1.概述

　　大壩是進行水資源管理的一個重要和不可或缺的建筑。大壩形狀各異，從小規模的水壩到大型混凝土大壩，大壩的安全監測對于大壩校核設計、改進施工和性能評價都有重大意義。同時，連續長期的大壩安全監測系統，能夠提供潰壩通知預警，對于保護下游人民生命財產安全具有重大意義。所有大壩均需要某種形式的監測，北京東維時代科技有限公司提出了有效的大壩監測解決方案。

　　2.大壩安全監測內容、方法及儀器

　　監測內容：水庫水位，滲壓，滲流，流量，風速風向，溫度，濕度，降雨量以及大壩壩體移等監測。

　　項目組成：數據記錄儀、滲壓計、水位計、應力計、位移計、鋼筋計、測縫計、沉降儀、傾斜儀、雨量計、水質探測器雨量GPS定位系統、自動數據采集系統、數據庫系統，數傳系統，預警系統等。

　　3.大壩安全監測系統介紹

　　大壩安全監測系統能實現全天候遠程自動監測，各種監測傳感器使用自動數據采集監測站實現自動監測，并且進入相關數據庫。同樣，監測系統也具備人工觀測條件，觀測人員可攜帶讀數儀或筆記本電腦到各監測站讀取數據。

　　大壩遠程監測系統可以記錄下監測對象完整的數據變化過程，并且借助于光纖網絡數傳系統實時得到數據，同時將數據傳送到網絡覆蓋范圍內的任何需要這些數據的部門，非網絡覆蓋范圍內可通過無線基站、GSM（GPRS）、CDMA等實現遠程數據無線傳輸。

　　1）為了解壩體和壩基的滲流壓力，通過埋設滲壓計來觀測壩體的滲流壓力分布情況和浸潤線位置以及壩基滲流壓力分布情況。

　　2）為了解大壩上下游水位情況，分別設置水位計來觀測大壩的上下游的水位。

　　3）大壩壩體地表位移監測是為了了解大壩地表水平變形和垂直變形情況。監測儀器采用了GPS測量系統，這一新技術下的工程測量系統取代傳統的測距儀，可以實現無人值守及自動監測報警。

　　4. 大壩安全監測系統組成

　　本系統由三部分組成：

　　現場量測部分；

　　遠程終端采集單元MCU；

　　管理中心數據處理部分；

　　大壩安全監測數據采集系統采用分層分布開放式結構，運行方式為分散控制方式，可命令各個現地監測單元按設定時間自動進行巡測、存儲數據，并向安全監測中心報送數據。系統監測站的MCU與監控中心之間的網絡通信采用光纜。數據采集系統將各個監測站內的監測數據采集上來，然后在數據處理工作站和數據分析工作站進行數據的處理與分析，并將原始數據和處理結果存入主數據庫和備份數據庫中。

　　5. 大壩安全監測系統硬件設計

　　1）智能數據采集器A/D轉換達到16位，可以保證高精度；可同時連接系統中各種傳感器，包括差阻式傳感器、壓電式傳感器、4-20mA電流式傳感器、水位計、雨量計等。

　　2）正常工作寬溫度范圍-45℃～+70℃，可以保證惡劣的工作環境；

　　3）數據采集器的所有電路板都經過防潮處理，正常工作濕度范圍可達85%；同時外部具有工業級保護機箱，可以充分保證在水電現場惡劣環境下正常工作。

　　4）對天線進行防雷設計，對電源進行電涌防護，保證水電現場野外工作的能力。

　　5）同時外部電源可以選擇工業電源、直流電源、太陽能板等，可以保證外部供電缺失下測控單元正常工作。

　　6. 大壩安全監測系統軟件設計

　　我公司專為大壩安全監測提供軟件系統，其基本的功能有：

　　1）可實時遠程監測大壩的各測試參數，可根據需要設定采集頻率、測點數據，對原始數據可進行各種計算。

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　　2）可對水庫大壩的采集數據進行專業評估，按水利專業要求進行相關的數據的計算、評估與處理，以適應各種評測模型的需要。

　　3）數據能夠以各種數據庫形式保存并可進行歷史數據查詢，還可以直接生成EXCEL或其他形式報表。同時數據可提供網頁遠程瀏覽各種數據。

　　4）數據可以以圖形方式顯示，包括時間歷程曲線圖、X/Y坐標圖、模擬圖、直方圖等形式。

　　5）具有數據越限報警功能，現場即時上傳報警信息時，主機會出現明顯的報警畫面和報警信息，同時還可提供各種聲光報警等多媒體提示。

　　6）實現對系統信息打印的功能，支持對圖形、報表、曲線、報警信息、各種統計計算結果等的打印。

　　7）在線編輯、維護、修改數據庫功能。系統硬件和軟件都滿足開放性標準的要求，滿足今后系統在硬件節點的增加、數據庫容量的擴充、系統軟件功能的增強等方面的要求。

　　系統組成：

　　由供電單元、傳感器、監測單元、通信單元組成的大壩安全監測系統，采用分布式結構、智能節點技術、遙測遙控技術、工業控制及計算機等技術手段來共同完成對目標的變化狀況進行實時監測。適用于水工建筑物、邊坡、道路、橋梁和礦山等工程的變形和位移監測。由野外測量單元、中心控制單元、計算機網絡和應用軟件組成、處理、存貯、計算分析等完整的大壩安全監測系統。

　　檢測項目：

　　◆  變形監測：表面變形、內部變形、裂縫及岸坡位移

　　◆  滲流監測：滲流壓力、滲流量及浸潤線

　　◆  壓力監測：孔隙水壓力、土壓力、揚壓力、混凝土應力

　　系統特點：

　　★  系統可接入各種大壩安全監測傳感器

　　★  測控分站能通過專線、超短波、光纖、無線和GSM等多種信道傳送數據

　　★  系統接口抗雷電、抗干擾設計，測量精度高、測值穩定

　　★  分布式網絡，模塊化結構，組態靈活，通用性好，安裝維護方便

　　★  每個測控分站獨立工作，可按實時、定時、巡測、選測多種方式采集數據

　　系統功能：

　　★  信息采集：對大壩監測系統實現在線控制，按測量周期采集監測數據，分析入庫存儲。

　　★  數據管理：監測設備信息維護管理；大壩監測數據的插入、刪除、修改。

　　★  圖表輸出：報表制作和圖形顯示，各種監測要素的瞬時值和統計量的打印輸出。

　　★  數據分析：對監測資料進行檢驗、修正處理；各種監測要素的統計模型建立；各種物理量的統計分析和允許變化范圍的確定。

　　★  報警提示：報警日志生成和報警設備啟動。

　　★  安全管理：用戶分級授權和審定工作。數據庫備份與恢復。

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