水庫大壩安全監(jiān)測
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1.監(jiān)測工作的目的
大壩安全監(jiān)測的目的和意義眾所周知，大壩安全監(jiān)測有校核設(shè)計、改進施工和評價大壩安全狀況的作用，且重在評價大壩安全。
2.大壩監(jiān)測工作的主要內(nèi)容
1）大壩區(qū)降雨強度和雨量監(jiān)測；
2）大壩浸潤線及壩基滲壓監(jiān)測；
3）大壩上下游水位監(jiān)測；
4）大壩壩體位移監(jiān)測。
3. 監(jiān)測內(nèi)容、方法及儀器
3.1 大壩區(qū)降雨強度和雨量監(jiān)測
采用智能”數(shù)字翻轉(zhuǎn)式雨量計做為降雨量和和降雨強度的可靠測量。
3.2 大壩浸潤線及壩基滲壓監(jiān)測
為了解壩體和壩基的滲流壓力，通過埋設(shè)滲壓計來觀測壩體的滲流壓力分布情況和浸潤線位置以及壩基滲流壓力分布情況。
3.3 大壩上下游水位監(jiān)測
為了了解大壩上下游水位情況，分別設(shè)置振弦式通氣水位計來觀測大壩的上下游的水位。
3.4 大壩壩體位移監(jiān)測
大壩壩體地表位移監(jiān)測是為了了解大壩地表水平變形和垂直變形情況。監(jiān)測儀器采用了全站儀自動極坐標測量系統(tǒng)，正是這一新技術(shù)下的內(nèi)外業(yè)一體化的工程測量系統(tǒng)取代傳統(tǒng)ME5000精密測距儀，可以實現(xiàn)無人值守及自動進行監(jiān)測預(yù)報的系統(tǒng)。
3.５ 傳感器
可根據(jù)實際需求，在監(jiān)測范圍內(nèi)安裝各種傳感器。一般常用的有：
滲壓計、混凝土應(yīng)變計、應(yīng)力計、多點位移計、測縫計、水位計、鋼筋計、傾角計、測力計、氣壓計、溫度計、壓力盒等。
4. 遠程自動監(jiān)測系統(tǒng)
4.1 系統(tǒng)簡介
隨著計算機技術(shù)和電測技術(shù)的發(fā)展，使得以電測傳感器技術(shù)為基礎(chǔ)的監(jiān)測項目能實現(xiàn)全天候自動監(jiān)測，如本項目中使用的各種傳感器都可以實現(xiàn)自動監(jiān)測。同樣，監(jiān)測系統(tǒng)也具備人工觀測條件，通過觀測人員攜帶讀數(shù)儀或筆記本電腦到各監(jiān)測站讀取數(shù)據(jù)，并可由人工輸入計算機，進入相關(guān)數(shù)據(jù)庫。
連續(xù)的自動監(jiān)測可以記錄下監(jiān)測對象完整的數(shù)據(jù)變化過程，并且實時得到數(shù)據(jù)，借助于計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，還可以將數(shù)據(jù)傳送到網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的任何需要這些數(shù)據(jù)的部門。
4.2 系統(tǒng)組成
本系統(tǒng)由三部分組成：
1）現(xiàn)場量測部分
2）遠程終端采集單元MCU
3）管理中心數(shù)據(jù)處理部分
4.3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
水庫大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用分層分布開放式結(jié)構(gòu)，運行方式為分散控制方式，可命令各個現(xiàn)地監(jiān)測單元按設(shè)定時間自動進行巡測、存儲數(shù)據(jù)，并向安全監(jiān)測中心報送數(shù)據(jù)。系統(tǒng)MCU之間以及MCU與監(jiān)控計算機之間的網(wǎng)絡(luò)通信采用光纜。
安全監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可通過光纜將位于本工程各個監(jiān)測站內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù)采集上來，然后通過光纜傳送到位于控制樓的監(jiān)測中心內(nèi)的監(jiān)控主機內(nèi)。
