水利大坝自动化监测预警系统方案

1、.：.；小浪底水利大坝平安自动化监测预警系统设计方案目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc448501233 1工程背景 PAGEREF _Toc448501233 h 4 HYPERLINK l _Toc448501234 1.1 工程概略 PAGEREF _Toc448501234 h 4 HYPERLINK l _Toc448501235 1.2 水利大坝监测预警的必要性 PAGEREF _Toc448501235 h 5 HYPERLINK l _Toc448501236 2 区域地理环境背景 PAGEREF _Toc448501236 h 6 HYPE

2、RLINK l _Toc448501237 3大坝平安监测系统 PAGEREF _Toc448501237 h 7 HYPERLINK l _Toc448501238 3.1监测内容、方法 PAGEREF _Toc448501238 h 8 HYPERLINK l _Toc448501239 3.2系统组成 PAGEREF _Toc448501239 h 10 HYPERLINK l _Toc448501240 3.2 大坝监测工程选点 PAGEREF _Toc448501240 h 11 HYPERLINK l _Toc448501241 3.2.1 监测点选择原那么 PAGEREF _To

3、c448501241 h 11 HYPERLINK l _Toc448501242 3.2.2 监测手段配置 PAGEREF _Toc448501242 h 11 HYPERLINK l _Toc448501243 4 监测系统特点和功能 PAGEREF _Toc448501243 h 11 HYPERLINK l _Toc448501244 4.1 系统特点 PAGEREF _Toc448501244 h 11 HYPERLINK l _Toc448501245 4.2 系统功能 PAGEREF _Toc448501245 h 12 HYPERLINK l _Toc448501246 5 预

4、警系统建立 PAGEREF _Toc448501246 h 13 HYPERLINK l _Toc448501247 5.1 信息采集监测站建立 PAGEREF _Toc448501247 h 13 HYPERLINK l _Toc448501248 5.1.1 前端采集站 PAGEREF _Toc448501248 h 14 HYPERLINK l _Toc448501249 5.1.2 坝体外表位移自动监测站 PAGEREF _Toc448501249 h 17 HYPERLINK l _Toc448501250 5.1.3 深部位移监测站 PAGEREF _Toc448501250 h

5、20 HYPERLINK l _Toc448501251 5.1.4 雨量监测站 PAGEREF _Toc448501251 h 24 HYPERLINK l _Toc448501252 5.1.5 裂痕监测 PAGEREF _Toc448501252 h 25 HYPERLINK l _Toc448501253 5.1.7 裂痕报警器 PAGEREF _Toc448501253 h 28 HYPERLINK l _Toc448501254 5.1.8无线预警广播站 PAGEREF _Toc448501254 h 29 HYPERLINK l _Toc448501255 5.1.9 地灾信息中

6、心建立 PAGEREF _Toc448501255 h 30 HYPERLINK l _Toc448501256 5.2 地质灾祸自动化监测系统平台建立 PAGEREF _Toc448501256 h 32 HYPERLINK l _Toc448501257 5.2.1 预警系统软件设计 PAGEREF _Toc448501257 h 33 HYPERLINK l _Toc448501258 5.2.2 预警系统平台设计 PAGEREF _Toc448501258 h 34 HYPERLINK l _Toc448501259 5.3 预警信息发布平台 PAGEREF _Toc448501259

7、 h 39 HYPERLINK l _Toc448501260 5.3.1预警发布终端 PAGEREF _Toc448501260 h 39 HYPERLINK l _Toc448501261 5.3.2 短信预警信息发布终端 PAGEREF _Toc448501261 h 41 HYPERLINK l _Toc448501262 5.4 系统通讯网络构建 PAGEREF _Toc448501262 h 42 HYPERLINK l _Toc448501263 6 任务部署汇总 PAGEREF _Toc448501263 h 44 HYPERLINK l _Toc448501264 7 详细经

8、费预算 PAGEREF _Toc448501264 h 45 HYPERLINK l _Toc448501265 8 保证措施 PAGEREF _Toc448501265 h 45 HYPERLINK l _Toc448501266 8.1 组织保证措施 PAGEREF _Toc448501266 h 45 HYPERLINK l _Toc448501267 8.1 质量保证措施 PAGEREF _Toc448501267 h 46 HYPERLINK l _Toc448501268 8.2 技术保证措施 PAGEREF _Toc448501268 h 47 HYPERLINK l _Toc4

