各类现代化手段被应用在了水库大坝安全建设中,如全自动化监测系统便是其中之一,合理应用不仅可以有效提高综合效益,且可以进一步保证运行的安全性和稳定性。
下面将结合水库大坝的情况,对安全自动化监测系统进行相关研究,从总体框架入手,探索各类关键技术,并提出了具体应用策略,以期能够为相关项目提供参考借鉴。
关键词:水库大坝;安全运行;自动化;监测系统前言:水库大坝安全监测是保证其运行稳定性的重要组成部分,其在项目初期阶段可以指导项目开展方向,监控周边的实际情况,指导与改进工程图纸,施工期间可以监控当前项目开展的实际情况,优化大坝管理与处置、识别大坝突发事件成因等,有效保障水库工程安全。
在实际应用过程中,应有效结合物联网、5G、信息化等方面技术,使数据获取摆脱以往过于依赖于人工的情况,最终实现工作自动化、微型化以及远程化,从而为行业后续实现可持续发展奠定坚实基础。
1 水库大坝安全自动化监测系统概述1.1安全自动化监测系统内涵 20世纪60年代初期,国内外各著名大坝先后发生了安全事故,如美国Teton坝、我国板桥与石漫滩水库等,在调查分析中发现,出现问题的原因在于安全监测工作落实不到位,为了切实解决这一现存风险因素,国内外纷纷会安全监测加大了关注力度,在20世纪80年代开始,我国从传统人工方式入手逐步过渡到信息化阶段,在21世纪初期初步实现了自动化。
当前我国大坝安全监测自动化技术正逐渐向着成熟阶段迈进,为了保证其在实际应用中的效果,我国结合当前水库大坝的情况颁布了各项技术标准与条例,并大力开展除险加固工作,以此确保人们生活用水﹑农业灌溉用水安全,为我国后续发展奠定了基础[1]。
自动化技术在水库大坝安全管理中的应用探讨近年来,随着信息技术与自动化技术的不断发展,水库大坝安全管理也面临巨大的挑战。
传统的手工操作存在很多问题,高昂的人力成本、人为操作误差以及安全风险等,这些都在影响着水库大坝的安全。
因此,自动化技术在水库大坝安全管理中的应用成为了一个热门话题。
一、大坝水位监控系统水位监控是水库大坝安全管理的一个重要环节。
也是传统的手工操作难以做到的一个环节。
通过在水库大坝周围、上游和下游设置水位监测点,可以实时监测水位的变化,为安全管理提供有效的数据支持。
比如在洪水期间,系统能够自动进行随伺式测量,及时获取水位的变化情况,从而预测洪水的危险程度。
二、大坝应力监测系统除了水位之外,大坝的应力也是水库管理中需要关注的一个重要因素。
在大坝应力监测系统中,可以通过大坝内部的应力传感器,及时监测大坝的应力值变化。
当系统检测到大坝的应力达到或接近安全阈值时,立即进行报警并通知有关部门进行处理。
三、自动化巡检机器人传统的巡检方式是人力巡查,存在很大的工作量和安全隐患。
通过自动化巡检机器人的引入,可以有效地减少人力成本,缩短检修时间,提高安全性能。
机器人可以携带高精度传感器,可以实现状态检测、巡检数据采集、病害定位等工作。
通过系统的数据处理和分析,可以准确判断大坝状态,提前预警,从而更好的保护大坝的安全。
四、大坝液压控制系统在大坝的液压控制系统应用中,主要通过液压控制系统实现水流的调节和坝门操作等工作。
通过采用自动化控制系统,不仅可以提高安全性,还可以提高效率、减少工作人员的劳动强度和工作安全隐患。
综合来看,自动化技术在水库大坝安全管理中的应用,具有非常明显的优点。
除了大幅度提高安全性之外,还可以提高效率、减少工作强度和人力成本等问题。
