大壩及邊坡觀測點自動化監(jiān)測系統(tǒng)應用

趙鵬云

摘 要：本文就大壩及邊坡觀測點自動化系統(tǒng)的實際應用狀況做以闡述，從中挖掘幾項系統(tǒng)在實際應用過程中所滋生出來的問題，并提出相應的解決處理方案，以期為實踐提供有益的借鑒。

關鍵詞：大壩及邊坡；觀測點；自動化監(jiān)測系統(tǒng)；應用

1、淺析大壩及邊坡觀測點所應用的自動化監(jiān)測系統(tǒng)

1.1自動化監(jiān)測系統(tǒng)及其發(fā)展沿革

我國從二十世紀末就開始實施對境內(nèi)的水電站大壩的自動化監(jiān)測工作。該項工作所應用的自動化監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)⒋髩渭斑吰驴赡馨l(fā)生的險情及時報送給監(jiān)測站的工作人員，以便工作人員迅速采取行動來維護大壩水庫的正常運行，以及保障人民的財產(chǎn)及生命安全。

（1）大壩及邊坡觀測點自動化監(jiān)測系統(tǒng)的組成

大壩及邊坡觀測點自動化監(jiān)測系統(tǒng)中不僅包括系統(tǒng)監(jiān)測所依托的監(jiān)測儀、管線等各類硬件設施，還需要數(shù)據(jù)采集卡等系統(tǒng)軟件來維護，可見，自動化監(jiān)測系統(tǒng)較為復雜，該系統(tǒng)是多項技術(shù)及管理手段的總和。

（2）大壩及邊坡觀測點自動化監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法及發(fā)展變革

自動化系統(tǒng)的常規(guī)監(jiān)測方法是在大壩及邊坡周邊每間隔一段距離就布置自動監(jiān)測儀器，通過布設監(jiān)控網(wǎng)絡及GPS衛(wèi)星定位技術(shù)、全站儀等設備對大壩的環(huán)境進行實施監(jiān)測。在以往，傳統(tǒng)的監(jiān)測手段是在壩體周邊布設各類儀器來實施監(jiān)測的，而且，該項策略所依托的簡易觀測法所收集的數(shù)據(jù)信息需要經(jīng)過后期篩選及處理，才能提煉出有效數(shù)據(jù)信息，進而做出決策。這樣一來，不僅增加了自動化監(jiān)測管理的時間，而且由于壩面的監(jiān)測環(huán)境隨時可能出現(xiàn)狀況，也增加了監(jiān)測工作的風險性。所以，自動化監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法應運而生，通過數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)跟蹤、數(shù)據(jù)分析等一系列智能化的手段的集合，將大壩及邊坡各個觀測點每日的實時狀況傳輸給監(jiān)測站，以便維護壩體周邊環(huán)境的安全。

1.2大壩及邊坡觀測點所應用的自動化監(jiān)測系統(tǒng)的工作機理

自動化監(jiān)測系統(tǒng)的運行靠一定的硬件設備做支撐，包括數(shù)據(jù)采集部件、實時時鐘裝置、串行數(shù)據(jù)端口、自動診斷部件等等，這些硬件裝置共同組成了監(jiān)測儀器，再通過數(shù)百只儀器設備的投放來構(gòu)建整體的自動化監(jiān)測系統(tǒng)，不同的測點所采集到的數(shù)據(jù)不盡相同。大壩及邊坡觀測點所應用的自動化監(jiān)測系統(tǒng)的工作機理較為簡單，采集數(shù)據(jù)的過程就靠自動化監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊來完成，并將系統(tǒng)信息傳輸給觀測站的工作人員進行處理，該系統(tǒng)可實現(xiàn)查詢、調(diào)用數(shù)據(jù)的功能，以備后期核查處理。另外，大壩及邊坡觀測點所應用的自動化監(jiān)測系統(tǒng)還需要各項現(xiàn)代化信息軟件來進一步完善系統(tǒng)功能，例如：數(shù)據(jù)采集軟件、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等軟件，這些軟件的支撐將自動化監(jiān)測系統(tǒng)的整體性能提升上來，不僅可以完成數(shù)據(jù)在各終端的共享，而且可以對數(shù)據(jù)進行存儲與換算，提升了水電站壩體自動化監(jiān)測環(huán)節(jié)的工作效率。

2、大壩及邊坡觀測點自動化監(jiān)測系統(tǒng)的應用

2.1大壩及邊坡觀測點自動化監(jiān)測系統(tǒng)在應用過程中所產(chǎn)生的問題

（1）自動化監(jiān)測系統(tǒng)所監(jiān)測數(shù)據(jù)已缺乏真實性。由于自動化監(jiān)測系統(tǒng)中所配置的監(jiān)測儀器長期暴露在潮濕環(huán)境當中，受到大風、水體沖刷等自然狀況的侵襲，長此以往，設備已經(jīng)出現(xiàn)了外部破損等現(xiàn)象，就可能會導致設備內(nèi)部出現(xiàn)故障，因此，自動化監(jiān)測系統(tǒng)所監(jiān)測出來的數(shù)據(jù)失真情況時有發(fā)生。（2）自動化監(jiān)測系統(tǒng)設施不夠美觀，影響水電站外圍環(huán)境。我國絕大部分大壩及邊坡觀測點所設置的自動化監(jiān)測儀都是在上個世紀末所配置的，長期以來，并沒有實施大批量的更換工作。由于水電站的壩體已經(jīng)過了多次整改及改良，壩體周邊環(huán)境較為整潔、美觀，于是就將這些傳統(tǒng)的、陳舊的自動化監(jiān)測設備突顯出來，與環(huán)境極不協(xié)調(diào)，在一定程度上影響了水電站壩體環(huán)境的美觀。所以，急需更換一批新型自動化監(jiān)測設備，采用新型施工技術(shù)，同時能夠?qū)⑺娬緣误w外圍環(huán)境進行美化。

