某水库大坝安全监测自动化系统设计与施工

东张水库位于福建省福清市龙江中游，坝址在福清市宏路镇真丰村，坝址以上控制流域面积200Km2，总库容2.06亿m3，是一座以农业灌溉、工业及生活供水为主，兼有防洪、发电、旅游、养殖等综合利用的大（二）型水利工程。

枢纽工程由拦河坝、溢洪道、输水洞和坝后电站组成。

拦河坝为混凝土宽缝重力坝，•坝顶长度210m，最大坝高38.5m。

工程建成以来，坚持按有关规定进行观测，积累了大量的观测资料，但经过了四十年的运行，亦出现了一些问题，即：监测手段落后、监测仪器设备陈旧老化、监测误差较大以及无监测资料整编等，不能准确及时的保障大坝安全运行。

从而实现了大坝安全的自动化监测。

一、大坝自动化监测设备大坝自动化监测系统由中方、加拿大两套设备组成。

1）加方监测系统：传感器共有58个，包括钢弦式渗压计28个，三向测缝计10个，垂线坐标仪7个，上游水位计1个，下游水位计2个，超声波水位计2个，雨量计1个，坝温计3个，水温计3个，气温计1个。

首先，系统通过MCU采集各种仪器测量到的数据，并将测量数据储存到硬盘上名为SQLDATA1.DB的数据库文件中。

其次，采用DSM_UPDATE软件将GEO NET采集的数据从SYBASE数据库格式转化为ACCESS数据库格式，从而使测量数据可以直接被DSM数据管理软件所使用。

最后，由DSM软件具体完成过程线绘制、报表生成及打印等功能。

2）中方监测系统：采用南京水利水文自动化研究所生产的DG-2000型分布式大坝监测系统。

分布在坝顶各监测部位的16台监测仪器用电缆接入4台MCU-1M型测控装置，测控装置通过通讯电缆连接，电源电缆从中央控制装置引到各测控装置，按总线拓扑结构组成监测网络。

二、大坝自动化监测工作原理1、加方监测系统布置位置及其仪器工作原理⑴．监测数据自动采集：可对垂线坐标仪、渗压计、三向测缝计、雨量计、水温计、气温计、上下游水位计、超声波水位计等各种传感器采取自动监测（自报式）和强制监测（应答式）的方式进行巡测、选测和人工测量。

【 要】 主要 介 绍 了亭 下水库 大坝 安 全监 测 自动 化 系统 的 变形 、 流 、 摘 渗 温度 及 环 境 量 监 测 项
目的建设 内容 、 系统 功能 、 雷措 施 及运 行 情况 。 防 ［ 关键词］ 大坝监 测 ； 自动化 ； 据 采集 ； 息管理 数 信
［ 中图分 类号 ］ Ｔ ３ Ｐ９ ［ 献标识码 ］ Ｃ 文 ［ 文章编号 ］ １０ ０ ６—７７ （ ０ １０ ０ ８ １５ ２ １ ） ７－ ０ ８—０ ３
固定 端 。 （ ） 顶 垂 直 位 移 监 测 。 在 坝 顶 布 置 一 条 静 力 水 准 ２坝
在大 坝上 游 坝面 ０＋２ ６１坝 段处 设 置 １条水 温 测 １ １ ３ 线， 布置 ５支水 温 计 ， 程 分 别 为 ７ ． ５ ７ ．５ ６ ． ５ 高 ９ ６ 、４ ６ 、９ ６ 、 ６ ．５和５ ．５ｒ。 ４６ ９ ６ ｌ水温计安装在保 护钢 管内 ， ｆ 钢管在水 温 计安装相应高程处１ｍ 围内钻孔 成花孔 ， 范 钢管 固定在 坝
１ ６０ｋ ７ ． ｍ２ 水库加 固改造 后总库容１５ ５×１ １ 。 ．１ ０ １３ １
，
（） ３ 接缝变化监测 。在下游 坝面７ ． ５ｍ高 程的接缝 ２ ２
上各布置 １支单 向测缝计 ， 共布 置 １ ６支测缝计 。 （） ４ 坝体位移 监测 。采 用 ９台 步进式 垂线 坐标 仪 对 ５ 、 １ ８ 、２坝段 的三条倒垂线 （ 每条倒垂线各 ３个 测点 ） 进
行 自动 化 监 测 。
（） ５ 马村滑坡 体位 移监 测。马 村下石 山滑坡 体位 于
库 区右岸 ， 坝址 直线距离 约２ｋ 距 ｍ处 ， 对马村 滑坡体新 设
主要建筑物 由拦河坝 （ 坝顶泄洪 闸） 采用 钻孔在孔 内安装 固定 式

