水庫(kù)大壩安全智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

水庫(kù)大壩安全智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

水庫(kù)大壩安全智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)是建立對(duì)大壩安全各項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，回答大壩安全與否這一關(guān)鍵問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)對(duì)各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和實(shí)時(shí)處理，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)大壩安全狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并通過(guò)統(tǒng)一的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)用和管理。對(duì)于水庫(kù)砌石拱壩這一特定壩型，應(yīng)用前沿分析技術(shù)和經(jīng)典方法相結(jié)合，通過(guò)實(shí)施先進(jìn)的監(jiān)測(cè)手段和設(shè)備，提升對(duì)大壩安全狀態(tài)的感知能力，并建立一套適合本工程的大壩安全監(jiān)測(cè)預(yù)警和實(shí)時(shí)安全評(píng)估系統(tǒng)，爭(zhēng)創(chuàng)全國(guó)領(lǐng)先水平。同時(shí)，通過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化擬定、底層數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范和技術(shù)指標(biāo)構(gòu)建、預(yù)留開(kāi)放式系統(tǒng)接口等措施，實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目的可推廣性，為福建省推廣應(yīng)用該類系統(tǒng)提供引領(lǐng)示范。建設(shè)任務(wù)包括建設(shè)大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，補(bǔ)充完善水庫(kù)大壩壩前水溫、壩體位移、大壩應(yīng)變等監(jiān)測(cè)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集處理，并能進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)水庫(kù)大壩，實(shí)現(xiàn)水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)信息化、智能化的要求。同時(shí)，需要建立大壩綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)，綜合擬定壩體監(jiān)測(cè)項(xiàng)的監(jiān)控指標(biāo)，對(duì)大壩實(shí)時(shí)運(yùn)行情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估，評(píng)價(jià)內(nèi)容包括位移測(cè)值、趨勢(shì)判斷、裂縫計(jì)開(kāi)度變化等控制指標(biāo)，通過(guò)對(duì)異常項(xiàng)數(shù)的統(tǒng)計(jì)給出整體大壩安全度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并可按時(shí)、按需輸出系統(tǒng)監(jiān)測(cè)報(bào)告，建立一套適合本工程的大壩安全綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)。此外，還需要建設(shè)大壩安全監(jiān)測(cè)信息集成系統(tǒng)，建立監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)、模型庫(kù)等大數(shù)據(jù)方案的主題數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)大壩安全數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、快速訪問(wèn)、計(jì)算與分析挖掘，最終在此基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)層面上，建立一套大壩安全管理規(guī)范框架結(jié)構(gòu)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)解決方案，實(shí)現(xiàn)多元數(shù)據(jù)融合應(yīng)用，切實(shí)提高水庫(kù)數(shù)據(jù)運(yùn)行效率。最后，還需要進(jìn)行基礎(chǔ)支撐系統(tǒng)的建設(shè)，包括建設(shè)大壩數(shù)據(jù)中心庫(kù)、視頻監(jiān)控與大壩巡檢、大壩安全信息化三維模塊展示系統(tǒng)以及配套的相應(yīng)的軟硬件配套設(shè)施，調(diào)度中心、機(jī)房及會(huì)商視頻環(huán)境改造等。同時(shí)，還需要進(jìn)行水庫(kù)防雷接地升級(jí)改造。