因此,自动化技术在水库大坝安全管理中的应用具有广阔的发展前景,并对未来的水库大坝安全管理工作具有非常重要的意义。
自动化技术在水库大坝安全管理中的应用探讨水库大坝是国家重要的水利设施,其安全管理一直备受关注。
传统的水库大坝管理需采取人工巡视等手段,存在人力耗费大、监视效率低、容易出现漏检等问题。
随着现代科技的发展,自动化技术在水库大坝安全管理中的应用越来越广泛。
本文将探讨自动化技术在水库大坝安全管理中的应用现状及未来趋势。
1.视频监控技术现代水库大坝多采用视频监控技术,通过摄像机监视大坝周边景象,一旦出现异常情况,可以迅速通报管理人员进行处理。
基于智能分析的视频监控更是将现代技术发挥到极致,例如人脸识别、车辆检测等技术,可以在一定程度上提升预警的准确性。
2.无人机技术无人机技术在水库大坝上的应用,可以实现对整个大坝周边景象的全方位监控。
无人机能够快速、直观地获取大坝的信息,例如坝上及坝脚附近的石头、露天积水、漏水、塌方等问题。
同时无人机还可以记录难以靠人力巡视的地方,例如大坝壁面、大坝内部等。
3.传感器技术传感器技术可以采集水库大坝的各种数据,例如水位、流量、温度、湿度、氧化程度等等,通过数据处理系统进行分析和决策,从而实现对大坝安全的实时监测。
同时传感器设备数据的可靠性和准确性可以极大地提高大坝的安全性能。
未来水库大坝的安全管理将更加智能化,利用大数据、云计算、人工智能等技术将实现以下自动化趋势:1.智能预警通过人工智能技术,建立预警模型,提高预警准确性,以便在潜在危险发生前提供更加详尽的警报和跟踪信息。
例如,可以通过大数据分析模型,实现对大坝安全的实时监测、评估和预测,提前发现潜在隐患等级变化,推送预警信息,使管理人员及时采取措施。
2.智能巡检自动驾驶技术将逐步应用于大坝巡检,可以实现智能化的大坝巡检和数据采集。
巡检机器人将可以自主完成大坝表面和内部巡检,保证人员安全,自动化数据采集和分析已实现大坝信息的实时同步,以便管理人员随时了解水库大坝的安全状态。
3.智能分析数据分析是现代社会的一个关键流程,利用人工智能和大数据技术进行数据处理可以有效提高分析能力和预测准确性,并支持大坝的安全管理决策。
自动化技术在水库大坝安全管理中的应用探讨水库大坝是重要的水利工程建筑,它的安全管理直接关系到人民群众的生命财产安全和国家经济发展。
随着科技的不断进步,自动化技术在水库大坝的安全管理中起着越来越重要的作用。
本文将探讨自动化技术在水库大坝安全管理中的应用,以及其在提高大坝安全性能和效率方面的优势。
一、自动化监测系统在水库大坝的应用1.概述随着现代科技的发展,自动化监测系统已经成为水库大坝安全管理的重要工具。
自动化监测系统通过安装传感器和监测设备,能够实时监测水库大坝的各项参数,如位移、应力、温度、水压等。
一旦监测到异常情况,系统能够发出预警信号,及时采取措施,保障大坝的安全稳定。
2.传感器技术的应用传感器技术是自动化监测系统的核心技术之一,在水库大坝安全管理中发挥着重要作用。
传感器能够实时监测大坝结构的变化,实现对大坝状态的实时监测和分析。
这些传感器能够准确记录大坝结构的细微变化,帮助工程技术人员及时发现并处理潜在的安全隐患。
3.监测设备的应用在自动化监测系统中,监测设备也起着关键作用。
监测设备通过传感器采集的数据进行处理和分析,生成对大坝安全状态的评估报告。
监测设备能够自动对大坝的状态进行记录和存储,为后续的数据分析提供依据。
自动化控制系统是通过计算机技术实现对水库大坝运行状态的实时监控和控制的系统。