9、48501269 8.3 平安及劳动维护措施 PAGEREF _Toc448501269 h 48工程背景1.1 工程概略黄河小浪底水利枢纽工程位于河南省洛阳市孟津县小浪底，在洛阳市以北黄河中游最后一段峡谷的出口处，南距洛阳市40公里。上距三门峡水利枢纽130公里，下距河南省郑州花园口128公里。是黄河干流三门峡以下独一能获得较大库容的控制性工程。黄河小浪底水利枢纽工程是黄河干流上的一座集减淤、防洪、防凌、供水灌溉、发电等为一体的大型综合性水利工程，是治理开发黄河的关键性工程，属国家“八五重点工程。小浪底工程坝址控制流域面积69.42万平方公里，占黄河流域面积的92.3%。水库总库容126.5

10、亿立方米，调水调沙库容10.5亿立方米，死库容75.5亿立方米，有效库容51.0亿立方米。小浪底工程的开发目的是以防洪、防凌、减淤为主，兼顾供水、灌溉和发电等。 小浪底工程由拦河大坝、泄洪建筑物和引水发电系统组成。小浪底工程拦河大坝采用斜心墙堆石坝，设计最大坝高154m，坝顶长度为1667m，坝顶宽度15m，坝底最大宽度864m。坝体启、填筑量5l.85万m3、根底混凝土防渗墙厚l.2m、深80m。其填筑量和混凝土防渗墙均为国内之最。坝顶高程281m，水库正常蓄水位275m，库水面积272km2，总库容126.5亿m3。总装机容量180万KW，年发电量51亿度。水库呈东西带状，长约130km，

11、上段较窄，下段较宽，平均宽度2km，属峡谷河道型水库。坝址处多年平均流量1327立方米/s，输沙量16亿t，该坝建成后可控制全河流域面积的92.3%。 泄洪建筑物包括10座进水塔、3条导流洞改造而成的孔板泄洪洞、3条排沙洞、3条明流泄洪洞、1条溢洪道、1条灌溉洞和3个两级出水消力塘。由于受地形、地质条件的限制，所以均布置在左岸。其特点为水工建筑物布置集中，构成蜂窝状断面，地质条件复杂，混凝土浇筑量占工程总量的90%，施工中大规模采用新技术、新工艺和先进设备。 引水发电系统也布置在枢纽左岸。包括6条发电引水洞、地下厂房、主变室、闸门室和3条尾水隧洞。厂房内安装6台30万kW混流式水轮发电机组，总

12、装机容量180万kW，多年平均年发电量45.99亿kW.h/58.51亿kW.h前10年/后10年。小浪底水利枢纽主坝为壤土斜心墙土石坝，上游围堰为坝体的一部分，坝基采用混凝土防渗墙，工程初步设计为斜墙坝型，后优化为斜心墙坝型，两者的主要区别在于前者以程度防渗为主，垂直防渗为辅；后者以垂直防渗为主，程度防渗为辅。目前大坝的设计有以下几个特点： 1、适度地思索了库区淤积的防渗作用,使坝基防渗效果更为可靠； 2、上爬的内铺盖改善了上游坝坡的抗滑稳定性,既实现了库区淤积的衔接,又不会对坝坡产生太大的影响； 3、减少了上游围堰的土方填筑量及根底处置工程量,使截流后比较紧张的工期得以缓解； 4、与斜墙坝

13、相比,混凝土防渗墙受力有所恶化,且造墙难度添加。1.2 水利大坝监测预警的必要性黄河小浪底水利枢纽位于黄河中游豫、晋两省交界处，在洛阳市西北约40km。上距三门峡坝址130km，下距郑州花园口128km。北依王屋、太行二山，南抵崤山余脉，西起平陆县杜家庄，东至济源市原济源县大峪河。南北最宽处约72km，东西长93.6km。 淹没区涉及两省4市地域所管辖的8个市县，即河南省的孟津、新安、渑池、陕县、济源；山西省的垣曲、平陆、夏县。库区属温带大陆性季风气候，年平均气温为12.414.3，昼夜温差大，元月平均气温最低，七月份气温最高；库区年平均降水量616mm，降水量年际变化较大，主要集中于夏、秋两

14、季，而冬季雨量稀少；年平均蒸发量为2072mm，全年以夏季蒸发量为最大，冬季蒸发量最小；年平均湿度在62%左右。由于小浪底地处气候特征变化明显，对坝体坝区平安影响变化大，周边易发生坝体裂隙，坝堤平安影响极大。水利坝区监测的必要性表如今如下方面：水利水工建筑物的平安性监测，一当出现隐患将是灾难性的。在洪水期，雨季等高水位时，坝体及其周边地质滑坡，崩塌险情易发，是平安的至关重要期。气温变化显著，受热胀冷缩，资料变化特性影响，坝体平安性需求严密监测。边坡岩体、地质活动情况等对坝体堤防都会呵斥一定影响。综上所述，小浪底水利大坝堤防的平安性监测是关乎人民生命财富平安的首要环节，必需严厉把关，监测任务意义

