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水利工程管理技术

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职业教育水利水电建筑工程专业

《水利工程管理技术》案例

《水利工程管理技术》项目组

2015年4月

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智能分布式安全监测系统成功案例

智能分布式安全监测系统采用模块化采集装置、分布式网络结构，具有结构合理、技术先进、组网方便、可靠性高、经济实用等特点。应用范围包括：大坝及其他水工建筑物、高边坡、供水工程、交通工程等，适用于个重大、中、小型自动化监测系统。

1.系统组成：由安全监测数据采集、工程信息管理和安全评价三个子系统组成。

2．系统功能：

（1）具有选测、巡测、自报等多种数据采集方式，实现可视化数据采集额；

（2）具有数据存储、查询、图形绘制、报表制作、信息发布、网络浏览等功能；

（3）具有自检、自校、故障诊断、越限报警等功能；

（4）具有模型建立、误差分析、安全评价等功能。

3.系统应用：已在三峡、葛洲坝、潘家口、十三陵、飞来峡、观音阁、陈村等200多个工程中推广应用

成功案例——葛洲坝二江泄水闸大坝自动监测系统

葛洲坝水利枢纽的关键建筑物是二江泄水闸，为了进行安全监测，将180支差动电阻式仪器、2台垂线坐标仪和18台引张线仪表接入本所研制的第一套DG型分布式监测系统。这套系统同时作为三峡枢纽监测自动化的试验项目进行研究。该系统1994年10月投入试运行，经历夏季高温高湿和冬季低温的多次考验后，1996年3月通过了水利部科技司主持的部级鉴定。水利部和电力部的专家经过严格测试后对这套系统给以高度评价，认为这套系统总体水平已经达到国际先进水平，而且在变形测量和差动电阻式仪器分布式测量两方面有所突破。该系统已获得七项国家专利，1997年又获得水利部科技进步二等奖，国家科技进步三等奖。现正常运行近7年。为了考核这套系统的可靠性，原定自动化采集资料缺失率指针4%为合格，2%为优良，实际统计结果变形资料缺失率为0.6%，差动电阻式仪器监测资料缺失率为0.8%。这些数据缺失率是由于个别监测仪器和信道板的继电器造成的，也有的是由于初期的数据采集软件中的问题造成的，经过维护处理，都已得到解决。1996年下半年葛洲坝水利枢纽地区发生一次严重雷击，别的自动化系统受到雷电流冲击而发生故障，但DG型分布式监测系统未受影响仍然正常运行，说明这套系统能够适应水工条件下的恶劣运行条件，具有足够的抗潮湿抗雷电流的能力，保证系统长期运行。到目前为止系统运行长期稳定性良好，已经取代了人工观测，达到了安全监测自动化系统实用化的目的。

碧口大坝自动监测系统——碧口大坝是一座高105.3m的土坝，总库容达5.21亿m3。除大坝和坝基和混凝土防渗墙需要安全监测外，其左岸247m的高边坡危岩也需要监测，为此安装了DG-95型分布式监测系统。这套系统中不仅接入步进式变形监测仪器和差动电阻式仪器，而且接入了美国Geokon公司的振弦式仪器。该从1996年1月起先后安装调试投入运行,采用了新一代的MCU-30/MCU-30A型通用测控装置，即同一台测控装置内可以接入不同类型的传感器如步进式，差阻式，振弦式，电感式，滑阻式，浮子式及以其它输入为标准信号的仪器。在危岩监测中还采用了超短波无线通讯方法。碧口大坝监测系统在近两年的试运行期间不仅连续运行，而且从自校资料上可以看到监测仪器十分稳定可靠，例如在大坝上的安装的12台步进式引张线仪的基准长度（每台仪器两个基准杆之间的距离，用以检查监测资料可靠性）测值变化极小，绝大部分测值均在测量精度0.1mm范围内变化。1997年10月碧口电厂在运行报告中对该系统的评价结论是：“通过系统一年多的试运行看，故障率极低，监测资料精确可靠，运行维护方便，是一套满足大坝安全监测实际需要，能够长期连续运行的实用化系统，完全达到研制合同规定的指标和要求，同意验收并投入运行”。该系统已于1997年12月10日顺利通过验收，2002年对自动化系统进行了模块化升级，至今已稳定运行十余年，在土坝上首次利用引线张—垂线实现了土石坝水平位移监测自动化取得成功。2004年新增了坝顶双向引张线仪，进行了坝顶水平和垂直观测至今已稳定运行二年，该工程获国家948科技创新项目。

陈村大坝自动监测系统——陈村水电站位于安徽省泾县，坝型为重力拱坝，最大坝高76.3mm，坝基地质条件较差。进行大坝加固和监测系统更新改造后要求实现监测系统自动化。自动化监测系统包括11个监测项目，布设监测仪器267台（支）。第一期工程首先实现水位，气温，水平位移（挠度），裂缝、接缝、应力、应变及温度，滑坡稳定等6个监测项目109