—
乌 拉泊 水 库位 于乌鲁 木 齐 市南 郊 １ ３公 里 ， 中型拦河水库 ， 为 由拦河坝 、 泄水涵洞 、 溢洪 道等建筑物组成 。大坝坝址处于乌鲁木齐河主 流大西沟和清水河 的汇合处 ， 河床宽 ４ ０米 ， ５ 大 坝全 长 ｌｌｍ（ １Ｏ 主坝 段 ４ ６ 为粘 土心墙砂 砾 １ ｍ， 石坝 ， 坝前粘土水平铺盖 ； 副坝段 ６ ４ 为匀质 ８ ｍ， 坝 ）最大坝高 ２ ｍ。由于水库座 落于乌鲁木齐 ， ６ 上游 ， 有乌鲁木齐 “ 头顶一盆水 ”之称 ， 着极 有 其重要的地理位置 ，直接关系着乌市二百万人 民的生命 财产安全 ，所 以做好水 库大坝安全 监 测工作 ， 随时掌握大坝的运 行状态尤 为重 要。 水 库大坝安全监测 自动化系统于 ２０ ０ ０年建成 。 １大坝安全 监测项 目 乌 拉泊水 库是 二 十世 纪五 六十 年代修建 的， 设计标准 偏低 ， 工程 质量较差 ， 基本上就没 有 大坝安全监测项 目， 运行 中发现水库在 防渗 、 抗震 、 防洪 等方 面存在不 同程度 的病 险问题 ， 被 列 为全 国重点除 险水库之一 ，进行 了多次加 固 除 险， 同时逐步建设和完善 了安全监测项 目。 １１大坝渗流监测 ． 大坝渗流监 测主要是利用测压管 进行 的， 在 主 副 坝 ０ ０ ７，＋ ６ ，＋ １ ，＋ ７ ０ ３ ５ ＋ １ ０ ０ ４ ０ １２ ０ ２０，＋ ９ ，
维普资讯
改 ｉ ｛ １ １ 革 与 探 讨
乌拉泊水库大坝安全监测自 Fra bibliotek化系统及改造设想
张 卫 新 。 建 国 毛
（ 疆 乌鲁 木 齐 河 管理 处 ， 疆 乌 鲁 木 齐 ８ ０ ４ ） 新 新 ３０ ９
摘 要： 介绍 了乌拉泊水库 大坝安全监测 自动化 系统的组成 ， 并根据近七年的运行工作 中发现 的问题 总结 出该 系统的不足之 处， 出认 为可行 提

⽢峪⽔库⼤坝安全监测⾃动化系统初步设计⽢峪⽔库⼤坝安全监测⾃动化系统初步设计西安理⼯⼤学⽔利⽔电⼟⽊建筑研究设计院⼆O⼀四年⼗⽉2设计原则与依据2.1设计原则（1）监测项⽬选择、仪器埋设、观测读数、资料整编与分析等符合《⼟⽯坝安全监测技术规范》的要求。

（2）密切结合⽢峪⽔库⽬前的实际情况和1999年11⽉⼤坝安全鉴定结论，在监测仪器的布置上突出重点、兼顾全⾯。

（3）在仪器设备的造型上，遵循可靠、耐久、经济、实⽤的原则，⼒求少⽽精，且利于⾃动化系统的实施。

（4）在监测仪器、监测技术以及监测⽅法上⼒求先进。

（5）重要的监测项⽬除了⾃动化采集外，还要有⼈⼯⼿段进⾏对⽐测量，以检验⾃动化测量的正确性和准确性。

（6）系统结构简单、维护⽅便。

2.2设计依据本系统设计主要依据的⽂件有：（1）《⽔库⼤坝安全管理条例》国务院颁发1991.3.23 （2）《⼟⽯坝安全监测技术规范》SL 551-2012 （3）《⼤坝安全⾃动监测系统设备基本技术条件》SL-268-2001 （4）《建筑物防雷设计规范》GB-50027-2010 （5）《⽢峪⽔库⼤坝⼯程地质勘察报告》（6）《⽢峪⽔库⼤坝安全鉴定报告书》（7）《户县⽢峪⽔库除险加固⼯程初步设计报告》西安市⽔利建筑勘测设计院3项⽬总体设计3.1监测项⽬2008年户县⽢峪⽔库除险加固⼯程对⽔库增设了⼤坝的外部监测项⽬，包括外部变形检测和岸边滑坡体位移监测，在⼤坝内部未埋设观测仪器，本次设计增设内观项⽬，依据《⼟⽯坝安全监测技术规范》（SL551-2012）,结合⽔库⼤坝的实际情况，拟确定以下⼏⽅⾯作为⼤坝安全监测的主要项⽬：⼀、变形观测（已设）1.垂直、⽔平位移2.坝肩滑坡体变形⼆、渗流监测1.坝体渗流压⼒2.渗流量3.绕坝渗流三、环境量监测1.库⽔位2.⽓温、⽔温四、⼊库站⽔位监测五、放⽔洞⽔位监测3.2系统结构⽢峪⽔库⼤坝安全监测⾃动化系统选⽤分布式数据采集系统，分布式数据采集系统主要具有较好的可靠性，通⽤性强，组态灵活，安装简便，抗⼲扰性能强等优点，能保证监测数据的连续性，同时具有⼀定的扩展性。

