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(guī)模的水壩到大型混凝土大壩，大壩的安全監(jiān)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(xù)長期的大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)，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。
2.大壩安全監(jiān)測內容、方法及儀器
監(jiān)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(jiān)測。
項目組成：數(shù)據(jù)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(tǒng)、自動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，數(shù)傳系統(tǒng)，預警系統(tǒng)等。
3.大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)介紹
大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)能實現(xiàn)全天候遠程自動監(jiān)測，各種監(jiān)測傳感器使用自動數(shù)據(jù)采集監(jiān)測站實現(xiàn)自動監(jiān)測，并且進入相關數(shù)據(jù)庫。同樣，監(jiān)測系統(tǒng)也具備人工觀測條件，觀測人員可攜帶讀數(shù)儀或筆記本電腦到各監(jiān)測站讀取數(shù)據(jù)。
大壩遠程監(jiān)測系統(tǒng)可以記錄下監(jiān)測對象完整的數(shù)據(jù)變化過程，并且借助于光纖網絡數(shù)傳系統(tǒng)實時得到數(shù)據(jù)，同時將數(shù)據(jù)傳送到網絡覆蓋范圍內的任何需要這些數(shù)據(jù)的部門，非網絡覆蓋范圍內可通過無線基站、GSM（GPRS）、CDMA等實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)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(jiān)測是為了了解大壩地表水平變形和垂直變形情況。監(jiān)測儀器采用了GPS測量系統(tǒng)，這一新技術下的工程測量系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的測距儀，可以實現(xiàn)無人值守及自動監(jiān)測報警。
4. 大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)組成
本系統(tǒng)由三部分組成：
現(xiàn)場量測部分；
遠程終端采集單元MCU；
管理中心數(shù)據(jù)處理部分；
大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)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(xiàn)地監(jiān)測單元按設定時間自動進行巡測、存儲數(shù)據(jù)，并向安全監(jiān)測中心報送數(shù)據(jù)。系統(tǒng)監(jiān)測站的MCU與監(jiān)控中心之間的網絡通信采用光纜。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將各個監(jiān)測站內的監(jiān)測數(shù)據(jù)采集上來，然后在數(shù)據(jù)處理工作站和數(shù)據(jù)分析工作站進行數(shù)據(jù)的處理與分析，并將原始數(shù)據(jù)和處理結果存入主數(shù)據(jù)庫和備份數(shù)據(jù)庫中。
5. 大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)硬件設計
1）智能數(shù)據(jù)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(tǒng)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(huán)境；
3）數(shù)據(jù)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(yè)級保護機箱，可以充分保證在水電現(xiàn)場惡劣環(huán)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(xiàn)場野外工作的能力。
5）同時外部電源可以選擇工業(yè)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(jiān)測系統(tǒng)軟件設計
我公司專為大壩安全監(jiān)測提供軟件系統(tǒng)，其基本的功能有：
1）可實時遠程監(jiān)測大壩的各測試參數(shù)，可根據(jù)需要設定采集頻率、測點數(shù)據(jù)，對原始數(shù)據(jù)可進行各種計算。
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2）可對水庫大壩的采集數(shù)據(jù)進行專業(yè)評估，按水利專業(yè)要求進行相關的數(shù)據(jù)的計算、評估與處理，以適應各種評測模型的需要。
3）數(shù)據(jù)能夠以各種數(shù)據(jù)庫形式保存并可進行歷史數(shù)據(jù)查詢，還可以直接生成EXCEL或其他形式報表。同時數(shù)據(jù)可提供網頁遠程瀏覽各種數(shù)據(jù)。
4）數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)越限報警功能，現(xiàn)場即時上傳報警信息時，主機會出現(xiàn)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(xiàn)對系統(tǒng)信息打印的功能，支持對圖形、報表、曲線、報警信息、各種統(tǒng)計計算結果等的打印。
7）在線編輯、維護、修改數(shù)據(jù)庫功能。系統(tǒng)硬件和軟件都滿足開放性標準的要求，滿足今后系統(tǒng)在硬件節(jié)點的增加、數(shù)據(jù)庫容量的擴充、系統(tǒng)軟件功能的增強等方面的要求。
系統(tǒng)組成：
由供電單元、傳感器、監(jiān)測單元、通信單元組成的大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)，采用分布式結構、智能節(jié)點技術、遙測遙控技術、工業(yè)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(jiān)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(jiān)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(jiān)測系統(tǒng)。
檢測項目：
◆ 變形監(jiān)測：表面變形、內部變形、裂縫及岸坡位移
◆ 滲流監(jiān)測：滲流壓力、滲流量及浸潤線
◆ 壓力監(jiān)測：孔隙水壓力、土壓力、揚壓力、混凝土應力
系統(tǒng)特點：
★ 系統(tǒng)可接入各種大壩安全監(jiān)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(shù)據(jù)
★ 系統(tǒng)接口抗雷電、抗干擾設計，測量精度高、測值穩(wěn)定
★ 分布式網絡，模塊化結構，組態(tài)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(shù)據(jù)
系統(tǒng)功能：
★ 信息采集：對大壩監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)在線控制，按測量周期采集監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析入庫存儲。
★ 數(shù)據(jù)管理：監(jiān)測設備信息維護管理；大壩監(jiān)測數(shù)據(jù)的插入、刪除、修改。
★ 圖表輸出：報表制作和圖形顯示，各種監(jiān)測要素的瞬時值和統(tǒng)計量的打印輸出。
★ 數(shù)據(jù)分析：對監(jiān)測資料進行檢驗、修正處理；各種監(jiān)測要素的統(tǒng)計模型建立；各種物理量的統(tǒng)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(shù)據(jù)庫備份與恢復。