水庫(kù)、啟閉機(jī)房和調(diào)度大樓的防雷接地將進(jìn)行升級(jí)改造，包括電源線路、信號(hào)線路和監(jiān)控線路的電涌保護(hù)，以及智能電涌（雷電）防護(hù)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)和等電位接地改造等。這些改造將提高設(shè)施的安全性和穩(wěn)定性，保障水庫(kù)的正常運(yùn)行。為了實(shí)現(xiàn)水庫(kù)大壩的安全監(jiān)測(cè)和預(yù)警，我們將按照最新的監(jiān)測(cè)規(guī)范要求，利用國(guó)內(nèi)外最新先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)，建立自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備并對(duì)原有監(jiān)測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行改造升級(jí)，建立水庫(kù)大壩安全的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，實(shí)現(xiàn)從人工監(jiān)測(cè)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)到智能監(jiān)測(cè)的提升。這樣，我們就能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)和預(yù)警大壩的安全性態(tài)，為大壩的安全蓄水、安全防汛服務(wù)。水庫(kù)大壩安全智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)對(duì)壩體表面位移、大壩裂縫、繞壩滲流、大壩應(yīng)變等重要運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、傳輸、計(jì)算、分析，以及直觀顯示監(jiān)測(cè)內(nèi)容的實(shí)時(shí)狀態(tài)，歷史數(shù)據(jù)查詢和當(dāng)前數(shù)據(jù)展示，為相關(guān)人員提供簡(jiǎn)單明了、直觀有效的信息。一旦出現(xiàn)異常情況，超限數(shù)據(jù)將通過(guò)大屏監(jiān)測(cè)點(diǎn)顏色閃爍提醒、短信發(fā)送相關(guān)人員提醒，及時(shí)響應(yīng)。該系統(tǒng)采用B/S軟件架構(gòu)，建立一套大壩安全管理規(guī)范框架結(jié)構(gòu)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)解決方案，為系統(tǒng)推廣應(yīng)用提供技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范框架。整體框架由感知層、傳輸層、基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)中心、應(yīng)用層、門戶六個(gè)層次及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和信息安全兩大體系組成。門戶是整個(gè)的統(tǒng)一入口，包括統(tǒng)一的PC、移動(dòng)門戶及大屏等，為流域和大壩管理機(jī)構(gòu)提供個(gè)性化的定制門戶。應(yīng)用層包括業(yè)務(wù)應(yīng)用和展示，業(yè)務(wù)應(yīng)用分別按三維信息化模塊、大壩安全監(jiān)測(cè)分析預(yù)警模塊、數(shù)據(jù)中心庫(kù)模塊、設(shè)備及人員管理模塊和大壩設(shè)備自動(dòng)控制模塊等提供各類應(yīng)用系統(tǒng)，滿足管理機(jī)構(gòu)的管理需求。數(shù)據(jù)中心則為各層次提供數(shù)據(jù)支撐和數(shù)據(jù)處理服務(wù)。這樣的整體架構(gòu)能夠保證技術(shù)的可持續(xù)演化，使得系統(tǒng)具備良好的實(shí)用性、先進(jìn)性、擴(kuò)展性、移植性及開(kāi)放性。數(shù)據(jù)中心通過(guò)對(duì)水庫(kù)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行全面梳理和整合，共享社會(huì)信息資源，構(gòu)建省水庫(kù)大壩安全智能監(jiān)測(cè)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)包括監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)主題庫(kù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)主題庫(kù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主題庫(kù)、空間數(shù)據(jù)主題庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)和模型庫(kù)等，結(jié)合關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)和大數(shù)據(jù)庫(kù)兩類數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件形成綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)、管理容器，為公共服務(wù)創(chuàng)新及科學(xué)決策提供支撐?；A(chǔ)設(shè)施層包括中控機(jī)房、支撐環(huán)境設(shè)施和基礎(chǔ)設(shè)施。