大坝及边坡观测点自动化监测系统应用

赵鹏云

摘 要：本文就大坝及边坡观测点自动化系统的实际应用状况做以阐述，从中挖掘几项系统在实际应用过程中所滋生出来的问题，并提出相应的解决处理方案，以期为实践提供有益的借鉴。

关键词：大坝及边坡；观测点；自动化监测系统；应用

1、浅析大坝及边坡观测点所应用的自动化监测系统

1.1自动化监测系统及其发展沿革

我国从二十世纪末就开始实施对境内的水电站大坝的自动化监测工作。该项工作所应用的自动化监测系统能够将大坝及边坡可能发生的险情及时报送给监测站的工作人员，以便工作人员迅速采取行动来维护大坝水库的正常运行，以及保障人民的财产及生命安全。

（1）大坝及边坡观测点自动化监测系统的组成

大坝及边坡观测点自动化监测系统中不仅包括系统监测所依托的监测仪、管线等各类硬件设施，还需要数据采集卡等系统软件来维护，可见，自动化监测系统较为复杂，该系统是多项技术及管理手段的总和。

（2）大坝及边坡观测点自动化监测系统的监测方法及发展变革

自动化系统的常规监测方法是在大坝及边坡周边每间隔一段距离就布置自动监测仪器，通过布设监控网络及GPS卫星定位技术、全站仪等设备对大坝的环境进行实施监测。在以往，传统的监测手段是在坝体周边布设各类仪器来实施监测的，而且，该项策略所依托的简易观测法所收集的数据信息需要经过后期筛选及处理，才能提炼出有效数据信息，进而做出决策。这样一来，不仅增加了自动化监测管理的时间，而且由于坝面的监测环境随时可能出现状况，也增加了监测工作的风险性。所以，自动化监测系统的监测方法应运而生，通过数据采集、数据跟踪、数据分析等一系列智能化的手段的集合，将大坝及边坡各个观测点每日的实时状况传输给监测站，以便维护坝体周边环境的安全。

1.2大坝及边坡观测点所应用的自动化监测系统的工作机理

自动化监测系统的运行靠一定的硬件设备做支撑，包括数据采集部件、实时时钟装置、串行数据端口、自动诊断部件等等，这些硬件装置共同组成了监测仪器，再通过数百只仪器设备的投放来构建整体的自动化监测系统，不同的测点所采集到的数据不尽相同。大坝及边坡观测点所应用的自动化监测系统的工作机理较为简单，采集数据的过程就靠自动化监测系统的数据采集模块来完成，并将系统信息传输给观测站的工作人员进行处理，该系统可实现查询、调用数据的功能，以备后期核查处理。另外，大坝及边坡观测点所应用的自动化监测系统还需要各项现代化信息软件来进一步完善系统功能，例如：数据采集软件、数据管理系统等软件，这些软件的支撑将自动化監测系统的整体性能提升上来，不仅可以完成数据在各终端的共享，而且可以对数据进行存储与换算，提升了水电站坝体自动化监测环节的工作效率。

2、大坝及边坡观测点自动化监测系统的应用

2.1大坝及边坡观测点自动化监测系统在应用过程中所产生的问题

（1）自动化监测系统所监测数据已缺乏真实性。由于自动化监测系统中所配置的监测仪器长期暴露在潮湿环境当中，受到大风、水体冲刷等自然状况的侵袭，长此以往，设备已经出现了外部破损等现象，就可能会导致设备内部出现故障，因此，自动化监测系统所监测出来的数据失真情况时有发生。（2）自动化监测系统设施不够美观，影响水电站外围环境。我国绝大部分大坝及边坡观测点所设置的自动化监测仪都是在上个世纪末所配置的，长期以来，并没有实施大批量的更换工作。由于水电站的坝体已经过了多次整改及改良，坝体周边环境较为整洁、美观，于是就将这些传统的、陈旧的自动化监测设备突显出来，与环境极不协调，在一定程度上影响了水电站坝体环境的美观。所以，急需更换一批新型自动化监测设备，采用新型施工技术，同时能够将水电站坝体外围环境进行美化。

2.2大坝及边坡观测点自动化监测系统应用的优化策略

（1）外观监测点表面修复。首先用人工对外观监测点表面进行清理，凿除表面固结物、淤泥等杂物，采用刷乳胶漆（白色）进行保护，并重新标识测点编号、安全警示标识等，标识测点编号、安全警示标识采用刻字用自喷漆（红色）喷字进行标识。（2）水位孔及测斜孔保护盖板修复和改造。损坏的保护盖板按原盖板加工恢复，安装了自动化监测的保护盖板根据现场实际情况加工保护盖板，保护盖板刷防锈漆保护。（3）引张线系统修复和改造。引张线支墩采用缧纹钢在廊道墙面或引张线沟边打孔深入250mm灌水泥浆固定，角钢焊接在缧纹钢上，安装时支墩架要在同一水平面上；支架采用缧纹钢打孔深入250mm灌水泥浆固定，同样，安装时支架要在同一水平面上；缧纹钢、角钢刷防锈漆；保护管采用镀锌管保护，镀锌管接头刷防锈漆。（4）静力水准系统改造。静力水准连通管保护设施，采用桥架设施进行保护，安装时保证桥架整体水平度，静力水准测点内加入变压器油防止连通管内液体蒸发。（5）正垂线防水罩改造。正垂线防水罩是保护监测仪设备完好的辅助装置。在具体的施工改造过程中，防水罩一般采用不锈钢铁皮进行加工。（6）测压管修复和改造。更换已损坏的仪器，原有的压力表量程偏大，为保证压力表测量精度，保证压力表弹性元件能在弹性变形的安全范围内可靠地工作，压力表量程的选择不仅要根据被测压力的大小，而且还应考虑被测压力变化的速度，其量程需留有足够的余地。使用压力表测量稳定压力时，最大工作压力不应超过量程的三分之二。（7）监测道路的修整。针对监测道路的修整也是维护自动化监测系统的重要环节，需采用敷设混凝土及钢爬梯通往各监测点的监测路面进行重新施工，进而扫清监测障碍。

3、大坝及边坡观测点自动化监测系统的应用前瞻

从现阶段我国各区域水电站大坝及边坡观测系统的实际运行状况来看，自动化监测系统的应用基本能够支撑现代水利水电监测工作的有效实施。对于云南省景洪水电站大坝、边坡外部变形监测仪器的改造过程而言，该系统的优化策略具备一定的可行性，经优化的自动化监测系统在投入使用后，可将水电站外围及系统内部的各项信息数据进行及时的采集与处理，以便于大坝监测人员实时掌控大坝及边坡外围环境的变化，以此来应对可能发生的风险。目前，自动化监测系统对我国水电站的日常管理工作的顺利进行不可或缺。现阶段的工作目标是，在原有基础上应对大坝及边坡观测点自动化监测系统的实际应用实施优化改革，从而提升系统的整体能效，美化大坝周边环境，以期能够符合现代社会对水电站坝体环境及针对基础设施实施智能化管理的要求。

结束语：

通过对水电站大坝所应用的自动化监测系统的深入研究，边坡外部变形监测仪器实际应用状况进行分析，了解到我国水电站大坝所使用的传统自动化监测系统需要做出适当的改造，以便符合当前水电站安全监测对自动化系统设备的实际要求。大坝及边坡观测点所应用的自动化监测系统项目实施后，保证了安全监测数据的可靠性，同时使得安全监测设施与坝区整体统一协调，美化电站环境，符合水电站对环境的要求，有极佳的社会效益。

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