水利工程管理技术
大坝安全监测自动化系统的设计与实施
系统设计 对照上述对系统功能和性能的要求，根据各水库工程实际，监测自 动化系统在设计时需从组成系统的三大部分入手，综合考虑。
1.监测仪器系统 接入监测自动化系统的各监测仪器应经过严格检验，它们应结构简 单、传动部件少、容易维修，且可靠性高、稳定性好，能在水库工程的 恶劣气候条件下长期、稳定、可靠地工作。 监测仪器的布设应根据规范，结合水库工程实际，有目的的考虑设 计方案，做到重点突出、兼顾全面，满足有效地监控水库工程安全运行 的需要。 各监测仪器的选择应在稳定、可靠的基础上力求其先进性。应优先 选用经过长期运行考验的成熟的产品。为科学研究而设置的新仪器设备 原则上不应纳入自动化监测系统观测。 在老监测系统基础上升级改造为自动化监测时，设计前应对原有监 测仪器进行检验和鉴定，有选择地将老仪器纳入新监测系统。
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大坝安全监测自动化系统的设计与实施
⑤系统可靠性(故障率)考核:因系统仪器或设备原因造成系统整体或局部 不能正常工作，导致无法测得正确数据称为系统出现故障。主要考核系 统中传感器和数据采集、传输系统运行的故障率或平均无故障T作时间， 一般要求系统故障率≤1.0%，或系统平均无故障工作时间>8 000h。 其他 实施自动化监测系统时，不能忽视巡视检查和人工监测项目。应考虑 到仪器监测在空间上和时间上的不连续性，不可避免地会使一些工程安 全隐患在自动化监测仪器的范围和时间内漏掉，自动化监测仪器的零位 误差等有时也需要靠人工观测仪器来发现和纠正。相关的监测技术规范 中也明确规定监测自动化系统调试时，应与人工观测数据进行同步比测。
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大坝安全监测自动化系统的设计与实施
系统的实施 ： 自动化监测系统实施前，需先对原有的监测设施进行全面鉴定和评价， 完善监测设施，配齐必要的监测项目，提高监测精度、稳定性和可靠性， 满足规范的基本要求。在此基础上再考虑对必要的监测项目和测点逐步 稳妥地实现自动化监测。“总体设计、分步实施”是国内水库工程自动 化监测系统实施时目前较普遍的观点。 自动化监测系统的设置要坚持少而精和经济、实用、有效的原则，在 技术经济合理的前提下，采用国内外成熟的先进技术。

