水庫大壩結構安全自動化監(jiān)測系統(tǒng)主要內容

我國現(xiàn)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80年代以前建設的老壩，這些水庫大壩在防洪、發(fā)電、供水、灌溉等方面發(fā)揮巨大效益的同時，所存在的安全風險不容忽視。因此大壩安全監(jiān)測成為大壩安全管理的重要內容，是預測大壩風險的重要措施，大壩安全監(jiān)測即通過儀器監(jiān)測和巡視檢查對大壩工程主體結構、地基基礎、兩岸邊坡、相關設施及周圍環(huán)境所作的監(jiān)測及觀察，具有校核設計、改進施工和評價大壩安全狀況等作用；主要包括對大壩變形、滲流、應力應變、環(huán)境量等監(jiān)測內容。

監(jiān)測內容：
在大壩安全自動化監(jiān)測系統(tǒng)建設中，應根據(jù)壩型、壩體結構和地質條件等因素選定監(jiān)測項目；主要監(jiān)測對象包括壩體、壩基及有關的各種主要水工建筑物、大壩附近的不穩(wěn)定岸坡和大壩周邊的氣象環(huán)境等，具體可分為以下幾項：

（一）位移監(jiān)測

內部位移包括分層豎向位移、分層水平位移、界面位移及深層應變觀測。對于混凝土面板壩還有混凝土面板位移監(jiān)測，具體包括表面位移、撓度、應變及接縫開度監(jiān)測。另外，如果大壩位于地震多發(fā)地帶或者附近有不穩(wěn)定的岸坡，還應進行必要的抗震、滑坡、崩岸等監(jiān)測，可選擇位移傳感器/GNSS、靜力水準儀、自動測斜儀、傾角傳感器、裂縫計等設備。

（二）滲流監(jiān)測

大壩滲流也是水庫大壩重要監(jiān)測項目之一，大多采用滲壓計進行監(jiān)測，監(jiān)測項目包括以下幾種：

混凝土壩滲流監(jiān)測包括：壩基和壩體揚壓力、壩基和壩體滲漏量、繞壩滲流和地下水位監(jiān)測。
土石壩滲流監(jiān)測包括：壩體滲流壓力、壩基滲流壓力、繞壩滲流、滲流量監(jiān)測。

（三）應力應變監(jiān)測

大壩應力應變、壓力等受力監(jiān)測項在大壩安全監(jiān)測應用中較為普遍，常用的監(jiān)測設備有埋入式應變計、鋼筋計、土壓力盒等。
混凝土壩：應力應變監(jiān)測包括混土的應力和應變、鋼筋應力、鋼板應力等。
土石壩：應力監(jiān)測包括孔隙水壓力、土壓力、混凝土面板應力監(jiān)測。

（四）環(huán)境監(jiān)測或水文監(jiān)測

大壩所在位置的環(huán)境對大壩和壩基的結構安全狀態(tài)有著重大影響，需對大壩上下游水位、水溫、氣溫、庫區(qū)雨量等進行監(jiān)測。

大壩結構安全自動化監(jiān)測系統(tǒng)作為大壩安全管理的重要組成部分，集成了物聯(lián)網(wǎng)技術、傳感器技術、無線網(wǎng)絡傳輸技術和數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計技術，通過利用動力水準儀、自動化測斜儀、裂縫計、滲壓計、傾角傳感器、雨量計等結構變形監(jiān)測和環(huán)境監(jiān)測傳感器對壩基、地表、水工建筑物等多項安全數(shù)據(jù)進行實時自動采集，數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關做初步邊緣計算后，再把處理過的數(shù)據(jù)通過4G無線網(wǎng)絡傳輸?shù)桨蹭J測控云平臺進行計算分析和統(tǒng)計，當某個數(shù)據(jù)超出設定的安全閾值時，可通過聯(lián)動策略進行預警和聯(lián)動控制，以確保大壩結構的安全。

大壩結構安全自動化監(jiān)測系統(tǒng)作為大壩安全管理的重要組成部分，它能從多個角度避免大壩結構病害的發(fā)生，同時通過長期在線監(jiān)測獲得大壩動態(tài)數(shù)據(jù)變化規(guī)律，及時處理有損大壩營運性能的病害問題，為完善大壩工程設計與指導施工提供可靠的數(shù)據(jù)。