15、艰苦。2 区域地理环境背景地理位置 黄河小浪底水利枢纽位于黄河中游豫、晋两省交界处，在洛阳市西北约40km。上距三门峡坝址130km，下距郑州花园口128km。北依王屋、太行二山，南抵崤山余脉，西起平陆县杜家庄，东至济源市原济源县大峪河。南北最宽处约72km，东西长93.6km。 淹没区涉及两省4市地域所管辖的8个市县，即河南省的孟津、新安、渑池、陕县、济源；山西省的垣曲、平陆、夏县。 地质地貌 水库集水区处于峡谷地段，地势西北高东南低。南岸为崤山东北余支，地势陡峻；北岸有太行、王屋山脉。两岸地形起伏较大，西部、北部多1000米以上顶峰，西阳河上游历山海拔2321m为区内最顶峰。区域内大面积分

16、布着第四系黄土，以及前震旦系的蜕变岩、安山岩、寒武系灰岩、砂页岩、红色砂、页岩和粘土岩。 气候 库区属温带大陆性季风气候，年平均气温为12.414.3，昼夜温差大，元月平均气温最低，七月份气温最高；库区年平均降水量616mm，降水量年际变化较大，主要集中于夏、秋两季，而冬季雨量稀少；年平均蒸发量为2072mm，全年以夏季蒸发量为最大，冬季蒸发量最小；年平均湿度在62%左右。 水文水资源情况 黄河由西向东穿过库区，水流湍急，流程130km，其间有较多的支流、支沟、毛沟汇入,较大支流计有18条，多数分布在库中区和库前区，如北岸的西阳河、逢石河、亳清河、沇西河和南岸的畛河、青河、北涧河等河流。 黄河

17、三门峡至小浪底区间流域面积为5756平方公里，约占三门峡至花园口区间流域面积的14%。支流来水流量普通较少，且经常出现断流。汛期常有短时间暴雨洪水，普通每年出现34次。环境量监测站网布设情况小浪底的环境监测主要分三个部分，即库区、施工区、移民区，各部分监测工程、断面测点布设、监测频率各不一样。库区水质监测包括地面水监测14个断面，底质监测4个断面；施工区监测包括地表水干支流6个断面、生活用水37个测点、河流底质12个点、生活污水和消费废水17个监测点、大气测点、噪声12个测点；移民区包括生活饮用水28个测点和土壤28个采样点。根据实践情况，监测时断面测点数和监测工程有所调整。3大坝平安监测系统

18、水电站大坝的平安，不仅直接影响电厂本身效益，更与下游人民的生命财富、国民经济开展和生态环境亲密相关。随着电子技术的开展、数字通讯技术的推行运用，为监测自动化提供了保证。目前全国电力系统的大坝监测自动化及其晋级任务已全面展开，并朝向网络化、适用化方向开展。大坝平安自动监测系统是充分利用现代检测技术、通讯技术、网络技术和计算机技术的产物，经过相应传感器采集现场各大坝测压管的水位参数，并传送到任务与现场的远程终端单元RTU进展预处置和存储，根据系统数据传输体制要求，自动或在接纳四处于远端的中心管理站的指令后将相关参数报送中心站，从而使大坝管理人员可以及时方便地了解大坝当前情况，提高大坝平安监测的实时

19、性、可靠性和精度，为预告大坝接受才干和预告能够发生的事件，为及时采取措施保证大坝的平安运转提高良好的数据根底。主要监测工程及设备坝高(M)监测工程坝型程度位移垂直位移渗流量杨压力坝体应力坝体温度钢筋应力基岩变形裂痕接缝土压力泥沙压力水库温度水位70拱顶*重力坝支墩坝*船闸*泄水闸*注：“为必需观测项，“*为建议观测项3.1监测内容、方法1位移变形监测 大坝变形是水电站大坝的重要监测工程。又可分为程度位移和垂直位移2 个子项。大多数大坝设有坝顶程度、垂直位移观测, 通常每个坝段设1 对测点。近几年对典型坝段的程度位移观测较为注重, 普通沿坝高布置3 个以上测点。 大坝变形监测设备可选择引张线、G

20、PS、固定式测斜仪、静力水准仪等 。目前全自动网络在线监测系统的技术方案的成熟利用，GPS加北斗方案的结合解算，位移监测精度到达毫米级或是亚毫米级，使得GPS监测设备得了大力发扬。2渗流 大坝渗流也是水电站大坝的重要监测工程之一。又可分为浸透压力和渗流量2 个子项。混凝土坝的观测设备设在根底廊道, 扬压力每个坝段1 个测点; 渗流量测点根据排水沟集水情况确定, 普通能测出分区流量和总量。土石坝的渗流量都在坝趾渗水聚集处观测, 渗压测点那么根据详细坝型布置在坝体浸润线下面或趾板后等部位。此外, 大坝的左右两岸山坡还设置地下水位观测工程, 以便监测绕坝渗流情况。 大坝渗流监测主要采用检测设备为渗压