它能够根据大坝的实时状态进行智能化控制,提高大坝的安全性能和运行效率。
远程监控技术是自动化控制系统的重要组成部分,通过远程监控技术,工程技术人员能够随时随地监控大坝的运行状态,实现对大坝的远程控制。
一旦发现异常情况,远程监控技术能够迅速发出警报信号,通知相关人员及时处理。
3.智能控制技术的应用智能控制技术是自动化控制系统的核心技术之一,它能够根据大坝的实时状态进行智能化控制。
在大坝水位超过预警线时,智能控制技术能够自动启动泄洪闸门,及时释放水库的水位,降低大坝受力和应力,保障大坝的安全稳定。
1.提高安全性能自动化技术能够实现对水库大坝的全方位、实时监控,能够更加及时、准确地发现大坝结构的变化,并采取相应的措施,提高大坝的安全性能。
分析自动化监控系统在橡胶坝的安全运行中的应用摘要橡胶坝是一种采用新型高分子合成材料的坝体,根据现场实际情况确定坝体的尺寸,然后将其锚固进入河床持力层,与河床形成封闭的整体。
在需要挡水的时候就像坝体内注入一定量的水将其充胀,形成一个挡水坝,无需挡水时可以将坝体中的水放空,恢复原河道的过水断面。
由于这个独有的特点,使得橡胶坝在城市供水、园林美化、防洪以及灌溉等方面有着极为广泛的应用。
关键词橡胶坝;安全运行;自动化监控系统
中图分类号tv644 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2013)84-0135-02
在绝大多数的橡胶坝运行过程中都存在着橡胶坝体与混凝土坝体摩擦的现象,这是由于橡胶坝在水流的作用下会产生一定幅度的位移,与坝体也会产生一些碰撞,这就必然导致混凝土表面与橡胶坝的表面都会出现一定的磨损,随着时间的推移橡胶坝体存在着磨破的危险导致其在充水之后起不到挡水的作用。
所以橡胶坝在运行的时候首先要考虑的就是水流冲击下橡胶坝体的磨损情况。
1 橡胶坝日常运行管理
1)橡胶坝体在充胀使用前要对坝体内的清洁情况进行检查,尤其是对砂、石等破坏性较大的杂质进行清除,以免造成橡胶坝体在急速的水流冲击之下与混凝土坝体发生剧烈的摩擦而导致橡胶坝体破损漏水;
2)坝袋底部与混凝土坝体基础底板的摩擦破坏同样不容忽视,
尤其是橡胶坝袋塌落范围之内的下游混凝土底板以及侧面墙体,这就要求在混凝土施工的时候一定要保证混凝土底板和侧墙的平整和光滑,混凝土的浇筑要保证一次性成型。
在日常维护的时候也要对这部分接触面给予充分的重视,对被水流冲击而粗糙的混凝土地面和侧面进行抛光处理;
3)橡胶坝体是一种柔性结构的材料,在水流的冲刷之下自身会产生或轻微或剧烈的颤动,这就会造成坝体表面不同程度的磨损,当坝袋被水冲击之时恰巧遇到上下游水位与坝顶溢流水深处于不利组合的状态之下,这种颤动会非常的剧烈,磨损情况也会非常严重,因此在日常的运行时我们也要注意观察和记录坝袋振动的幅度以及频率与坝高、上下游水位以及坝顶溢流水深等因素之间的关系,通过各因素的调节来减少坝袋由于自身振动而发生的磨损;
4)制作合适的水帽以减少坝袋的磨损,水帽在制作的过程中要尽量制作成圆弧形状,坝体的进水口以及排水口用法兰与水帽帽体连接牢固。
另外水帽在安装的过程中应在确保水量满足要求的情况下尽量降低高度,因为过高的水帽高度会加剧过水泥沙、淤物等对帽体遮盖部分坝袋的撞击,甚至有可能导致坝袋的撕裂;
5)在寒冷时节,由于水体结冰膨胀会增大橡胶坝的压力,因此在水体结冰的时候应该适当的进行人工或者是机械的破冰以减轻坝袋的压力。