一、工程概述本工程为某水库安全监测设施建设工程，主要内容包括：大坝安全监测系统、雨水情测报系统、视频监控系统、通信系统等。

工程位于我国某省，水库大坝总长XX 米，坝高XX米，库容XX亿立方米。

工程总投资XX万元，工期为XX个月。

二、施工准备1. 施工组织（1）成立工程指挥部，负责工程的组织、协调、指挥和监督工作。

（2）设立项目管理部，负责工程的施工、进度、质量、安全、材料、设备、资金等管理工作。

2. 施工人员（1）根据工程需要，配备各类专业技术人员，包括：工程师、技术员、施工员、质检员等。

（2）对施工人员进行岗前培训，提高施工技能和安全意识。

3. 施工材料（1）根据工程设计要求，采购各类施工材料，如：传感器、通信设备、监控设备、检测仪器等。

（2）确保材料质量，符合国家标准和行业规范。

4. 施工设备（1）根据工程需要，租赁或购置各类施工设备，如：挖掘机、装载机、起重机、测量仪器等。

（2）确保设备性能良好，满足施工要求。

三、施工工艺1. 大坝安全监测系统施工（1）在大坝关键部位安装传感器，如：位移传感器、沉降传感器、渗流传感器等。

（2）敷设监测线路，确保线路安全可靠。

（3）设置数据采集终端，实时传输监测数据。

2. 雨水情测报系统施工（1）在水库上游、下游、库区设置雨量计、水位计等设备。

（2）敷设通信线路，确保数据传输稳定。

（3）设置数据采集终端，实时传输雨水情数据。

3. 视频监控系统施工（1）在水库大坝、库区等关键部位安装摄像头。

（2）敷设通信线路，确保视频信号传输稳定。

（3）设置监控中心，实时监控水库大坝及库区情况。

4. 通信系统施工（1）敷设通信线路，确保各监测系统数据传输稳定。

（2）设置通信设备，如：交换机、路由器、防火墙等。

四、施工进度安排1. 施工前期：准备施工组织、人员、材料、设备等，完成招投标工作。

2. 施工阶段：按照施工工艺进行施工，确保工程进度。

3. 质量检验：对施工质量进行检验，确保工程符合国家标准和行业规范。

好。
系统采用设置多级的防雷设备和建设 良电流两方面人手，最大限度地减小雷电 对 系统的危害。
3. 2. 5 数据库 系统
数据库操作系统采用 s QL Serve: 2000， 运
用其强健稳定的数据库引擎为大坝安全自动化数 据采集系统提供稳定、可靠、开放性的数据库支
3. 2. 2 采集系统
对大坝监测断面的渗流浸润线及断面流网 分 析理论进行探讨，是确定土坝安全监测分析与评 价系统渗流安全分析的模型基础。 4. 2 有限元法渗流场分析 有限元法是建立在变分原理上 ， 应用泛函 极 值问题提出的。 这种方法在数学上比 较严密， 但 在流体力学方面往往找不到相应的泛函，采用加 权剩余法，解决了该问题。 4. 3 网格自动剖分分析 有限元网格剖分需要接合实际监测 作为 边界条件进行，由于监测是实时的，所以剖分也
持。
4
土坝渗流分析 主要模 型与方法
4. 1 渗流浸润线及断面流 网分析
3. 2 系统组成与结构 系统采用总线式结构，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; 方便系统升级以及与其它系统的连接。 系统结构见图 1。
3. 2. 1 传感器
传感器系统选用德国 E十H 公司生产成熟产 品，其技术和产品处于世界领先水平，具有技术 先进、产品质量稳定可靠。
) 1 自动化数据采集技术中的关键问题的研 究与解决方法;
) 3 运用多层试算的方法进行坝体材料渗透
系数反演分析; 4) 利用相关统计分析方法进行大坝监测数 据的相关分析; ) 5 对渗流量观测数据进行逐步多项式回归 分析，确定显著因子进行渗流量成因分析;
) 2 土坝安全监测的数据分析评价方法与模
型的研究 ;
3. 2. 4 防雷系统

～
明武汉
Ｍ ｉ ｇＷ ｕ ａ ｎ ｈｎ
（ 江门市锦江水库工程管理处， 广东 江门 ５９ ３） ２４ １ （ａｇｎｎＪ ｊ ｎ ｅｅｖｉＰｏｅｔ ｎｇｍｅｔ ｆｃ，Ｇ ａｇ ｏｇ ｉ ｇ ｎ５９ ３） Ｊ ｎｒｅ ｎｉ ｇＲ ｓｒｏｒ ｒｊｃＭａａｅ ｎ ｉ ｉ ｉ ａ Ｏｆ ｅ ｕ ｄｎ ａ ｍｅ ２４ ｎ Ｊｎ １
．
，
ｓ ｔ ｐ ａ ｉ ｅ ｅ ｔ ｍｐ ｒ ｎ ｏ ｉ ｏ ｆ ｈ ａ ｃ ｏ ｄ ｎ ｏｔ ｅｍｅ ｈ ｉ ａ ｈ ａ ｔｒｓｉｓｏ ｒ ｖ ｔ ａ ｄｔ ｅ ｅ ｔ ｆ ｒ ｎ ｏ ｔ ｔ ｓ ｉ ｎ ｏ ｅ ｄ ｕ ｄ ｉ ａ ｐ ｔ ｔ ｍ ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｃ ａ ｃ ｌ ａ ｃ ｅ ｉｔ ｆ ａ ｉ ｄ ｈ ｎ ｃｒ ｃ ｇ ｙ ｍ ａ ｎ ｈ
ＲＱ
～
ｌ ５ １ ５ 高程 上分 别布 置 一 套 多 点 位 移 计 ， ３． １ ｍ、５ ． １ｍ
共 设置 ３ 监 测点 ， 个 编号 为 Ｍ１ ～Ｍ３ 。
（） １测量控制单元 （ Ｕ ： Ｕ直接与传感器 ＭＣ ）ＭＣ
相连接，每个 ＭＣ Ｕ在分布式网络结构 中都是独立
的， 可独立完成监测数据采集 、 ／ ＡＤ转换 、 工程单位 转换， 或接受采集计算机的指令完成有关操作等。
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｓｒ ｏｒ Ｄａ ； ａｅ ｎｔｒ ｇＳ ｓ ｍ ｙ ｒ ｓＲｅ ｅ ｉ； ｍ Ｓ ｆｔ Ｍｏ ｉ ｉ ｙ ｔ ｖ ｙ ｏｎ ｅ
０ 引言
防渗灌浆等补强加固措施，并逐步建立和增设 了一 些大坝安全监测设施。水库在经受 “８ ” ９ ． 超百年一 ６
锦江水库于 １５ 年开工兴建， ９８ 期间历经两次续 建， ９３ １７ 年建成并投入运行。 工程 由大坝 、 溢洪道和

图 !某大坝安全监测自动化系统工程进度计划网络某大坝安全监测自动化系统工程工作项目元器件仪器设备元器件检验模块单板数据采集购置老化筛选率定制作测试单元装配, - . / 0 1!$ 5!$ !$ 55·!"·四川水利!""#$ %&$ # 混凝土六方块在堤防工程上的运用李悦’ 四川省内江水利电力建筑勘察设计研究院，内江市，()*"" +【摘要】根据四川地区的实际情况，考虑堤防工程建设与城市美化相结合，内江城区坝式堤防迎水面采用混凝土六方块衬砌，既取得了较好的经济效益，又获得了良好的社会效益。

本文主要介绍六方块衬砌设计与安砌施工，并总结出衬护特点，宜于推广。

【关键词】坝式堤防护坡材料混凝土六方块堤防工程随着社会经济的发展，人们对城市居住环境的地处四川腹部丘陵区的沱江流域，沿江有金堂、要求也越来越高，在城市堤防工程的建设中，不仅要简阳、资阳、资中、内江、富顺、泸州等中等城市，堤防考虑一般的防洪排涝作用，还应考虑美化城市的作工程建设十分重要。