21、计 。3应力应变等内观工程 大坝应力应变等内观工程是水电站大坝的普通性观测工程，只需一些重要测点才纳入自动化监测, 很多中低坝都已停测或封存这类观测工程。应力应变等内观工程在大坝施工阶段运用较为普遍，常用的监测设备有埋入式应变计、钢筋计等。4环境量观测工程采用翻斗式雨量计丈量降雨量和降雨强度。采用温度计各个坝区分布，实时采集现场的气温变化，然后进展分析。采用气压计分布各个坝区，采集大气压强值，指点平安监测。5其它传感器工程 可根据实践需求，在监测范围内安装各种传感器。普通常用的有：混凝土应变计、应力计、多点位移计、测缝计、水位计、钢筋计、倾角计、测力计、压力盒等。3.2系统组成大坝平安自动监测

22、系统主要由系统中心站、大坝副坝及周边岸堤平安监测站及远程数据通讯网组成，并包括太阳能供电系统，避雷系统。大坝平安自动监测系统中心站普通设置在水利大坝管理处或其它上级管理部门。主要由系统实时监控计算机、可选的中心站计算机局域网及相关其它任务站和数据效力器、远程数据通讯网前置通讯处置器、数据通讯设备及运转在系统实时监控计算机中的大坝平安监测管理软件等组成。大坝监测系统网络图数据采集子系统：由GNSS接纳机及其天线组成，GPS加北斗双系统的监测组合可以有效提供高精度的解算精度，到达亚毫米级精度。数据传输通讯子系统：根据现场情况，可以选择光纤、无线WIFI及GPRS方式进展现场的数据传输。 数据处置、

23、分析子系统：采用公用的SMOS解算软件进展自动化数据处置、分析。辅助支持子系统：系统具备完善的防雷系统包括电力线防雷和直击雷的防护和稳定的供电系统太阳能、风能和市电的结合。3.2 大坝监测工程选点3.2.1 监测点选择原那么针对小浪底水利大坝的的特点，结合现有监测系统的分布，针对监测设备类型进展监测点位布置，选点过程中把握了以下原那么：1、平安第一，安装方便。首先是安装人员能平安到达并实现安装，其次是仪器设备的防护平安。2、 通讯、电力条件保证。安装点必需满足监测仪器设备的通讯和电力条件。3、准确性、继续性、有效性。选点位置有利于准确获取大坝的程度位移和垂直位移变化信息，并在相当长时间内到达有

24、效对其监测的要求。4、在现有站点根底保管良好的情况下，可以作为GNSS变形监测的监测点站运用，只需求对设备，供电系统稍作修正完善。本次踏勘选点过程中，严厉遵照任务部署原那么，进展选点任务。3.2.2 监测手段配置GNSS双频坝体外表变形自动监测：每个断面点均要进展坝体外表变形监测，每个接缝点也均要布设，普通在变形体内部不同特征部位及变形体外围附近能够蒙受危害的对象区域设置监测站点。4 监测系统特点和功能4.1 系统特点水利大坝平安自动化监测预警系统主要由三部分组成：传感器及数据采集系统、数据管理系统和数据分析处置及预警系统。传感器及数据采集系统由雨量监测站、坝体变形监测站、渗压计监测站等部分组

25、成；用户管理和数据库管理模块作为整个系统的公用平台，对系统的操作人员进展权限管理，同时采用先进的计算机技术，对数据的平安进展可靠保证。无线通讯网由GPRS/SMS通讯网组成，主信道采用SMS通讯方式，备用信道采用GPRS/通讯方式；数据分析处置及预警系统由现场广播预警安装、无线预警LED显示终端、多台裂痕报警器、手机短信等多种方式进展地质灾祸的预警预告。图 4-1系统架构表示图4.2 系统功能1信息采集监测实时自动采集雨量、坝体外表变形、垂直位移渗压等信息，生成报文，经过GPRS/SMS/北斗卫星/3G/4G等通讯方式及时把数据传输到监测中心。 2水利大坝自动化监测预警系统水利大坝自动化监测预

26、警系统可实现区域内各类监测仪器监测数据的实时接纳、存储、管理、维护、查询、统计分析和检索，对到达预警阈值的各类监测结果可以对指定的挪动通讯终端、无线预警广播站多点群发预警信息等功能，具有站点配置、管理、编辑功能。3无线预警系统无线预警终端功能实现即时提供地质灾祸预警信息，滚动发布各种监测设备的监测、报警信息和图文信息；无线预警广播站安装在受害居民区，用于地方即时信号报警支持语音、声音报警，对野外监测预警设备如坝体外表位移、裂痕变形等监测数据到达预定报警阈值时，即时发送报警信号至受危害居民点，经过中继仪、GPRS或卫星传输方式，在库区危害区经过电声警报器、扬声器等进展即时报警，并把预警信息即时发