中控機(jī)房由機(jī)架式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜平臺(tái)、展示系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)三大模塊組成；支撐環(huán)境設(shè)施包含機(jī)房服務(wù)器、防火墻、交換機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)軟件、基礎(chǔ)支撐軟件等。智能傳輸層包括監(jiān)測(cè)傳感器信號(hào)的傳輸網(wǎng)、傳輸衛(wèi)星定位信號(hào)、傳輸部門內(nèi)外部數(shù)據(jù)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等手段?；谖锫?lián)感知與控制技術(shù)，建設(shè)形成大壩安全監(jiān)測(cè)智能感知體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)水庫(kù)運(yùn)作過(guò)程的及時(shí)、全面、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的監(jiān)測(cè)、監(jiān)視和監(jiān)控。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是保障大壩安全智能監(jiān)測(cè)的各個(gè)組成部分能夠協(xié)調(diào)一致地工作，是保障各類信息互聯(lián)互通，是保障項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程和運(yùn)維管理的規(guī)范、有序、高效的重要基礎(chǔ)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范充分利用已有國(guó)標(biāo)和行標(biāo)，參考引進(jìn)國(guó)際上的先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，補(bǔ)充建設(shè)部分必要的項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)。在全面分析和評(píng)估省水庫(kù)管理各要素的價(jià)值、風(fēng)險(xiǎn)、脆弱性及所面臨的威脅基礎(chǔ)之上，遵照《中華人民共和國(guó)網(wǎng)絡(luò)安全法》和等級(jí)保護(hù)制度的要求，結(jié)合水庫(kù)實(shí)際，構(gòu)建智慧水庫(kù)信息安全體系，保障系統(tǒng)安全、運(yùn)行穩(wěn)定可靠。監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循“實(shí)用、可靠、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)”原則，滿足水庫(kù)現(xiàn)代化管理需要。監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)儀器、數(shù)據(jù)采集裝置、計(jì)算機(jī)及外部設(shè)備、數(shù)據(jù)采集和管理軟件、通信線路及裝置、電源線路及裝置、防雷裝置等組成。該系統(tǒng)具備巡測(cè)、選測(cè)和定時(shí)測(cè)量功能，現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與遠(yuǎn)程通信功能，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理及備份功能，掉電保護(hù)功能，網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)功能，自檢、自診斷功能，防雷及抗干擾功能以及數(shù)據(jù)異常報(bào)警功能。同時(shí)，儀器設(shè)備在滿足準(zhǔn)確度的前提下，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、維護(hù)方便，易于改造和升級(jí)，大壩表面位移監(jiān)測(cè)、繞壩滲流監(jiān)測(cè)、壩肩滲漏量監(jiān)測(cè)等保留人工測(cè)量設(shè)備。數(shù)據(jù)采集裝置的基本性能應(yīng)該滿足以下要求：（1）測(cè)量準(zhǔn)確度不低于《混凝土壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（SL601-2013）對(duì)測(cè)量對(duì)象準(zhǔn)確度的要求；（2）采樣時(shí)間小于30分鐘，單點(diǎn)采集時(shí)間小于30秒；（3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量不小于50測(cè)次；（4）平均無(wú)故障時(shí)間（MTBF）大于6300小時(shí)；（5）數(shù)據(jù)采集缺失率不大于2％；（6）掉電運(yùn)行時(shí)間不小于3天（需強(qiáng)電驅(qū)動(dòng)控制的設(shè)備除外）；（7）防雷電感應(yīng)不小于500瓦特；（8）防潮、防銹蝕、防鼠、抗振、抗電磁干擾等。監(jiān)測(cè)管理站配置的數(shù)據(jù)采集與管理軟件應(yīng)具有在線監(jiān)測(cè)、圖表制作、離線分析、信息管理和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理等功能。根據(jù)大壩安全監(jiān)測(cè)規(guī)范，水庫(kù)大壩必須監(jiān)測(cè)9項(xiàng)項(xiàng)目，并增補(bǔ)或改造后共監(jiān)測(cè)12項(xiàng)。