水电站大坝安全监测自动化的现状和展望 .pdfVIP

水电站大坝安全监测自动化的现状和展

望

摘要：目前，随着社会经济的发展，我国水利工程的发展也进入了新的阶段。

在水利工程中较为重要的水电站大坝问题也被放在了重要位置，水电站大坝的安

全问题将直接影响水利工程的发展。本文即阐述了水电站大坝安全监测自动化的

发展情况，对其现状做出了分析，介绍了水电站大坝安全监测自动化系统的应用

方法，以及提出了相关的提升举措。

关键词：水电站大坝安全监测自动化系统

在水电站的发展过程中，做好大坝安全监测工作是非常必

要的，这样才能更好的保证监测的安全性和科学性。利用好自动化监测技术，可

以及时的发现大坝运行时随时发生的问题，这样可以给工作人员充足的时间去找

到对应的解决办法。

一、大坝安全自动化监测现状

（一）监测内容

在我国目前运行的大坝水电站中，仅有部分大规模的巨型

水利水电工程会配备比较完善的自动化安全监测系统，一些小规模的水电站只有

自动安全监测[1]。大坝的安全监测工作的主要内容是监测水电站大坝是否有变

形、应力等情况的发生。大坝变形主要涉及两种问题，分别是水平变形和垂直变

形。一般情况下，相关监测部门会利用传感器对其进行监测，安装在大坝顶部和

后侧，以此监测大坝的垂直和水平是否符合相关标准。还可以利用内部传感器监

测水平变形问题。针对渗流监测，是对大坝的流量和压力进行监测，需要在大坝

上方间隔两个坝段安装传感器，这样能及时的了解大坝的排水沟积水是否在控制

范围内，通过对其控制进行分析，这样就能及时发现大坝渗流的问题。

（二）监测系统

大坝的监测系统主要包含了三个部分。第一部分是硬件

设备，在开发监测系统的过程中，一般采用的都是较为先进的计算机处理系统，

这样才能更好的控制精密仪器，更科学合理的分析数据，对数据进行安全化管理

等。第二部分是软件系统，电脑系统采用的就是平常我们运用的微软系统，需要

利用MCU自带软件和Excel软件进行数据的统计，过程中需要保证软件之间的兼

容性，这也是目前被应用最为广泛的软件。第三部分就是通讯系统，在大坝水电

站安全监测系统正常运转的过程中，要对其稳定性和安全性进行监测，通常我们

利用光纤设备，利用这个设备的优势在于能保证数据传输过程更加顺畅和稳定。

（三）监测设备

我国采用的水电站大坝自动化安全监测设备主要分为两种：

1.传感器

传感器是水电站大坝安全监测自动化系统中最为重要的设

备之一，目前我国大多数大坝水电站利用的是智能化传感器，它能有效的结合信

息技术和收集数据，更好的为中央集成系统提供数据。传感器通过数据的分析能

有效的反应大坝水平、垂直、渗透等情况的发生。在近些年，我国使用垂线坐标

仪的次数也很多，当发生边坡和坝基变形问题时，我们可以采用固定测斜仪进行

监测。对垂直位移的监测中，可以利用静力水准系统进行自动化监测[2]。

2.量测控制设备

量测控制设备包含了对数据的采集工作和切换测试点的功

能。这个设备的主动作用是为了保证大坝安全监测工作的顺利展开，可以将每个

监测环节有效连接在一起，以此达到流程化的操作标准，它还自带信息储备，蓄

电，还可以利用不同的方法达到传输数据的功能。

2监测自动化关键技术

2.1采集控制

测量控制单元（MCU）是监测系统的核心设备，其主要功能

是传感器信号采集、测点切换、A/D转换，数据通信、数据传输、数据存储、电

源管理和时钟等。测量通道的复用性（能采集电流、电压、电容、电感、振弦、

差阻等信号）、测值稳定性、采集时间、采集方式（单点测量、选点测量、定时

测量）、电源管理等直接关系到自动化系统的运行状态。南瑞的DAU3000数据采

集单元可混合接入各类电测传感器，全并行系统架构，具有设备状态、供电电源

和运行环境在线监控功能。

2.2通讯传输

通讯传输是连接测量控制单元与管理系统的枢纽，包括有

线传输和无线传输。有线传输采用双绞线、光纤为介质，无线传输采用移动网络、

通讯卫