甘峪水库大坝安全监测自动化系统初步及设计.docVIP

甘峪水库大坝安全监测自动化系统 初 步 设 计 西安理工大学水利水电土木建筑研究设计院 二O一四年十月 2设计原则与依据 2.1设计原则 监测项目选择、仪器埋设、观测读数、资料整编与分析等符合《土石坝安全监测技术规范》的要求。 密切结合甘峪水库目前的实际情况和1999年11月大坝安全鉴定结论，在监测仪器的布置上突出重点、兼顾全面。 在仪器设备的造型上，遵循可靠、耐久、经济、实用的原则，力求少而精，且利于自动化系统的实施。 在监测仪器、监测技术以及监测方法上力求先进。 重要的监测项目除了自动化采集外，还要有人工手段进行对比测量，以检验自动化测量的正确性和准确性。 系统结构简单、维护方便。 2.2设计依据 本系统设计主要依据的文件有： 《水库大坝安全管理条例》 国务院颁发1991.3.23 《土石坝安全监测技术规范》 SL 551-2012 《大坝安全自动监测系统设备基本技术条件》 SL-268-2001 《建筑物防雷设计规范》 GB-50027-2010 《甘峪水库大坝工程地质勘察报告》 《甘峪水库大坝安全鉴定报告书》 《户县甘峪水库除险加固工程初步设计报告》 西安市水利建筑勘测设计院 3项目总体设计 3.1监测项目 2008年户县甘峪水库除险加固工程对水库增设了大坝的外部监测项目，包括外部变形检测和岸边滑坡体位移监测，在大坝内部未埋设观测仪器，本次设计增设内观项目，依据《土石坝安全监测技术规范》（SL551-2012）,结合水库大坝的实际情况，拟确定以下几方面作为大坝安全监测的主要项目： 变形观测（已设） 1.垂直、水平位移 2.坝肩滑坡体变形 二 、渗流监测 1.坝体渗流压力 2.渗流量 3.绕坝渗流 三、环境量监测 1.库水位 2.气温、水温 四、入库站水位监测 五、放水洞水位监测 3.2系统结构 甘峪水库大坝安全监测自动化系统选用分布式数据采集系统，分布式数据采集系统主要具有较好的可靠性，通用性强，组态灵活，安装简便，抗干扰性能强等优点，能保证监测数据的连续性，同时具有一定的扩展性。 大坝安全监测自动化系统由传感器、自动测控单元、水库调度中心等组成。具体可参照图3.1。 图3.1 网络拓扑结构图 3.2.1系统通讯 3.2.1.1 MCU的通讯 在大坝坝顶处布设一台测控单元。此MCU主要采集大坝渗流压力和坝体渗流量、绕坝渗流、放水洞流量、气温和水温的传感器的数据，坝顶处的MCU测控单元通过485通讯线路与水库监控中心相连，数据直接传至水库监控中心。 3.2.1.2 RTU的通讯 在水库上游入库站设一台测控单元RTU。此RTU主要采集入库站水位的数据。由于目前电信通讯已经覆盖到入库站地区，因此选用电信ADSL标准宽带系统通讯作为入库站信息传输的传输方式，将入库站的水位数据传输到水库监控中心。 3.2.1.3 与上级单位的通讯 目前电信通讯和北斗卫星系统均可覆盖到水位监控中心，因此水库监控中心与上级管理部门之间的通讯，可以利用电信通讯或者北斗卫星系统实现。本设计采用电信通讯传输作为水库管理局与上级管理单位（县水务局）信息传输的主要方式，北斗卫星系统为备用方式。由于西安市信息中心已配备有北斗卫星接收器，因此仅需在水库管理站安装一个北斗卫星发射器，在县水利局安装一个接收器实现一发多收卫星通讯机制。信息传输到上级管理单位时，同时传输至西安市水务局，以便西安市水务信息平台获取实时监测数据。 4大坝安全监测 4.1大坝变形观测 4.1.1垂直、水平位移观测布置 2008年进行的甘峪水库除险加固工程已布设了垂直、水平位移基点，因此本次设计不需要对其布点，但由于监测仪器老旧，需对其配置新的监测设备，包括水准仪、经纬仪、铟钢尺和强制对中基座等。 大坝垂直、水平位移观测共用一个观测基点，选取了具有代表性的大坝横断面作为观测断面。以最大坝高横断面为基准（0+00断面），往右35米、往左35米处各设了一个截面，共3个截面。每个横断面布置了3个测点，大坝上游侧正常水位以上617.00米高程处布置一个测点，坝顶620.30米高程下游侧布置1点，下游坝坡596.743米高程戗道外沿布置1点。每个测点处设立混凝土基础墩，三个横断面相同高程测点在一条直线上，有Y1-1~Y3-3共9个测点。 具体位置见附图2平面布置图和表4.1 表4.1 大坝垂直、水平位移测点 编号 轴线距离（cm） 截面位置（cm） 高程（m） 编号 轴线距离（cm） 截面位置（cm） 高程（m） Y1-1 0-800 0+3