27、送到相关联络人员和监测中心。4系统预警参数、预警阈值设定根据设备特点及任务区气候、水文等相关资料，自创区域地形地貌、气候条件相类似地域的参数取值，结合各滑坡详细情况，对各监测预警仪器的预警参数、预警阈值进展初步设定。5 预警系统建立5.1 信息采集监测站建立信息采集监测站主要担任现场原始监测数据的采集，具有以下功能特点：自动采集雨量、坝体外表变形、深部位移、渗压、应力应变等信息，经过GPRS/SMS/北斗卫星/3G等通讯方式及时把数据传输到监测中心。采集终端设备主备电源设置自动切换。支持中心下发指令：实时采集召测、远程配置管理等功能。低功耗设计：任务形状70mA、休眠8 mA，平常处于休眠形状

28、，支持远程唤醒、短信唤醒。支持太阳能锂电池、太阳能板供电、在无日照情况下支持90天供电。终端数据现场处置，以结果方式上传至信息发布平台。大容量存储，实现数据海量存储。现场监测站一致进展电源和通讯通道分配，构造合理，防止冲突。5.1.1 前端采集站5.1.1.1 功能简介水利大坝自动化监测预警系统针对水利大坝堤防库区存在隐患，构造变异大，崩塌潜在区这些风险较高的地方。在每个地灾点设置一个前端采集站，作为监测设备管理和控制中心。前端采集站建立有一致的供电系统和网络通讯模块，一致控制管理整个监测站的设备运转。对于较小的大坝堤防，假设检测设备较集中，数据链路稳定的情况下，可以不用思索前端采集站，这部分

29、可以省略，可以直接由监测终端将监测数据信息发回效力中心进展处置。对于大型大坝堤防，如监测区数据传输质量遭到影响，那么可以思索运用前端采集终端进展初步处置。前端采集站作为次级效力平台，还担负着现场数据采集管理和初步解算等功能。现场数据中心，它还有以下三大功能：1数据接纳、存储：每处滑坡点的设备终端采集的原始数据都直接传送至现场站，并存储。2数据初步处置：主要是思索到GNSS等终端设备原始数据量较大，直接经过无线网络模块远程传输对数据的稳定性、平安性有着显著的衰减。将原始数据直接现场存储、解算，最终以结果的方式上传，经过这一方式，一者防止了大量数据直接上传的影响；二者对于提高系统数据的完好性也很有

30、保证。3自动维护：在现场市电供电切断的情况下，可以自动跳转至备用电源。并可以远程控制滑坡点设备终端的重启开关。5.1.1.2 设备引见前端采集站作为大坝监测站点的控制中枢，它由以下设备构成。表5-1 前端采集站设备构成设备称号备注IMC智能监测数据采集终端担任大坝监测点终端设备的数据采集、存储等通讯模块担任数据的整体上传和远程控制电源模块担任大坝监测点电源的引入和一切设备终端的供电防雷设备为前端设备提供防雷维护备用电源在市电断开的情况下保证大坝监测点终端设备的供电软件担任原始数据的解算等1IMC智能监测数据采集终端IMC是集监测数据采集、解算、海量存贮、3G实时自动连线功能为一体的智能终端，广

31、泛运用于各构造体安康监测工程。经过有线的方式实现与每个监测站设备的通讯衔接，并经过监测终端管理软件控制设备数据的采集、解算和上传等功能。经过监测终端管理软件处置后数据将变得更小、方便数据的传输，并将原始数据保管在IMC智能监测数据采集终端上，进一步提高系统的稳定性。 图5-1 IMC智能监测数据采集终端2通讯模块：担任将单个监测点初步处置后数据传输至信息平台或发布平台，实现监测点与信息平台之间的通讯链接。采用无线通讯方式，借助挪动通讯网络传送数据。 3电源模块：每个监测点采用市电供电方式，就近在居民点引入电网电源。经过现场采集站一致配供，并对现场监测设备进展一致管理。4备用电源：思索到存在断电

32、等突发情况，在前端采集站布置不延续供电系统，并可将UPS电池组接入到本供电系统，保证在断电情况下本系统一切的在线监测设备不少于3个小时的不延续供电，以应对突发情况。5防雷设备：防雷维护系统包括电源线路防雷维护、通讯线路防雷维护、室外设备直击雷防护及接地系统四部分。本系统采用了避雷针、天馈防浪涌、信号防浪涌及电源浪涌维护器，对接入前端采集站设备以及通讯、供电设备进展全面防护。采取的详细措施如下：电力线进入UPS之前以及进入设备之前，加装单相电涌防护设备，隔离UPS和电力线。设备选型为电源浪涌维护器。 图5-2 电源浪涌维护器及接地安装接地系统直接影响避雷防雷的才干，对于接地系统有如下详细要求：1