由于水庫(kù)大壩是砌石拱壩，揚(yáng)壓力監(jiān)測(cè)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)不具備增補(bǔ)條件，且壩體表面位移、滲流量等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目仍采用人工測(cè)讀，管理層不能及時(shí)掌握大壩監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，影響在臺(tái)風(fēng)、暴雨、洪水等工況下對(duì)大壩安全情況的研判。因此，結(jié)合現(xiàn)有條件，考慮水庫(kù)大壩自身特點(diǎn)和最新大壩安全監(jiān)測(cè)相關(guān)規(guī)范要求，實(shí)現(xiàn)大壩安全智能監(jiān)測(cè)的要求。目前，壩體表面位移監(jiān)測(cè)任務(wù)由管理處委托專業(yè)測(cè)繪單位，采用全站儀人工觀測(cè)，每個(gè)月觀測(cè)1次（早先每3個(gè)月觀測(cè)1次）；觀測(cè)時(shí)間挑選天氣較好的時(shí)段。然而，在臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)降雨、洪水、溢洪道過(guò)洪、夜間等不良工況和不利天氣條件下，往往無(wú)法得到及時(shí)的壩體表面位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，影響對(duì)大壩安全狀態(tài)的及時(shí)掌握。因此，有必要對(duì)壩體表面位移監(jiān)測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行自動(dòng)化改造。為了滿足現(xiàn)今大壩的大規(guī)模安全監(jiān)測(cè)要求，傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法已難以滿足需求。因此，采用現(xiàn)代化的監(jiān)測(cè)技術(shù)和監(jiān)測(cè)儀器，及時(shí)準(zhǔn)確地獲取位移數(shù)據(jù)，對(duì)大壩進(jìn)行科學(xué)管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)大壩形態(tài)的綜合評(píng)價(jià)和實(shí)時(shí)監(jiān)控，已成為大勢(shì)所趨。為此，采用了GNSS和測(cè)量機(jī)器人兩種自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方案。GNSS技術(shù)作為當(dāng)今最先進(jìn)的定位手段之一，在大地測(cè)量、地殼形變監(jiān)測(cè)、精密工程測(cè)量等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。它具有全天候工作、點(diǎn)位間可以互不通視、能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等優(yōu)勢(shì)，特別適用于進(jìn)行動(dòng)態(tài)和靜態(tài)安全監(jiān)測(cè)以及在較大工程區(qū)域內(nèi)滿足現(xiàn)代施工所需的復(fù)雜測(cè)量工作。雖然其監(jiān)測(cè)精度略有不足，但可以很好地識(shí)別相對(duì)位移，對(duì)于大壩的安全判別和下游預(yù)警有著不可代替的作用。測(cè)量機(jī)器人監(jiān)測(cè)精度較高，可以彌補(bǔ)GNSS的監(jiān)測(cè)精度的不足，但對(duì)環(huán)境能見(jiàn)度要求較高，并要求所有的監(jiān)測(cè)點(diǎn)互相通視。其監(jiān)測(cè)易受天氣、晝夜影響，監(jiān)測(cè)頻率受測(cè)量機(jī)器人轉(zhuǎn)向馬達(dá)影響，目前其監(jiān)測(cè)頻率還無(wú)法設(shè)置成很高的。因此，綜合兩種監(jiān)測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)，采用GNSS和測(cè)量機(jī)器人兩種自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方案，兩種方法互補(bǔ)不足，相互驗(yàn)證，可以滿足壩體表面位移自動(dòng)化監(jiān)測(cè)需求，并為智能研判提供必要數(shù)據(jù)?？傊?，采用GNSS和測(cè)量機(jī)器人兩種自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方案，可以及時(shí)準(zhǔn)確地獲取位移數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大壩形態(tài)的綜合評(píng)價(jià)和實(shí)時(shí)監(jiān)控，為大壩安全提供必要數(shù)據(jù)支持。采用數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)到控制中心，保證實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)處理。同時(shí)，監(jiān)測(cè)設(shè)備還支持本地存儲(chǔ)功能，以備不時(shí)之需。通訊方式采用4G網(wǎng)絡(luò)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。在網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不穩(wěn)定的情況下，監(jiān)測(cè)設(shè)備還支持?jǐn)嗑W(wǎng)自動(dòng)存儲(chǔ)和恢復(fù)傳輸功能，確保數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。