中国大多数中小型水库建于六、七十年代,属“三边工程”,一方面大部分水库防洪标准低、工程质量差、淤积严重,有效库容萎缩,处于带病运行状态,另一方面不少水库已达到或超过设计服役年限,老化严重,水库工程潜在的安全隐患突出。水库安全度汛一直是我国防汛抗洪的难点和重点,中小型水库的安全度汛已成为当前全国防汛工作的一个薄弱环节,大部分水库缺少必要的水雨情测报及大坝安全监测等设施,检查手段落后,隐患很大。一旦发生局部暴雨洪水,极易引发溃坝事件,轻则造成财产损失,重则造成重大人员伤亡或毁灭性灾害。
在此情况下,建设水库大坝安全自动监测系统,实现水位、雨量、大坝的表面变形、渗压、渗流、应变等实时监测和预警,成为当下水库大坝的重要之举。
镝铒智能水库大坝安全监测系统充分利用现代检测技术、通信技术、网络技术和计算机技术,通过相应传感器感知大坝的变形、渗流、应力、水文、气象等数据,现场的远程遥测终端单元通过无线或有线的方式采集前端传感器的信号并进行预处理和存储,根据系统数据传输体制要求,遥测终端自动上报或接收的管理中心的指令后将相关参数报送信息中心,在管理中心对数据进行处理、统计、整编、分析、预警等,提高大坝安全监测的实时性、可靠性和精度,及时预报大坝承受能力和可能发生的事件。同时可通过先进的视频监控系统实时观测河道、水库及涵闸等运行情况,为领导决策提供了直观的图像信息,系统的建立,可使水利部门的有关人员实时动态的掌握水库运行信息,为水利部门提供尽可能全面、准确的信息。
监测范围
系统框架
(1)变形监测
变形监测又称变形测量或变形观测。工程变形监测主要包括水平位移、垂直位移监测,偏距、倾斜、挠度、弯曲、扭转、震动、裂缝等的测量…… 坝体变形监测包含表面位移、内部位移和整体位移,表面和内部位移都包含垂直水平位移两方面。
变形监测可以保障工程安全,监测各种工程建筑物及与工程建设有关的地质构造的变形,及时发现异常变化,对其稳定性、安全性做出判断,以便采取措施处理,有效防止事故的发生。
(2)渗流监测
渗流观测是对水工建筑物及其地基内由渗流形成的浸润线、渗透压力、渗流量和渗水水质等的观测。工程初次蓄水或挡水时、泄水时、上游高水位或水位陡变时、强烈地震后或工程存在缺陷时,应加强观测。
掌握水工建筑物及其地基的渗流情况,分析判断是否正常和可能发生不利影响的程度及原因,为工程养护修理和安全运用提供依据,并可为水利工程的勘测、设计、施工和科研提供参考资料。进行渗流观测时应同时观测上下游水位、水温及其他必要的水文气象项目。工程初次蓄水或挡水时、泄水时、上游高水位或水位陡变时、强烈地震后或工程存在缺陷时,应加强观测。
(3)应力应变监测
应力监测一般是指在建构筑物施工过程中,如钢结构安装、卸载、改造、加固,混凝土浇筑等过程,采用监测仪器对受力结构的应力变化进行监测的技术手段,在监测值接近控制值时发出报警,用来保证施工的安全性,也可用于检查施工过程是否合理。
应变监测是指由于应力的原因,对建(构)筑物局部产生的相对变形的监测。而应变量则指的是当建(构)筑物变形后,变形量和建(构)筑物原长度的比值,正值表示建(构)筑物物被拉伸,负值则表示建(构)筑物被压缩了。
(4)温度监测
温度监测的坝段应选择其他监测系统的重点坝段,其上的测点分布应根据建筑物的结构特点以及施工方法而定。
温度测点的位置应考虑结构温度场的状态,布置在温度梯度较大的部位;由于气温变化相对较快,坝面或孔口附近的测点宜适当加密。坝体、坝面、基岩、气温等区域的温度测点应结合布设,如有能能借用数据的测点,则不应在该测点处再另设某种专门用途的温度测点。
(5)环境量监测
环境量监测目的是为了了解环境量的变化规律及对水工建筑物的变形、渗流和应力应变等的影响。环境量测监内容主要包括水位、库水温、气温、降水量、冰压力、坝前淤积和下游冲刷等项目。
项目案例