5.系統(tǒng)硬件具備的特點
1)高品質(zhì)：專門為水電市場開發(fā)的DT515/615型智能數(shù)據(jù)采集器A/D轉(zhuǎn)換達到15位，可以保證高精度；且通過了EMC電磁性認證和CE安全性認證，可以保證抗干擾性以及安全環(huán)保的特性，同時也保證了長期工作穩(wěn)定性。
2)高適應(yīng)性：耐低溫能力，正常工作寬溫度范圍-45℃～+70℃，可以保證惡劣的工作環(huán)境；高電壓測試能力，正常測量寬量程范圍±100V，可以保證傳感器的兼容性。
3)高兼容性：可同時連接水電安全監(jiān)測的各種儀器，包括弦式儀器、差阻式儀器、壓電式儀器、4-20mA電流式儀器、水位計、雨量計、熱電偶、熱敏電阻、鉑金電阻等。
4)便攜特性：采集儀器具有體積小巧、便于攜帶的特點，重量僅幾公斤，施工期間可代替多種傳感器信號的讀數(shù)儀使用，后期同時可作為自動化測控單元的采集模塊使用。
5)防潮特性：數(shù)據(jù)采集器的所有電路板都經(jīng)過防潮處理，正常工作濕度范圍可達85%；同時外部具有工業(yè)級保護機箱，可以充分保證在水電現(xiàn)場惡劣環(huán)境下正常工作。
6)防雷特性：采用專用電源防雷器對電源進行電涌防護，輸入信號接入最大通容容量5KA的信號防雷板進行防雷保護，保證水電現(xiàn)場野外工作的能力。
7)供電靈活性：內(nèi)部具有電池，可以保證外部供電缺失下測控單元正常工作；同時儀器具有自動休眠模式，整個采集低能耗，可以保證長時間進行工作及不間斷性；外部電源可以選擇工業(yè)電源、直流電源、蓄電池、太陽能板等。
8)內(nèi)部存儲特性：內(nèi)部具有512K的內(nèi)部存儲器，同時可以最大擴展到4M外部存儲卡，可以保證外部實時監(jiān)控出現(xiàn)意外情況下數(shù)據(jù)的完整性。
9)通訊方便特性：每個測控單元預(yù)留RS232直接通訊接口，同時可以方便組成485或TCP/IP的光纖網(wǎng)絡(luò)，充分保證水電監(jiān)測現(xiàn)場的調(diào)試方便性及自動化遠程通訊能力。
10)協(xié)議開放特性：儀器基于文本的指令語言簡單，兼容各種編程語言，同時可以方便地進行數(shù)據(jù)庫的交互，保證后期自動化軟件的二次開發(fā)方便性。
11)性價比優(yōu)：具有容量大、價格低的特點，一個監(jiān)控單元最多可直接接入90只弦式儀器，保證水電監(jiān)測的性價比最優(yōu)。
６.監(jiān)測系統(tǒng)軟件的功能特點
本監(jiān)測系統(tǒng)是專為大壩安全監(jiān)測提供最優(yōu)惠的解決方案，其基本的功能有：
1）可實時遠程監(jiān)測大壩的各測試參數(shù)，可根據(jù)需要設(shè)定采集頻率、測點數(shù)據(jù)，對原始數(shù)據(jù)可進行各種計算。
2）可對水庫大壩的采集數(shù)據(jù)進行專業(yè)評估，按水利專業(yè)要求進行相關(guān)的數(shù)據(jù)的計算、評估與處理，以適應(yīng)各種評測模型的需要。
3）數(shù)據(jù)能夠以各種數(shù)據(jù)庫形式保存并可進行歷史數(shù)據(jù)查詢，還可以直接生成EXCEL或其他形式報表。同時數(shù)據(jù)可實時保存到網(wǎng)頁報表中，提供網(wǎng)頁遠程瀏覽各種數(shù)據(jù)。
4）數(shù)據(jù)可以以圖形方式顯示，包括時間歷程曲線圖、X/Y坐標圖、模擬圖、直方圖等形式。
5）具有數(shù)據(jù)越限報警功能，現(xiàn)場即時上傳報警信息時，主機會出現(xiàn)明顯的報警畫面和報警信息，同時還可提供各種聲光報警等多媒體提示。
6）實現(xiàn)對系統(tǒng)信息打印的功能，支持對圖形、報表、曲線、報警信息、各種統(tǒng)計計算結(jié)果等的打印。
7）在線編輯、維護、修改、擴展功能。系統(tǒng)硬件和軟件都滿足開放性標準的要求，滿足今后系統(tǒng)在硬件節(jié)點的增加、數(shù)據(jù)庫容量的擴充、系統(tǒng)軟件功能的增強等方面的要求。
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