我國是山川、河流眾多的國家,河流湖泊密布,特別是中小河流, 錯綜交互,如此眾多的河流,極易造成洪水災害,為防止洪水災害, 大力興建水庫。水庫給人們帶來便利的同時也存在巨大的安全問題, 水庫蓄水量巨大,一旦發生暴雨極易引發潰壩現象。
系統架構
本系統采用正弦式滲流計、滲壓計、閘口開度儀傳感器采集水庫的實時滲流量、滲水壓、水位等參數并通過正弦信號傳輸至水庫安全監測終端EMCU 進行數據解析存儲,邊緣計算后將有效數據通過 4G 方式上報大壩安全監測管理平臺,同時傳輸至省級水利監管平臺,異常超標及時推送報警信息,方便運維管理人員進行水庫大壩安全維護, 幫助水利局有效的管理水庫動態信息,讓水庫大壩更方便管理,更安全。
1.1 產品介紹
MTW460SI安全監測信息采集終端提供多種接口,可接入各種傳感器,能夠自定義采集頻率和本地查詢歷史數據,采用主動輪詢和被動輪詢功能,做到根據需求定時采集監測信息。而且可以定制傳輸方式,4g或LORA自組網。供電方式也可根據需求進行靈活搭配,采用市電接入和太陽能供電接入,靈活方便擴展性強。
2. 滲流監測
2.1 監測原理
在上游入水口處布設 1 個水位計。選擇三個監測斷面,每個斷面 間隔 150m。每個斷面設置 2 個揚壓力孔,每個孔里面放置 1 個硅壓 式揚壓力計,并在每個斷面設置 1 個數據采集單元。同時在下游壩趾建三角形量水堰。滲流量觀測采用量水堰計觀測,量水堰計布置在排 水道側壁上。埋設安裝需配置堰板,儀器置于堰板上游 1 米以外,安 裝位置堰槽側壁開凹槽,儀器固定后凹槽內放置礫石濾水。
一般設置在集水溝的直線段上,上下游溝底及邊坡需加護砌以免漏水,可建造專門的混凝土或砌石引水槽。設計堰下水深低于堰口, 造成堰口自由溢流。為了獲得準確的觀測成果,堰壁需與引水槽和來水方向垂直,并且直立。堰板采用不銹鋼板制成,表面應平整光滑, 將堰口靠下游邊緣制成 45°角。量水堰的水尺應設在堰口上游,離堰口距離為 3~5 倍堰上水頭,水尺刻變度至 0.1mn ,為使量水堰上游水流穩定,可在水尺上游安裝穩流設備。
3.1 設計原理
壩體浸潤線監測:選定 3 個觀測斷面,在每個橫斷面內橫斷面內從壩頂往下游壩坡布置 2 個測壓管,觀測測壓管內水位,繪制浸潤面, 該方法觀測繪制的浸潤面直觀,一目了然。
埋設滲壓計,應采用鉆孔埋設法,鉆孔孔徑約為¢80~100mm。鉆孔孔深要比滲壓計設計埋設高程深 40cm 以上,成孔后應在孔底灌入粗砂,用透水布內放沙做成砂包裹住滲壓力計放入孔中其上鋪設中細砂。滲壓計安裝就位后應及時測量滲力計初值,根據滲力計編號和設計編號作好記錄并存檔,嚴格保護好滲力計的引出電纜。
基礎信息:實時顯示當前水壩的基本參數信息,同步本地終端數據,包括水庫容量、水位等信息;
數據監測:實時顯示水庫的截面滲流壓力及滲壓壓力、水位等信息,根據傳感器監測數據,實時更新顯示;
浸潤線:實時展示截面的各監測點位的當前水庫的水位、壓力面壓力、滲流量等信息;
數據分析:實時監測數據自動形成分析折線圖表,根據趨勢走勢有利于直觀分析水庫大壩安全系數,便于及時做出應對措施,防止大壩崩塌;
歷史數據:支持按時間查詢不同時段,大壩的水位、滲流壓力等參數,支持歷史數據導出備份。