33、接地原那么结合接地共地不共点，直击雷接地与设备箱弱电接地、采用结合接地方式，但各自接地线不能直接汇流一点入地；2接地分为设备箱弱电接地和直击雷接地：设备箱弱电接地，一端在地脚笼坑根底上打入地，一端采用10平方铜线为接地汇流线与设备箱接地相连；直击雷接地，一端打入地、另一端与避雷针基座相连；3快装接地级、地脚笼等接地体结合接地，利用16平方铜线去皮为3程度接地体，利用10平方铜线4程度接地体实现三个接地体的各自接地；4一切程度接地引线和接地体之间的衔接采用压接方式。接地本卷须知：1防雷接地必需小于10欧姆。2两个独立地之间间隔 必需大于3米，否那么在两地之间加装等位置平衡。3信号防雷器地尽量与直

34、击雷地分开，目的是防止直击雷从地线还击信号设备。4室外接地引线必需与埋地接地安装采用焊接，并作防腐处置刷沥青等5接地引线线径：机房到室外接地安装引线圆钢直径要大于10mm，扁钢截面大于80mm2。6铜线与扁铁必需采用焊接或机械式衔接，并作防腐处置。5.1.1.3 设备安装调试前端采集站包含软、硬件设备的安装及调试，详细内容如下：软件部分：前端采集系统软件运转环境安装、数据库安装、采集软件安装等；硬件部分：GPRS通讯模块、防雷设备、电源模块安装及工控机组装固定等；调试部分：通讯模块调试、前端系统软件调试、电源模块测试。5.1.2 坝体外表位移自动监测站5.1.1.1 设备简介工程采用的GNSS

35、双频外表位移自动监测站广泛运用于地质灾祸监测、地面沉降监测、尾矿库坝监测、桥梁安康监测、大坝安康监测，大型建筑安康监测等领域，配套监测软件能提供准确的数据参数，报表，趋势分析，报警输出等功能。 由GNSS天线、GNSS接纳机、通讯供电避雷等部分组成，经过多点GNSS高精度解算技术来解算GNSS观测点的坐标，从而到达实时地表变形监测如位移方向、位移速率、累计位移等 图5-3 GNSS位移监测系统构造图5.1.2.2 技术目的思索大坝所处地形地理位置，监测主机接纳卫星信号的特点，建议采用北斗、GPS、GLONASS三星多频型GNSS定位设备，以保证精度。监测接纳机性能参数：GNSS 性能规格接纳类

36、型：GNSS 多频 RTK 带载波相位可接纳信号：GPS，GLONASS，BeiDou，Galileo和 QZSS通道数：372GPS 灵敏度：- 142dBmSBAS 跟踪：3 通道，并行跟踪更新率：1Hz 规范，10Hz 或 20Hz 可选程度精度：平面精度：2mm+1ppm高程精度：5mm+1ppm授时1PPS精度：20 纳秒冷启动：60 秒温启动：30 秒物理尺寸：108mm*90mm*40mm监测仪表箱：物理目的：机箱尺寸CM：长X宽X高；30X10X40太阳能板尺寸CM：100X100支架高度：2米用户可根据需求定制底部金属脚板CM：30X30技术目的：同时可兼容运用无线网桥、光缆

37、、电台通讯。国外原装进口OEM主板。太阳能电池板功率：100W蓄电池100AH，12V任务环境：无太阳光补充的情况下运转5-7天。任务温度：-2560任务湿度：95% 图5-4 现场安装图图5-5 表示图5.1.2.3 设备安装调试水利大坝外表位移变形监测系统采用单基点解算方式，在大坝外围稳定区设置2-3个基准站和，在大坝体上断面区，受水压力区，接缝区等设置多个变形监测点位。在基准点上将天线固定在安装支架或监测墩上，基准站主机安装在现场站内；监测点的位置经过地质勘查确定，在间隔 适宜的情况下将主机安装在前端集成站内，方便维护。1选点GNSS观测站选址的流程主要包括踏勘和分析两个阶段。踏勘任务主