為實(shí)現(xiàn)全面覆蓋和高密度監(jiān)測(cè)，測(cè)量機(jī)器人監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置在大壩表面，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)距離不超過(guò)50m。同時(shí)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選擇應(yīng)考慮壩體結(jié)構(gòu)、地形地貌、壩體變形規(guī)律等因素，以保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。（3）數(shù)據(jù)傳輸測(cè)量機(jī)器人監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用4G無(wú)線和光纖通信相結(jié)合的方式，保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的快速傳輸和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。同時(shí)，為了保證數(shù)據(jù)安全，系統(tǒng)采用加密傳輸方式，并設(shè)置多重備份，以防止數(shù)據(jù)丟失或泄露。（4）供電監(jiān)測(cè)機(jī)器人和全站儀系統(tǒng)均采用電池供電，為保證供電穩(wěn)定和可靠，系統(tǒng)還設(shè)置了充電設(shè)備和備用電池，以確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。（5）系統(tǒng)軟件測(cè)量機(jī)器人監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用專業(yè)監(jiān)測(cè)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)壩體表面位移的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析。該軟件具有高精度、高效率、易操作等特點(diǎn)，能夠快速準(zhǔn)確地獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和預(yù)警處理。同時(shí)，該軟件還具有數(shù)據(jù)可視化功能，方便用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和決策。為了實(shí)現(xiàn)滲流量的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，我們?cè)诖髩蜗掠巫笥野秹渭绻膊贾昧?座微型量水堰。其中，1#量水堰位于大壩左岸壩肩▽76，2#量水堰位于大壩左岸壩肩▽62，3#量水堰位于大壩右岸壩肩▽90，4#量水堰位于大壩右岸壩肩▽70。同時(shí)，我們還在原右岸測(cè)量工作基點(diǎn)加蓋了一個(gè)右岸觀測(cè)房，并在壩頂和壩后人行橋上游側(cè)新增了10個(gè)觀測(cè)墩，以及利用原左岸測(cè)量工作基點(diǎn)作為左岸控制點(diǎn)。為了確保測(cè)量精度，我們專業(yè)配備了溫度氣壓傳感器，可以自動(dòng)測(cè)定現(xiàn)場(chǎng)的溫度和氣壓，并通過(guò)相應(yīng)的軟件進(jìn)行嚴(yán)格的氣象改正。同時(shí)，我們采用了光纖的有線通訊方式，以最大程度地保障數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。監(jiān)測(cè)機(jī)器人采用專業(yè)的監(jiān)測(cè)軟件，支持?jǐn)?shù)據(jù)分析和處理，并且可以圖形化的展示監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移趨勢(shì)。配套土建工作包括新建觀測(cè)房和6個(gè)觀測(cè)墩，同時(shí)還需要建設(shè)人行便道、電源、照明、通訊光纖、空調(diào)、防雷等設(shè)施。監(jiān)測(cè)頻次按規(guī)范要求為2次/月~1次/月，可以根據(jù)需要增加監(jiān)測(cè)頻次。監(jiān)測(cè)精度需要滿足規(guī)范要求，徑向±2.0mm、切向±1.0mm。為了實(shí)現(xiàn)滲流量的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，我們布置了4座微型量水堰，并采用自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方案。同時(shí)，我們還對(duì)新建觀測(cè)房進(jìn)行了安全防盜措施建設(shè)，包括防盜門、防盜窗、室內(nèi)監(jiān)控?cái)z像頭和室外監(jiān)控等設(shè)施。為了滿足規(guī)范要求，需要對(duì)4座微型量水堰進(jìn)行自動(dòng)化改造。原先的人工觀測(cè)方式不僅觀測(cè)頻率不夠，而且觀測(cè)時(shí)人員繞行較長(zhǎng)距離，勞動(dòng)強(qiáng)度大，每次強(qiáng)降雨后還需要人工清理細(xì)渣。因此，需要安裝容積式流量計(jì)作為監(jiān)測(cè)設(shè)備，并采用標(biāo)準(zhǔn)ModbusRTU協(xié)議進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)智能采集。同時(shí)，為防止細(xì)渣淤積，需要在左右兩壩肩附近邊坡采取工程措施，如布置排水溝和擋墻，并在量水堰之上的邊坡采用噴射混凝土護(hù)面。