沱江流域在地质条件上属红层用。

本文就城区坝式堤防迎水面采用混凝土六方块地区，岩层出露为砂、泥岩互层，节理裂隙发育，抗风衬砌进行探讨。

化、抗冲蚀能力差，条 ’ 块 + 石标号较低。

将此类石料问题的提出用于城区坝式堤防迎水面衬砌，不仅强度低，抗压能*$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$*进行分阶段验收，是确保系统质量的关键。

如对于电缆、元器件、渗压计等外购仪器设备，在购置前就要制定针对具体环境和测点的质量标准。

如电缆结构、外包材料、芯线电阻、绝缘电阻、防水性能就是电缆性能指标。

能否在现场环境下保持系统长期稳定性，是确定上述指标的依据。

同样，在单板测试、出所检验、分阶段验收、初步验收、最终验收，都应有明确的验收人、验收程序、验收性能指标。

图6-27 数据管理系统框图
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大坝安全监测自动化系统工程案例
人工观测项目数据的录入，提供三种方式:第一种，用户可以按观测 记录本的记录顺序定制一个输入界面，按顺序输入一次观测的一批观测 值。第二种方法是选定某个测点，输入该测点的所有测值；第三种方法 是从Excel表格中导入到数据库。输入数据时对数据合理性进行自动校验， 对明显不合理的数据集中报警，并具备防止重复输入的功能。一次输入 完成后系统可以根据测点特性，自动进行测值整编计算。
管理。 (1)在线监测系统 在线监测系统实现对所有测点的远程测量、入库、计算、安全评估自动化。
系统主要包括数据采集系统、测值计算整编、在线快速安全评估(实时监控)三 个主要部分。在线监测系统框图见图6-25。
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图6-25 在线监测系统框图
大坝安全监测自动化系统工程案例
①数据采集系统 数据采集系统，定时采集监测数据，并对异常怀疑点自动复测，对报
图表控件还包括对监测系统状况的统计分析控件，如按项目统计测点、 按坝段统计测点、系统数据采集缺失率、仪器完好率统计等。
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大坝安全监测自动化系统工程案例
(3)离线分析系统 离线分析系统主要用于对实测数据的处理和计算分析，评估大坝的实际运
行性态。将实测值换算成标准监测量，根据各类仪器特性对各监测量进行误 差检验(包括粗差、偶然误差、系统误差等)；提供各种计算分析模型；提供 各种可选的分析因子，如水压、温度(气温、坝温)和时效因子等，供用户任 意组合选用；提供丰富的图形和表格功能，使整个分析过程窗口化，分析结 果图表化。离线分析系统功能框如图6-26，系统有以下特点:
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大坝安全监测自动化系统工程案例

吴井生 ， 小山 陈
（ 州市天鹰勘测设 计有限公 司 ， 赣 江西 赣 州 ３１０ ） ４００ 摘要 ： 港水库 大坝安全监 测除 变形监 测采 用人工 外， 它水库水位 、 五渡 其 降雨量和坝体渗 流监测等 项 目 实现 自 均 动化
监 测。文章主要介 绍 了五 渡港水库 大坝监 测 系统 的设 计原则 、 各测 点的布置情况 ， 以及监 测数据 的 自动化 处理 。
监测 点空间分布上具 有连续性 。根据工 程等别 、 规模 、 构型 结 式、 地质条件及地理环境特点确定具体的监测项 目 及其相应
的监测设施 。
二、 设计原 则
为确保大坝渗流安全监测系统达到预期 目标， 工程监测
设计应遵循 以下原 则 ：
（ ） 一 坚持可行性 、 可靠 性第一
三、 工程 监测布 置
殖等综 合利用效益 的 中型水 利枢纽工程 。水库枢 纽建筑 物主 要 由大坝 、 溢洪道 、 灌溉及 发电引水 系统 、 电厂房等组成 。 发 水 库 于 １５ ９ ８年 ｌ 动 工 兴 建 ，９ １ ２月 基 本 建 成 。 Ｏ月 １６ 年
（ ） 四 系统设计应 具有操作 简单与标准特点
大 坝 为 均 质 土 坝 ， 顶 长 １０ 坝 顶 宽 ５ ｍ， 顶 高 程 为 坝 ０ｍ， ． 坝 ０ １８ ７ 最大 坝高 ２ ．５ ９ ． ｍ， ４ ５６ ｍ。由于存 在坝体 渗漏 、 坝下涵 管裂
缝 严重 、 下游 坝坡抗 滑稳 定不 满足 规范要 求及 大坝 安全监 测
统 在运行过 程中各种软件 、 硬件故 障报警 功能。另外 ， 监测与 设施 不完善等 原因 ， ２０ 年 １ 月 ， 江西省 水利厅 鉴定为 于 ０２ １ 经 管 理系统还应有 系统登陆 、 操作过 程记录等安 全措施 ， 使系统 属 三类 坝 。２ ０ ０ ３年 ４月 ， 江西 省水 利厅 以赣 水 建字 『０ ３３ ２ ０ ］６ 具有 可靠的安全 『能 。 生 文批 准对五渡港水 库进行 除险加 固。主要加 固措施 为大坝采