除此以外还可以采用循环破冰技术,将水面下高于0℃的水抽到结冰的层面,将表面的冰层融化;
6)在运行的过程中坚决杜绝坝体超高以及超压的状态下运行,
因为超高或者是超压的状态下,橡胶坝体的应力结构会发生改变,使用寿命也会大幅度的缩减。
2 自动化监控系统的具体应用措施
自动化监控系统是目前水利工程普遍采用的一种监控手段,该手段是利用计算机、网络、自动控制以及现场总线等高端技术对橡胶坝进行自动地监控,有效的保证水利工程的安全运行管理以及汛期的安全度汛工作,同时对于橡胶坝日常运营时的现代化管理水平以及相关的经济、社会效益都有着极为重要的意义。
2.1 监控系统结构解析
现行使用的橡胶坝监控系统主要是由数据采集系统以及监视控制系统两个部分组成,两个主要系统的合理化设计能够有效的提升监控系统的整体性和高效性,数据采集系统主要由现地监控系统和上位远程监控系统两个部分组成,当前国内橡胶坝的现地测控系统主要采用西门子s7-300系列的plc平台所开发的系统,该系统以plc为核心平台对分布在坝体的各个传感器所采集的信号进行集中处理,以此来完成对上下游水位以及阀门室的渗漏排水泵水位的监测,同时也对各个阀门运行时的角度、坝袋内的压力、坝体的高度以及其他的参数进行监测。
2.2 监控系统的功能设计简述
阀门和泵的控制主要由现场控制、远程控制、限位保护、相序保护以及过载保护等方式实现,现场控制是现场的操作人员通过对切换开关的控制来实现人工与自动两种控制方式的转换,人工控制
需要操作人员按照规定的程序和方式开启或者关闭坝体的闸门和水泵,这种控制方式需要上级部门进行实时的监控。
远程控制需要在自动控制的前提之下进行,控制系统中的各级用户通过网络将指令发送至现场测控单元(plc),阀门会根据指令自动的开启或者是关闭,水泵也会自动进行坝袋内水位的调节,这种控制方式由各级用户所拥有的权限而决定。
限位控制是对坝体运行的一个重要保证,在坝体内设置开启和关闭运行范围的开关,当运行状态超出这个范围之时,限位控制开关就会自动通知测控单元,开启或者切断电源,避免系统超出正常的运行范围。
相序保护是在启闭装置内安装相序保护器,以避免系统由于三相电源相序混乱而造成的系统非正常运行。
过载保护是在启闭装置内安装过载继电装饰,以电机功率为依据进行不同设置,当有电机过载或者是故障的时候,继电器将自动切断该电机的供电,以防止电机被烧毁。
2.3 数据监测设计
数据的检测应该包含上游水位、坝袋压力、电机动力、阀门开启角度、设备电源电压以及电路电流等因素,将这些因素都反映在plc触摸控制屏上以方便操作人员的实时控制。
2.4 充排水监测系统的设计
充排水系统设计应包含充水泵、排水泵、转起动器、电气控制装置以及水位监测设备等等,同时坝袋的高度以及坝袋内的压力都
要在该监测系统中有所体现,这样能够通过充排水状况的监测来实现整个体统的稳定运行。
2.5 监控流程的设计
监控流程的设计主要任务是合理的解决开关量逻辑控制以及模拟量回路控制两个难题,开关量逻辑控制决定着水泵阀门的启闭控制及其相关的联锁控制,拟量回路控制包括各个回路的pid控制算法的实现和比值控制系统和串级控制系统的实现。
3 结论
橡胶坝的安全运行关系到一个城市能否安全度过汛期,这与人民群众的安全、社会的安定息息相关,因此保证橡胶坝的安全运行我们要给与充分的重视,运用先进的自动化管理系统以确保橡胶坝在实时的监控之下正常的运行。
参考文献
[1]李文帅,华梁,程卫峰.橡胶坝袋在山区河道上的应用[j].河南水利与南水北调,2011(8).。