38、要是在拟选位置实地察看观测条件，能否具有良好的卫星跟踪条件，测站视场能否开阔，高度角10以上有无妨碍物，能否有站址周围地形地貌的图纸资料等。分析任务主要包括进展高度角10以上胜利跟踪卫星数据百分比测试、数据完好性测试、周跳测试、接纳机时钟测试、多途径测试等任务。其中，基准站的要求选在远离大坝堤防之外，点位稳定的地方；监测站点要结合大坝和设计要求合理分布。2GNSS天线安装观测墩顶上安装强迫对中器顶端加工有58英制螺旋以固定GNSS天线，天线柱下端经过螺栓与GNSS天线底座结实衔接，要确保整个天线安装安装与观测墩构成一个整体。GNSS天线安装时，思索天线对空通视的要求、天线安放稳定性、天线维护便

39、利性等要素。3GNSS接纳机安装将GNSS天线与接纳机衔接好之后，衔接PWR接口接通电源，需立刻查看GNSS接纳机各形状信号指示灯情况，检查GNSS天线与接纳机的衔接情况。4调试经过软件对GNSS接纳机的各项参数如采集频率、位移基准、数据转发端口等进展设置。5本卷须知在设备调试前，检查电源输出纹波质量，电源延续时间符合要求，通电开机要反复开关多次测试主机性能，察看主机运转情况。5.1.3 深部位移监测站5.1.3.1 设备简介深部位移是根据大坝库区地质环境而有需求的选择性进展。深部位移量是对大坝堤防隐患区构造的扰度变形的直接反响，这部分的变化能反映大坝库区对周边地质环境的影响作用，是影响库区环

40、境稳定的重要要素。工程采用一组内部测斜仪对能够的崩塌区、滑坡区内部构造的扰度变形进展实时、延续的监测，所用设备为GN-1B型固定式测斜仪。监测点位的选取需求结合地质勘查报告和现场地形情况确定。仪器采用打孔安装方式，采用钻孔机打孔时孔径要求大于75mm，孔深要求穿过最下一层滑面。在每个孔位不同深度安装一组3支内部测斜仪，仪器沿着铅垂线的方向在滑坡面的指定勘测位置进展安装。 图5-6 GN-1B固定式测斜仪GN-1B固定式测斜仪由固定式测斜仪、测杆、导向轮、衔接软缆、传输电缆等组成。测斜仪采用的是耐冲击型倾斜传感器，可靠性好稳定时间快，安装附件少组装方便，配合测斜管运用，可方便实现丈量的自动化，广

41、泛适用于丈量土石坝、面板坝、边坡、路基、基坑、岩体滑坡等构造物的程度或垂直位移、垂直沉降及滑坡的监测。5.1.3.2 技术参数表5-2 GN-1B固定式测斜仪参数表称号GN-1B固定式测斜仪测杆直径25/38mm测杆轮距500mm单孔测点112点丈量范围15灵敏度9工程最小读数mm/500mm0.02丈量精度0.1% F.S5.1.3.3 安装调试监测站的数据经过特定的丈量模块控制数据采集，并采用有线的传输方式衔接至前端采集站的IMC采集终端，由IMC采集终端接纳数据或者控制命令并最终进展数据的接纳与上传。每支测斜仪都经过有线电缆衔接至丈量模块，经过特定的丈量模块安装实现数据的一致控制、管理。

42、详细设备安装调试过程如下：1钻孔采用工程钻探机，普通采用108cm钻头钻孔，为了使管子顺利地完装到位普通都需比安装深度深一些。钻头钻到预定位置后，不要立刻提钻，需把泵接到清水里向下灌清水，直至泥浆水变成清混水为止，再提钻后立刻安装。不论何种土质，钻孔均宜采用岩芯管冲击法干钻，并对岩芯作编录描画。严禁用泥浆固壁。需求防止塌孔时，可采用套管护壁，如估计难以拔出，应事先在监测部位的套管壁上钻好透水孔。终孔后应丈量孔斜，以便准确确定测点位置。2测斜管安装固定测斜管由衔接头和导管组成。最底部一节应做好防渗处置。外部包扎足以防止土颗粒进入的无纺土工织物，管底封锁，不留沉淀管段。导管长度视管材和埋设方便而定

43、。两端接头处宜用外丝扣，用外箍接头相。图5-7 测斜管表示图埋设多管时，应根据装管数量及其直径，自下向上逐级扩径，原那么上每添加一根测管相应孔径至少扩展一级。自上而下逐级成孔。自下而上逐管埋设。工程测斜管普通选用内径约58mm的直径，以轻松下管为宜。测斜管的安装质量是测试效果的关键，应该遵照如下步骤:1) 管子普通长度为2米/根，4米/根两种，衔接的方法是采用插入衔接法，首先拿起一根测斜管，在没有外接头的一端套上底盖，用三只M410自攻螺钉探紧，(这是每孔最下面的一节管子)就可向孔内下管子了，下一节，再向外接头内插一节管，这时必需留意的是一定要插到管子端平面相接为止，再用三只M410自攻螺钉把

