方案背景 

我國已擁有水庫大壩9.8萬余座，其中95%以上為土石壩，95%以上是上個世紀(jì)80年代以前建設(shè)的老壩。雖然近10年來我國進(jìn)行了大規(guī)模的病險水庫除險加固，但水庫大壩數(shù)量多，土石壩多，出險的幾率非常高。一但出險，對下游群眾的人生安全、財產(chǎn)安全造成巨大威脅，因此，對水庫大壩安全自動化監(jiān)測預(yù)警意義重大。相關(guān)水利部門也多次下發(fā)加強(qiáng)水庫大壩安全監(jiān)測的條例。

 方案概述 

本水庫大壩安全自動化監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)整合了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)和數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計技術(shù)，通過結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測等傳感器對壩體、壩肩、壩區(qū)岸坡等多項安全數(shù)據(jù)進(jìn)行實時自動測量。在前端物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)做初步邊緣計算后，再把處理過的數(shù)據(jù)通過過4G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆品?wù)器進(jìn)行計算分析。當(dāng)測量數(shù)據(jù)超出設(shè)定的安全閾值時，可通過聯(lián)動策略進(jìn)行預(yù)警和聯(lián)動控制。整個監(jiān)測系統(tǒng)可全自動化完成，通過合理的計算和分析對大壩的安全運營管理進(jìn)行評估和預(yù)警，以確保大壩的安全。

水庫大壩監(jiān)測的必要性

大壩正常運營時可發(fā)揮巨大的效益，但萬一失事，將給下游人民 生命財產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來巨大的風(fēng)險，招致災(zāi)難性的后果。因此， 保證大壩安全是壩工建設(shè)和管理中的頭等大事。水庫大壩自動化安全監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)可以有效的、正確的評估大壩的健康狀況，對于水庫能否正常運營起著關(guān)鍵性的作用。

 方案設(shè)計規(guī)范： 

大壩安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)實用化要求及驗收規(guī)程（DL/T5272-2012）

土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（DL/T 5259-2010）

大壩安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)通信規(guī)約（DL/T 324-2010）

大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)自動采集裝置（DL/T 1134-2009）

水工建筑物強(qiáng)震動安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（DL/T 5416-2009）

大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)驗收規(guī)范（GB/T22385-2008）

《混凝土壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（DL/T 5178-2003）

 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 

水庫大壩安全自動化監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)主要由前端傳感器和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、中端云服務(wù)器、后端平臺軟件三大部分組成。前端傳感器將數(shù)據(jù)通過RS485信號傳輸給物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步邊緣計算后再通過4G無線網(wǎng)絡(luò)信號傳輸?shù)皆品?wù)器進(jìn)行分析統(tǒng)計。當(dāng)測量數(shù)據(jù)超出設(shè)定的一級閾值時，通過視頻采集設(shè)備抓拍現(xiàn)場的照片推送到后端軟件，當(dāng)測量數(shù)據(jù)超出設(shè)定的二級閾值時，可通過短信和電話的形式通知相關(guān)負(fù)責(zé)人，當(dāng)測量數(shù)據(jù)超出設(shè)定的閾值時，可聯(lián)動控制前端執(zhí)行設(shè)備，打開或關(guān)閉對應(yīng)的閥門?？蛻艨稍诤蠖塑浖喜榭疵總€測點的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、抓拍照片、預(yù)警信息及現(xiàn)場實時監(jiān)控畫面，還可下載相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計報表及數(shù)據(jù)分析報告。

 方案優(yōu)勢 

?實時監(jiān)測：7*24小時無人值守在線實時監(jiān)測。

?超限預(yù)警：當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)超出設(shè)定的閾值時，可通過抓拍、平臺軟件、短信通知等方式進(jìn)行預(yù)警。

?現(xiàn)場視頻確認(rèn)：必要時，可通過4G無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程查看現(xiàn)場的實時監(jiān)控畫面。

?聯(lián)動控制：當(dāng)檢測數(shù)據(jù)超出設(shè)定的3級閾值時，可通過繼電器觸發(fā)聯(lián)動打開/關(guān)閉相應(yīng)的閥門進(jìn)行水流量控制。

 主要監(jiān)測項目及監(jiān)測點部署 

?壩體表面位移監(jiān)測：通過在原河床初、合攏斷、低質(zhì)條件復(fù)雜處等關(guān)鍵位置安裝位移傳感器；

?沉降監(jiān)測：在壩體上并行安裝一排精力水準(zhǔn)儀，安裝數(shù)量根據(jù)大壩整體長度來定；

?內(nèi)部變形監(jiān)測：在原河床、和壟斷、壩體結(jié)構(gòu)及施工薄弱處安裝導(dǎo)輪式固定測斜儀；

?應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測：用于觀測面板混凝土應(yīng)變，一組沿著順坡方向安裝，另一組水平方向安裝；

?土壓力監(jiān)測：觀測點需要和孔隙水壓力裝在同一斷面，布設(shè)3個高程進(jìn)行觀測；

?裂縫監(jiān)測：在壩體出現(xiàn)裂縫或有裂縫痕跡的位置安裝部署裂縫傳感器；

?傾斜監(jiān)測：在壩體上方安裝傾角傳感器，用于監(jiān)測壩體的傾斜角度；

?水位監(jiān)測：將水溫傳感器安裝在岸坡穩(wěn)固處這種水面相對平穩(wěn)的位置，

?浸潤線監(jiān)測：孔隙水壓計安裝部署在大壩最高處、合攏段等結(jié)構(gòu)地形復(fù)雜的位置；

?降雨量監(jiān)測：降雨量傳感器安裝在大壩周邊相對空曠的位置，便于收集降雨；

?水流量監(jiān)測：水流量傳感器安裝在閥門出口處，用于進(jìn)行出水量的統(tǒng)計；

?視頻監(jiān)控：視頻監(jiān)控設(shè)備安裝在大壩高處、合攏段等地形復(fù)雜的關(guān)鍵位置，用于遠(yuǎn)程查看現(xiàn)場是實際情況；

 主要監(jiān)測儀器/傳感器/設(shè)備

傳感器：表面位移監(jiān)測傳感器、沉降監(jiān)測傳感器、固定測斜傳感器、應(yīng)變/應(yīng)力傳感器、內(nèi)埋式土壓力傳感器、孔隙水壓傳感器、水位計傳感器、水流量監(jiān)測傳感器、降雨量監(jiān)測傳感器

其它：工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、抓拍監(jiān)控攝像頭、4G流量卡、太陽能供電設(shè)備、安銳物聯(lián)云平臺、安銳物聯(lián)在線監(jiān)測軟件

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