為了減少運(yùn)行管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，需要在量水堰的上部、接近壩頂位置布置排水溝和擋墻，防止地表水順坡沖下來(lái)。同時(shí)，在略高于量水堰的位置，需要設(shè)置一道攔渣坎，共4座，并在坎的底部設(shè)通水孔，安裝土工布，攔住砂石。在4座微型量水堰，每個(gè)位置布置1臺(tái)套容積式流量計(jì)。1#量水堰布置于大壩左岸壩肩▽76，2#量水堰布置于大壩左岸壩肩▽62，3#量水堰布置于大壩右岸壩肩▽90，4#量水堰布置于大壩右岸壩肩▽70。監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備選用容積式流量計(jì)，其技術(shù)參數(shù)包括量程為0.6～12L/min，綜合精度≤5%，正常工作環(huán)境為-10～+50℃，相對(duì)濕度為100%。同時(shí)，配套的采集設(shè)備包括自動(dòng)集線箱和光端機(jī)等，自動(dòng)集線箱的技術(shù)參數(shù)包括通道數(shù)量為32個(gè)，通訊接口為RS485，供電電源為AC220V，功耗＜3W，機(jī)箱為不銹鋼防潮機(jī)箱，防潮等級(jí)為IP65，工作環(huán)境為溫度-10℃～+50℃，濕度≤95%，系統(tǒng)防雷電感應(yīng)為1500W。光端機(jī)技術(shù)參數(shù)：采用RS485串行接口，供電電源為220（1±15%）VAC，功耗約為0.25W（靜態(tài)）和0.6W（發(fā)送），光輸出功率大于0.5mW（-3dBm），接收靈敏度小于-15dBm，傳送距離大于20km，工作溫度范圍為-10℃～+60℃，儲(chǔ)藏溫度范圍為-20℃～+70℃。設(shè)備安裝：光端機(jī)安裝在堰板外側(cè)底板上，與儀器引水管和底板之間要有400mm距離，引水管應(yīng)接入堰板出水口，且盡量縮短引水管長(zhǎng)度。壩前水溫監(jiān)測(cè)（自動(dòng)化監(jiān)測(cè)）：根據(jù)相關(guān)規(guī)范，本工程大壩級(jí)別下壩前水溫監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為可選的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。但由于庫(kù)溫度對(duì)砌石拱壩的壩體變形和應(yīng)力影響較大，原先大壩壩體未布置溫度監(jiān)測(cè)。因此，在大壩上游面增加布置6只溫度計(jì)，觀測(cè)電纜接入采用自動(dòng)化采集模塊，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)布置：在壩左0+028.49、壩頂啟閉房右側(cè)邊，布設(shè)在正常蓄水位97.0m之下共6支，間距8m。這6支溫度計(jì)分別為96、88、80、72、64、56m，以監(jiān)測(cè)不同深度的庫(kù)水溫。監(jiān)測(cè)設(shè)備：監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備采用電阻溫度計(jì)，其量程為-30～+70℃，測(cè)量精度為±0.3℃，溫度系數(shù)為5℃/Ω，耐水壓為0.5MPa。設(shè)備安裝：安裝上游面的庫(kù)水溫度計(jì)時(shí)，應(yīng)使溫度計(jì)軸線平行于壩面，并距壩面5～10cm。溫度計(jì)綁定在保護(hù)管內(nèi)順大壩啟閉房側(cè)邊，安裝到指定位置并固定，電纜用保護(hù)管保護(hù)，引入左側(cè)啟閉房集線箱內(nèi)。大壩應(yīng)變監(jiān)測(cè)（自動(dòng)化監(jiān)測(cè)）：根據(jù)相關(guān)規(guī)范，本工程大壩級(jí)別下大壩應(yīng)力應(yīng)變溫度監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為可選的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。但為了解本工程砌石拱壩的受力敏感部位的應(yīng)力應(yīng)變，分析大壩安全狀態(tài)，故需要增加大壩應(yīng)變監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。在左右兩壩肩處增設(shè)大壩應(yīng)力監(jiān)測(cè)儀器，擬設(shè)置4只應(yīng)變計(jì)，接入采用自動(dòng)化采集模塊，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)布置：在大壩壩頂左右岸壩肩，各布置2組二向應(yīng)變計(jì)組每組各2支應(yīng)變計(jì)。這4只應(yīng)變計(jì)的布設(shè)位置為：壩左0+079.63，設(shè)計(jì)編號(hào)為S2-1；壩右0+105.61，設(shè)計(jì)編號(hào)為S2-2。其X向朝上游面方向，Y向朝左右岸邊坡方向，以監(jiān)測(cè)壩肩應(yīng)力應(yīng)變。監(jiān)測(cè)設(shè)備：監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備采用帶有溫度測(cè)量功能的振弦應(yīng)變計(jì)，其量程為±1500με，分辨力為0.5～1.0%F？S，測(cè)量精度為0.25%F？S，溫度測(cè)量范圍為-20～+60℃，溫度測(cè)量精度為±0.5℃，耐水壓為0.5MPa。設(shè)備安裝埋設(shè)：為了安裝儀器，我們采用地質(zhì)鉆的方法在左右岸壩肩中間位置開(kāi)挖0.5m×0.5m×深度2.0m的坑槽。首先，我們需要澆筑混凝土安裝支架，等待其凝固后再安裝二向應(yīng)變計(jì)。其中，X向朝上游面方向，Y向朝左右岸邊坡方向。安裝完成后，我們?cè)贊仓﨏15混凝土，并進(jìn)行人工振搗密實(shí)