通过水力学计算渗流量 。监测范 围 ０ ｉ０ Ｈ Ｏ ｍ ，精度达 Ｏ 卜Ｏ ２ 口 ０ ２ｍ 柱 ． ．
Ｈ Ｏ ｍ柱，Ｎ Ａ ３ ３按主机 要求进行数据采集、存储。 ２ｍ Ｄ １０
２ 内部 变 形 监 测 、
１）坝体 内部 位移 监测现 状 坝 体体 内水平 位移采用 Ｎ Ｗ型引张线式水平 位移计监 测 ，竖 向位 Ｙ
水利工 程 中广 泛 使用 。
读 要 求 进 行 过 程 控 制 、采 集 、存 储 。
３）水平位移 监 测 自动 化
内部水 平位 移 监测 自动化 ，即将引张线 式水平位 移计改造 为 自动
化监 测 ，首先要对 原 设备进 行改造 ，加反力 架 ，安装 加 卸、载机 构。 其 原理 框 图如 图 ３所示 ，简述 如 下： ａ）引张线 砝码 加载 卸载 自动化 每 套 引张线式 水 平位移 计用 １ 台步进 电机 （ 同步 电机 ）控制监测 房 内各条 引张线 式水平位 移计的 或 砝 码块 Ｂ 的加 载卸 载 ； ｂ）传 感器采用 电容式大 量程变位计 ，数据采集 装置用 Ｎ ＡＩ ６ Ｄ ３ ３ 数据采集智 能模块 ，Ｎ Ａ ３ ３按 引张线式水平位移计测读要求进行过程 Ｄ Ｉ２ 控 制 、数据 采集 、存 储 。测 量 时控 制加 载采 集 数据 ，不 测 时控制 卸
量 。水平位 移计和 沉 降仪有二条线 布置在 同一位置 。二则可 以相互校 核监测值 。相应 高程 的坝 体下游坡 布置监测 房，铟瓦钢 丝 以镀锌 钢管
保护 ，水管 以聚 乙烯 塑料 管保护 ，铟 瓦钢 丝和水 管通过各 自的保 护管
引至 下游 监 测 房 内 。
图如 图 ２ 所示 ，简述 如 下 ：
主机传送所 测数据 。监控主机 则根据一定 的模型对 实测数据 进行检验

（ 国水 利 水 电第 七 工 程 局 有 限 公 司 科 研 设 计 院 ， Ｊ 成 都 中 四 Ｉ ｌ ６ １３ ） １７ ０
摘
要： 坝长 ９ ０ ０ｍ的苏丹麦洛维水电站安全监测 自动化系统 由中国水利水 电第七工程局 有限公 司科研设计院承建， ７ 是世
界上 目前最长的水电站 自动化监测系统。论述了该 电站 自动化安全监测系统 的系统结构 、 网络模式 、 硬件参数 、 软件功能及
图 １ 麦 洛维水 电站大坝安全监测系统结构图
在建筑物的各类监测传感器标准和非标准的电信
收 稿 日期 ａｒ ｏｅ ｃ ｎ ｅＰ
程胜祥等 ： 国际工程大坝安全监测 自动化 系统设 计与施工
２１ ０ ０年第 ４期
号准 确地 采集 、 传输 到指 定 的存 储 设备 上 ， 按 照 并
测 系统 安装埋 设 了种 类 和数 量 众 多 的 监测 仪 器 ， 覆 盖 了大坝 各个 重要部 位 。麦洛 维大 坝安全 监测
电阻式温度计（ ９ － １ 支）加拿大Ｒ ｃ ｓ ２ ｏｔ ｔ ｅ 振弦式渗压计（ １ ＿Ⅱ １ 支） 拿大ｒ ２ 力 ｓ ｔ
振弦式压应力计（１ ＿口 ２ 支）力拿大ｒ ｓ ｔ
ｋ ｍ的尼 罗 河 中下 游 地 区 。 以发 电 为 主 ， 顾 灌 兼
溉 和 防 洪 ， 大 坝 高 ６ 大 坝 总 长 ９ ７ｋ 总 最 ５ ｍ， ． ｍ， 装 机 容量 １ ５ＭＷ。 ２
自动测读设备（７ ）德国Ｇｏ ｔｌ １套 一 ｌｅｚ
麦 洛维 大坝 集 合 了众 多 坝 型 ， 大 坝安 全 监 其
一
直接 通讯 接 口， 分 保 证 了现 场 的 调试 和 通 讯 方 充 便 。预 留 的 Ｒ ４ ５接 口可 以 很 方 便 的将 各 个 读 Ｓ８ 数仪 组成 Ｒ ４５网 络 。在 通 讯 距 离 较 长 的 情 况 Ｓ８ 下 ， 数 仪 内部 还 可 加 装 Ｒ ４５光 信 号 转 换 器 ， 读 Ｓ８ 一

