辽宁省水库大坝安全监测自动化系统技术研究

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1、农业工程学现代农业科技2010年第10期辽宁省水库大坝安全监测自动化系统技术研究沈青德-金鑫(辽宁省大伙房水库管理局，辽宁抚顺113007；辽宁省水利水电工程局)摘要介绍了辽宁省水库大坝安全监测自动化系统技术研究成果，并重点探讨了实现土石坝安全监测自动化的关键技术。关键词水库大坝；安全监测；自动化；分析评价系统；辽宁中图分类号TV62文献标识码A文章编号1007—5739(2010)10—0242一O1大坝是水库的主要水工建筑物，其类型按建筑材料可价与预报模型理论研究与通用程序模块的设计与开发等。分为土石坝和混凝土坝2类。其中土石坝占水库总数的3解决问题95％以上

2、，由于土石坝是散粒体结构，坝体的分析具有一定该项目的研究采用现场调查、理论研究与工程实践相难度。坝体渗流和坝基、坝体渗透压力等重要参数是进行大结合的方式展开，研究过程中如下关键性问题的解决为项坝安全稳定性分析的基础信息，及时获取尤为重要。大坝目研究的顺利完成奠定了基础。安全自动监测是保证大坝安全的重要措施，是坝工设计、建3．1．总线式结构自动化观测技术研究设和运行管理中必不可缺的工作。通过理论研究，结合实际工程监测施工设计，应用现代1研究目标电子理论方法对监测系统的系统结构、计算机监测软件、传调查统计结果表明，造成病险水库的主要原因之一，是感器等方面进行了优选研究

3、，根据水库大坝环境和不同水库大坝安全监测方法落后，人工监测不及时，监测数据不准大坝参数的差别，先后选用了2种结构系统：①PROFIBUS确，不能及时发现坝体隐患，大坝长期带病超限运行，在遇总线结构式智能化(大坝)渗流监测系统；②MODBUS总线暴雨洪水高水位运行时，容易引起坝体滑坡或垮坝事故。因结构式智能化(大坝)渗流监测系统【3】。此，有必要研究适合于水库工作环境的、能够长期稳定运行实践证明，2种结构系统具有接线量小、线路短、结点的新型总线结构自动采集技术，以解决分散式结构采集模少、故障率低等优点，彻底解决了大坝监测中存在的电源波式在水库实际应用中存在的问题。并

4、结合当前世界先进的动、干扰、潮湿、高温严寒和人为破坏等难题，为水库大坝监水库土石坝自动化监测设备．综合运用水利、计算机信息及测提供了现代化的方法手段。通讯技术，结合实际土石坝工程，设计与开发土石坝自动化3．2系统防避雷技术研究安全监测与分析评价预报系统，最终总结、研究水库大坝安由于监测系统设备在坝面安装，无廊道屏蔽、系统分布全监测自动化系统解决方案。范围大，导致土石坝安全自动监测系统易遭雷击。专业统计2研究内容分析表明，有90％的雷害是由感应雷电流沿通讯电缆、电源针对水库实际工作发现的问题与需求，围绕研究目标，电缆进入系统损毁设备问。因此．研究工程防雷措施应同时完

5、成了如下研究。从构建覆盖整套系统的屏蔽防护体系、切断雷电流传输通2．1大坝外部变形监测技术道、建造良好下泻通道最大限度输导雷电流等方面入手，具体工程措施包括：数据传输主干路采用光缆通讯：所有电缆具体研究内容包括：坝体外部变形的测点布设、应用全采用镀锌钢管保护并地埋敷设．使系统设备和通讯线路完站仪进行外部变形自动化监测、外部变形数据分析模型理全置于全屏蔽法拉第笼的保护之下；合理利用测压管体系论及通用程序模块的设计与开发等。构建接地系统，使系统接地电阻在1n以下；所有设备采用2．2总线式结构自动化观测技术单端接地方式，避免由于地电位差引入干扰；在各信号电缆、具体研究内

6、容包括：PROFIBUS、MODBUS总线结构式电源电缆两端加装浪涌识别防雷设备．切断雷电流传输通智能化(大坝)渗流、浸润线监测技术研究，并根据水利工程道；为整个系统加装避雷针，最大限度降低直击雷危害等。特点设计全新的防雷系统等。同时，研究设计了串联式浪涌识别电源防雷、串联式信号线2．3大坝安全自动监测技术避雷、分散式联合接地系统模式和电源稳压系统，有效避免具体研究内容包括：监测数据的自动采集、传输与入了直击雷、感应雷和电压浪涌波动对系统的破坏和影响。库、采集数据库的设计、数据库优化技术、数据异常报警技3．3水库大坝安全分析评价预报系统术等。为开发建立具有通用性、

7、可移植性水库大坝安全分析2．4水库大坝安全分析评价预报系统评价预报系统，该研究将系统划分为数据采集子系统、数据具体研究内容包括：基于实时采集数据库、水库工情数管理信息子系统和分析评价预报子系统。对采集数据库的据库、参数库的大坝安全分析评价预报系统软件设计开发的效率优化、监测数据动态维护管理、坝体变形安全分析模型研究。系统通用性、可靠性、可移植性研究，大坝安全分析、评理论、渗流安全分析模型理论进行了深入研究。建立集坝体作者简介沈青德(1964一)，男，辽宁辽阳人，高级工程师，从事水情调裂缝分析、过程线分析、浸润线分析、位势分析、相关分析及度工作。收稿日期2010—0

8、4—26(