2.2大壩及邊坡觀測點自動化監(jiān)測系統(tǒng)應用的優(yōu)化策略

（1）外觀監(jiān)測點表面修復。首先用人工對外觀監(jiān)測點表面進行清理，鑿除表面固結(jié)物、淤泥等雜物，采用刷乳膠漆（白色）進行保護，并重新標識測點編號、安全警示標識等，標識測點編號、安全警示標識采用刻字用自噴漆（紅色）噴字進行標識。（2）水位孔及測斜孔保護蓋板修復和改造。損壞的保護蓋板按原蓋板加工恢復，安裝了自動化監(jiān)測的保護蓋板根據(jù)現(xiàn)場實際情況加工保護蓋板，保護蓋板刷防銹漆保護。（3）引張線系統(tǒng)修復和改造。引張線支墩采用縲紋鋼在廊道墻面或引張線溝邊打孔深入250mm灌水泥漿固定，角鋼焊接在縲紋鋼上，安裝時支墩架要在同一水平面上；支架采用縲紋鋼打孔深入250mm灌水泥漿固定，同樣，安裝時支架要在同一水平面上；縲紋鋼、角鋼刷防銹漆；保護管采用鍍鋅管保護，鍍鋅管接頭刷防銹漆。（4）靜力水準系統(tǒng)改造。靜力水準連通管保護設施，采用橋架設施進行保護，安裝時保證橋架整體水平度，靜力水準測點內(nèi)加入變壓器油防止連通管內(nèi)液體蒸發(fā)。（5）正垂線防水罩改造。正垂線防水罩是保護監(jiān)測儀設備完好的輔助裝置。在具體的施工改造過程中，防水罩一般采用不銹鋼鐵皮進行加工。（6）測壓管修復和改造。更換已損壞的儀器，原有的壓力表量程偏大，為保證壓力表測量精度，保證壓力表彈性元件能在彈性變形的安全范圍內(nèi)可靠地工作，壓力表量程的選擇不僅要根據(jù)被測壓力的大小，而且還應考慮被測壓力變化的速度，其量程需留有足夠的余地。使用壓力表測量穩(wěn)定壓力時，最大工作壓力不應超過量程的三分之二。（7）監(jiān)測道路的修整。針對監(jiān)測道路的修整也是維護自動化監(jiān)測系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，需采用敷設混凝土及鋼爬梯通往各監(jiān)測點的監(jiān)測路面進行重新施工，進而掃清監(jiān)測障礙。

3、大壩及邊坡觀測點自動化監(jiān)測系統(tǒng)的應用前瞻

從現(xiàn)階段我國各區(qū)域水電站大壩及邊坡觀測系統(tǒng)的實際運行狀況來看，自動化監(jiān)測系統(tǒng)的應用基本能夠支撐現(xiàn)代水利水電監(jiān)測工作的有效實施。對于云南省景洪水電站大壩、邊坡外部變形監(jiān)測儀器的改造過程而言，該系統(tǒng)的優(yōu)化策略具備一定的可行性，經(jīng)優(yōu)化的自動化監(jiān)測系統(tǒng)在投入使用后，可將水電站外圍及系統(tǒng)內(nèi)部的各項信息數(shù)據(jù)進行及時的采集與處理，以便于大壩監(jiān)測人員實時掌控大壩及邊坡外圍環(huán)境的變化，以此來應對可能發(fā)生的風險。目前，自動化監(jiān)測系統(tǒng)對我國水電站的日常管理工作的順利進行不可或缺?，F(xiàn)階段的工作目標是，在原有基礎上應對大壩及邊坡觀測點自動化監(jiān)測系統(tǒng)的實際應用實施優(yōu)化改革，從而提升系統(tǒng)的整體能效，美化大壩周邊環(huán)境，以期能夠符合現(xiàn)代社會對水電站壩體環(huán)境及針對基礎設施實施智能化管理的要求。

結(jié)束語：

通過對水電站大壩所應用的自動化監(jiān)測系統(tǒng)的深入研究，邊坡外部變形監(jiān)測儀器實際應用狀況進行分析，了解到我國水電站大壩所使用的傳統(tǒng)自動化監(jiān)測系統(tǒng)需要做出適當?shù)母脑?，以便符合當前水電站安全監(jiān)測對自動化系統(tǒng)設備的實際要求。大壩及邊坡觀測點所應用的自動化監(jiān)測系統(tǒng)項目實施后，保證了安全監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性，同時使得安全監(jiān)測設施與壩區(qū)整體統(tǒng)一協(xié)調(diào)，美化電站環(huán)境，符合水電站對環(huán)境的要求，有極佳的社會效益。

參考文獻：

[1]孔慶梅.自動化監(jiān)測系統(tǒng)在龍羊峽水電站大壩安全監(jiān)測中的應用[J].電力信息化，2010，06（06）：180-181.

[2]黃會寶，陸嘉斌，馮俊，陳紅.銅街子水電站廊道激光自動化監(jiān)測系統(tǒng)的應用及改造[J].水電自動化與大壩監(jiān)測，2010，05（05）：159-160.

快軌交通，2011，02（02）：135-136.

[3]曾旭，向朕華，牛海波.拉西瓦水電站大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)概述[J].水電自動化與大壩監(jiān)測，2013，02（02）：188-189.