浅谈水库大坝安全监测自动化建设摘要：随着社会的进步，国内水利工程的数量和水利工程的建设规模不断增加，社会各界也表现得越来越关注水库大坝的施工质量。

为了提高水库大坝完成建设投入运营后的使用安全性，安全监测自动化系统的应用是十分重要的。

关键词：水库大坝；安全监测自动化；应用1自动化监测系统的测点选择通常来说，在确定自动化系统测点的过程中，首先要考虑的是自动化监测系统能否实现，其次还应该考虑自动化系统实际使用规模。

选择自动化监测系统测点一般有两种选择方式：①方案一：将变形监测仪以及渗流监测仪安装到自动化系统中；②方案二：将所有不受干扰、可实现监测功能的仪器（比如渗流监测仪）接入自动化系统中。

2水库大坝中安全监测自动化系统的应用方法2.1在保证建设施工秩序中的应用在水库工程的建设规划中，设计者需要先做好对周围环境的勘探工作，确保自身能够全面掌握工程的具体情况，这样才能保证工程规划设计的合理性，避免出现设由于设计不合理导致的施工操作混乱，提高工程建设施工的秩序性。

但由于部分水库建设地的环境比较恶劣，加之工程本身就具有一定的复杂性，使监测活动存在一定的难度和危险性，此时，工作人员采用安全监测自动化系统，不仅能够大幅度保障监测者的安全，同时还可以避免人工操作带来的误差，优化监测结果的可靠性，使设计人员能够全面、准确、明确、详细的掌握大坝运行状态，确保施工规划设计内容条理清晰、全面系统、秩序井然，提升工程建设水平。

此外，设计者可以将大坝安全监测数据存储至数据库中，使数据结构化，然后将数据信息传送给各方面的专家，实现远程咨询，提高信息沟通的效率，有助于及时校正工程施工设计方案，深入优化设计方案的科学性和可靠性，保证后续建设施工的秩序。

2.2在提高建设施工准确度中的应用在传统的人工巡查和摄像头监控组成的安全监测系统中，由于其中存在大量的人工参与，因此监测结果往往受到工作人员技术水平、自然环境、设备稳定性等多方面的因素干扰，准确性和可靠性相对较弱，而工作者借助先进的大坝安全监测自动化系统，能够大幅度降低各项主观、客观因素的影响，提高监测结果的精准度，保证建设工程的正确施工。

工 程 实 现 垂线 、 内部 仪 器 、 温共 １Ｏ个 测点 的 自 气 １
动 化监 测 ，安 装 １个 Ｃ Ｕ、 Ｃ ９个 ＭＣ ＭＣ Ｕ， Ｕ为插 板 式 ， 用 Ｒ ４ ５全 双工 电缆 通讯 。二 期工程 于 ２ ０ 采 Ｓ８ ０４ 年 １ 安装 ， ２月 目前正 在试运 行 中 。二期工 程 实现绕 坝 渗流 、 水流 量 、 水测 深 、 压 力共 １４个测 点 排 排 扬 ３
的 自动化监 测 ， 此 同时 ， 一 期插板 式 ＭＣ 与 将 Ｕ更换
为 智能模 块化 的 ＭＣ 一 、 期共 安装 ３ Ｕ。 二 Ｏ个 ＭＣ Ｕ，
通 讯和 电源仍保 留一 期工 程 的设 置 。
２ 监 测 系统 的土 建 设 计 与 施工
２１ 垂 线 ．
照 片 １ 扬压 力 、 水 测 深 孔 口装 置 排
Ｐ ｏｏ１ Ｅ ｕｐ ｎ ｓ ｔ ｔｈ ｏ ｎ ｉｇｈ ｌ ｏ ｕ ｊ ｒ ｓ ｕｅ ａ ｄ ｈ ｔ ： ｑ ｉｍｅ ｔ ｅ ａ ｔ ｅｓ ｕ ｄｎ ｏｅｆｒ Ｊ ｅ ｓ ｒ ｎ Ｄ ｎｐ ｄ ａｎ ｇ ｒ ｉａ ｅ
筑物 主 要有 混凝 土 重力 拱 坝 、坝 顶开 敞 式溢 洪 道 、 坝 内溢洪 中孑 、 Ｌ 水库 放 空底 孑 、 电 引水 管 、 Ｌ发 坝后 式 厂房 和右岸筏 道组成 。 大坝高 ７．Ｉ， 最 ６ Ｉ顶宽 ８ｉ， ３Ｔ 坝 ｎ
顶高程 １６３ 坝 顶弧 长 ４ ９ｉ， ２ ．ｍ， １ 共分 ２ ｎ ８个 坝块 。 陈村 大坝 自动化 监测 系统分 两期 实施 。一 期工 程于 １９ ９ ８年 ４月安装 ，９ ９年 ９月 通过 验收 。 １９ 一期
ｒ ｓ ｌ ｅ ｔ ｆ ｒｂ ｅ ｃｕ ｉ ｇｐ ｅ ｅ ｔ ｇ ｓ ｅｅ ｕ ｐ ｎ ｏ ｄ ｓ ｃｉｅ ｔｕ ｄ ｒ ｗ ｔ ｄ ｓｒｙ ｄ ｉ ｔｎ ｉ ｎ ｌ ｙ ｐ ｏ ｌ ｎ ｅ ｏｖ ｄ ｌ ｓｏ ｏ ｌｍｓｉ ｌｄ ｎ ｒ ｖ ｎ ｉ ｉ ｑ ｉｍｅ ｔ ｒ ｍ ｅ ｔ ｔ ｈ ｎ ｅ ， ｅ ， ｅ ｔｏ ｅ ｎｅ ｔ ａｌ ｂ ｅ ｐｅ ａ ｄ ｏ ｐ ｎ ｎ ｔ ｆ ｕ ｒ ｖ ｏ ｙ

