阎王鼻子水库安全监测自动化系统维修改造工程分析

2014-09-11李巍

黑龙江水利科技 2014年8期

关键词：雨量计阎王朝阳市

李巍

（朝阳市阎王鼻子水库工程建设管理局，辽宁朝阳 122000）

阎王鼻子水库安全监测自动化系统维修改造工程分析

李巍

（朝阳市阎王鼻子水库工程建设管理局，辽宁朝阳 122000）

阎王鼻子水库位于朝阳市肖家店村，在大凌河干流中游，坝址距朝阳市25km，坝址以上流域面积9482km2，占全流域的41%。水库为年调节水库，水量利用系数为0.24。文章以朝阳市阎王鼻子水库为例，分析了水库安全监测自动化系统维修改造工程，从系统的配置、原理及功能入手，论述了系统内容，并强调了系统安装与调试的过程及注意事项。

水库；水情；自动测报；系统配置；目标；原则；功能

1 概述

阎王鼻子水库位于朝阳市肖家店村，在大凌河干流中游，坝址距朝阳市25km，坝址以上流域面积9482km2，占全流域的41%。水库为年调节水库，水量利用系数为0.24。坝址区地震基本烈度为7°。水库是以满足朝阳市近期工业和生活用水及朝阳市郊区部分的农业方面的灌溉用水。

水库总库容为2.17亿m3，工程规模为大（2）型，工程等别为Ⅱ等，主要建筑物级别为2级，次要建筑级别为3级。按100a一遇洪水设计，1000a一遇洪水校核。

2 水库水情自动测报系统

2.1 水情自动测报系统目标及原则

1）目标。

阎王鼻子水库的水情测报系统是对该流域内的雨情、水情的自动化采集和传输的实时系统，提供洪水预报及调度所需的数据。

2）原则。

为保证遥测数据的准确性和及时性，考虑分层结构设置原则、系统可配置性原则、兼顾多网合一原则、自动检测与人工观测合一原则以及近期与长远建设相统一的原则［1－2］。

2.2 自动测报系统方案内容

水情系统共设置25个遥测站，其中4个水位、21个雨量站，同时设3个中续和1个中心站。

3 系统配置、原理及主要功能

3.1 自动化系统配置

自动化系统配置包括传感器部分、数据采集单元部分和检测中心站部分。

3.1.1 传感器部分

大坝现场本次安装传感器38套，具体是：扬压力计20套；量水堰仪2套；静力水准仪10套；基岩位移计3支；水位计1支；雨量计1套；气温计1套。

3.1.2 数据采集单元部分（DAU）

水库大坝安全监测自动化系统共安装7台DAU2000数据采集单元，12个NDA系统智能采集模块，分别是：3个振弦式采集模块NDA1403，3个差阻式采集模块 NDA1104，3个电容式采集模块NDA1303，2个数字量信号采集模块NDA1705，1个环境采集模块NDA1700。接入自动化测点82个。具体配置见表1。

3.1.3 检测中心站部分

阎王鼻子水库大坝安全检测自动化系统检测中心站布置在大坝左岸2楼防汛中心内，现场设备有：NDA3100信号转换器1台；采集计算机研毕工控机1套，大坝安全信息管理网络系统软件（DSIMSV4.0版）1套。

表1 阎王鼻子工程DAU布置及配置表

4 现场安装、调试

4.1 测量方向及单位约定

依据《混凝土坝安全监测技术规范》之要求测量单位及方向的约定为：

1）水平位移：上下游向，Y，mm；坝体向下游位移为正。

2）垂直位移：mm，沉降为正。

3）扬压力：m，以以测压管内水位高程计。

4）气温计：℃，以测量时的气温高程计。

5）雨量计：mm。

6）渗流量：1／s。

4.2 传感器、DAU连接方法

扬压力计、量水堰仪用4芯屏蔽电缆延长后接入相应的DAU中；原内视仪器延长电缆后接入相应的DAU中，各传感器和数据采集模块的接线方法详见产品说明书。

DAU与DAU之间、DAU与机房之间采用2芯双绞屏蔽电缆及2芯电源线相连接。廊道与坝顶个测站之间采用2芯电源线及2芯双绞屏蔽电缆连接［3－4］。

4.3 检测仪器的技术指标

NVP－2型扬压力计、NVWG－200型量水堰仪的安装方法详见其厂家说明书。

4.4 自动化系统的安装、调试

自动化系统的安装和调试包括：数据采集单元安装、扬压力计及管口附件的安装调试、量水堰仪安装调试、静力水准仪的安装、雨量计、气温计的安装、电缆、光缆的布设施工、机房设备安装和系统防雷接地。

4.4.1 数据采集单元安装

依据现场实际条件，先安装保护箱，保护箱用膨胀螺栓固定，安装时应保持保护箱水平，保护箱上边缘离防浪墙顶部300mm左右。如果同一测站有几个保护箱，应保证所有保护箱的上边缘在同一水平线上。

安装完保护箱后再在保护箱内将数据采集单元（DAU）固定在防浪墙上，为保证仪器接入数据采集单元方便及运行检查、维护方便，数据采集单元的上边缘应尽量贴近保护箱上边缘，每个保护箱内最多装2个数据采集单元箱，2个数据采集单元的上边缘应保持在同一水平线上［5］。

DAU2000的电源线和通讯线应分别从箱体的右上方引线孔引入，在电源线编号2的导电芯线中，红线接标有“L”的端子，蓝色／黑色接 “N”的端子；通信线的接线端子设置在接线端子排的最左侧，双绞线屏蔽通信线的2芯线中，红线接 “A”的端子，蓝色／黑色芯线接 “B”的接线（一般在中间一排），屏蔽层接入箱体中标有“G”的接线端子（一般在最下一排）；电源线和通信线接入箱体后应做标示，即应标明导线由何处来，或往何处去［6］。

4.4.2 扬压力计及管口附件的安装调试

阎王鼻子工程安装为扬压力计，按无压及有压两种状况配备管口附件，无压、有压管管口装置由南瑞公司专门制作，形状、尺寸一致。安装方法如下：

1）根据设计材料，确定渗压计的接长电缆并做好固定。

2）电缆头部标记应该清晰、不易坏。

3安装根据渗压计孔口情况加工好连接法兰等孔口附件，对于常年有压的测点，可根据设计的要求将渗压计安装在测压管管口或测压管内。对于无压或时有压时无压的测点，渗压计安装在测压管最低水位以下约1m处。

4）安装过程中，安装人员要仔细复核测压管的变化情况，确保安装正确无误。

5）管口的附件与测压管的结合处要处理得当，不能漏水。可采用焊接或攻丝套扣加生料带连接。

6）扬压力管需安装压力表，根据了解情况，现场测压管已有压力表接口，安装时先用生料带封口，然后将压力表旋上即可。

7）进行一段时间的自动化与人工对比观测。必须保证人工观测设备的精度，所用的压力表或测绳必须经过检验。如自动化与人工测值差别较大时，应查找原因并予以改正［7］。

4.4.3 量水堰仪安装调试

量水堰安装相对简单，本工程采取壁挂安装方式，现场共安装8台量水堰仪，剩余2台由于现场不具备安装条件，根据监理、业主要求暂未安装。

仪器安装前先根据现场情况对现场情况选择合适的安装地点，一般取堰板上游1～1.5m位置，选择墙壁较为平整的地方，根据安装附件尺寸打4个膨胀螺丝孔。安装孔打好后即安装仪器。