水库 放水 隧洞 断面尺 寸为 １ ５ｍ×１ ５ｍ， ． ． 设 计 过水 流量 为 ６ｍ。 ｓ最 大放水 流量 １ ／ 。 ／， １ｍ。ｓ
溢洪 口泄洪 闸为两孔 ， 孔 宽 ６ｍ， 板高程 单 底
４ ８ ２ｍ。设 计 洪 水 位 时 最 大 泄 洪 能 力 为 １５ ２ ． ９
坝 高 ２ ． 顶 宽 ３ ｍ， 大底 宽 ２ ９ ５ｍ， 最 ８ｍ。大坝 设
有 一条 基础 灌 浆 排水 廊 道 ， 道 底 板 高 程 ４ １ ７ 廊 ｌ ．
２ 设 计 依 据
由于 目前所 掌握 的 基础 资料 有 限 ， 次 工 程 本 监 测项 目改 造及设 计 主要 是依 据业主所 提要求 和
中游 的哈拉阿拉特 山 口， 距克 拉玛依市 １ ０ｋ ０ ｍ。 水库 最 大淹没 面积 ５ ７ ｍ。 属 年 度 调节 水 ． ７ｋ ， 库， 计重现期 ５ 设 Ｏ年 ， 计 洪 水 流 量 为 ２ ２ 设 １
顶 宽 ３ － 内有 １ １５ｍ 宽 的粘土 心墙 。 ＂ ５ｍ， － － ～ ．
最 大设 计引 水量 ５ ／ 。 ０ｍ。 ｓ
（ ）原有监测 设计及 其现 状 ２ 根 据新 疆石油 管理局 供水公 司 目前提供 的资
主要 建筑 物 由混 凝 土拦 河 主坝 、 北 副坝 及 南
两侧 土坝 、 双孔 泄洪 闸 、 水库 放 水隧 洞及 黄羊 泉引
洪 干渠放 水 闸组成 。
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第 ４期
张勤 劳 ， 等 白杨 河 水 库 大 坝 安 全 监 测改 造 及 自动 化 系 统设 计
１ ７
坝 安全 管理条 例 》 ； （ ） Ｌ Ｔ ５ ７ －０ ３ 混 凝 土 坝 监 测 技 术 规 ２ Ｄ ／ １ ８２ ０ 《

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一］ ？
浅谈磨子潭水库大坝安全监测自动了系统建设 匕
Ｄ Ｕ ００分 别布设 在磨 子潭 大 坝 大 坝 安 全 监 测 系 统 是 一 个 为 全 系统 ， 由控制 中心 （ 主要 办公 楼 ） 大坝安 块 ， Ａ ２ ０ 面 、准确地掌握 工程各 建筑物性 态和 全监控管理 系统 、现场数 据采集单 元 的 ＃ 、７ ＃ １＃ ３垛 内 ，组 成现场智 ４ ＃ 、１ 、１ 安全度服务 的复杂大 系统 。安 全监测 （ Ａ 、 仪 器 以及 通讯 网络组 成 。 Ｄ Ｕ）监测 项 目多 。仪器分 布面广 ，建立 一个 高 能分布式 的大坝安全数 据采集 网络 系
（ 者 单 位 ： 徽 省 水 利 水 电 基 本 作 安 ２０ ２ ） ３ ０２
行合 同 ， 在履行合 同规定 的义务时 ， 及 建 设 管 理 局
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印机 、 台扫描仪 和一套 Ｕ Ｓ电源 ， １ Ｐ 与 件 。该 软件 应包 括 在线 监控 、 离线 分
点 ， 区气 温 １ 。 地 点
、
系统 组 成
制作 、 测值预报 、 表制作 、 报 离线分析 、
磨子潭 水库大坝 安全 自动 化监测
磨子潭 大坝现场采 用 ８台数据采 远程服务 等大坝安 全管理工作 。控制
１台打 系统采用分 布式 网络结构 的数据采集 集单 元 （ Ａ ２０ ） Ｄ Ｕ ０ ０ ，共放 置 １ ５个模 中心配置有齐全 的计算 机系统 、
料的积 累对分 析大坝运 行状态 、掌握 测力计 ４支 ， 水位传 感器 ２支 ， 温计 中心的监 测主机相连 。 气 大坝运 行 规律 等发 挥 了 巨大作用 ， 但 ３支 ， 这些监测仪 器用 以将 大坝有关监 ２ 控制 中心 的 Ｄ Ｉ Ｓ大坝 安全监 、 ＳＭ