44、它固定好，才算该接头衔接终了，按此方法不断衔接到设计的长度。2)管子安装到位后，需求调正方向后才干回填，调正方向的要求是，管子内壁上有两对凹槽，首先需把孔口以上那节测斜管上的外接头拿掉(松开三只螺钉就可以拿掉了)才干看清管内凹槽，需求把管内的一对凹槽垂直于丈量面就可以了，转动管子就可以实行，一人转不动时，可用多人，转动前可先把管子向上提起后再转动对准，对准后再把管子压到位，方向就调正好了盖上盖子，拧好螺钉就可以回填；图5-8 测斜管安装表示图3)当确认测斜管安装完好后即可进展回填(普通用膨润土球或原土沙)。在下管子时为减少其浮力，可向管内充清水(自来水、河水等)一边下管子，一边充清水，直至能顺

45、利地放到位。清水也不能放得太多，否那么管子会迅速下沉，使人抓不住而掉在孔中，无法继续任务。但管子全部(一孔)下到位置后，一定要把清水充溢，这样做可减少泥浆进入管内构成沉淀。回填时每填至35m 时要进展一次注水，使膨润土球或原土沙遇水后，与孔壁结合的结实，直至孔口。4)测斜管地表管口段浇注混凝土，做成混凝土墩台以维护管口和管口转角的稳定性。墩台上应设置位移和沉降观测标点。5)露在地表上的测斜管应留意做好维护，盖上管盖，防止物体落入。6安装完成后的测斜管应先用模拟测斜仪试放，试放时测斜管互成90的两个导向槽都应从上到下试放到，保证模拟测斜仪顺测斜管能顺畅经过。3安装检测及防护测斜管安装完成后，需求

46、马上采用仪器进展吊拉测试，以确定测斜管的安装能否合格。测斜仪安装完成之后，应尽快安设管口维护安装。管口维护安装，普通可采用混凝土预制件、现浇混凝土或砖石砌筑，但均要求构造简单、结实，能防止雨水流入和人畜破坏，并能锁闭且开启方便。4原始资料记录在从钻孔始至灵敏度检验合格止的全过程中，应随时记录和描画有关情况及数据，必要时需取样进展干密度、级配和浸透等实验。埋设前，应对钻孔深度、孔底高程、孔内水位、有无塌孔以及测斜管加工质量、各管段长度、接头、管帽情况等进展全面检查并做好记录。测斜仪在安装完成之后，经过采集模块设备读取其数据作为初值，以1-3天为察看期，直至测管稳定，再次读取测斜仪数据，作为最终初

47、始值。开工时需提交完好的测斜管资料，并存档妥善保管。5本卷须知深部位移设备采用的是钻孔安装的方式，仪器深部并不会裸露在外，做好管口维护安装即可，可不建立围栏。5.1.4 雨量监测站水利大坝库区灾祸的发生与降雨量、降雨继续时间、降雨雨型有着亲密的关系，不同雨型的降雨诱发库区周边连带地质灾祸的机制有着明显的不同。台风降雨型、继续强降雨型、部分暴雨型诱发地质灾祸的规模、时间等有着各自的特点。本工程需求在库区上游，库区下游，库区2岸不同地带均要设雨量监测站。5.1.4.1 设备简介工程采用的雨量监测站由雨量计及PVC立柱墩或镀锌钢支架，视详细情况而定等组成，雨量计采用JDZ02-1型翻斗式雨量计。具有

48、雨量数据智能采集，长期固态存储和远间隔 传输功能。本工程雨量监测站数据经过水工电缆直接衔接至工控机，可实现低功耗任务方式下的双向通讯。图5-9 JDZ02-1型翻斗式雨量计5.1.4.2 设备安装调试本系统雨量监测经过翻斗式雨量计及其配套设备来实现对库区降水量的长期监测。建议在前端采集站周边选取一空阔高地建墩或者是镀锌钢管支架，视详细情况而定安装，可减少设备建立占地，提高添加设备稳定性和平安性。经过雨量计自动获取雨量数据，以及根据降雨量的情况预测库水位开展趋势，绘制历史降雨量曲线图。将雨量计布设到基准点处，便于接入和管理。5.1.5 裂痕监测裂痕预警伸缩仪主要针对对大坝周边崩塌滑坡体位移进展监

49、测预警，可以同时对一个主滑坡体的多个活动裂痕进展多级监测，该部分的监测是根据工程实践选择性实施。5.1.5.1 设备简介裂痕预警伸缩仪主要运用于滑坡、崩塌、地面塌陷和不稳定性斜坡体地表变形位移的监测预警，位移到达预定的阈值那么报警，提示附近受灾居民留意防灾。本系统裂痕预警伸缩仪主要包括位移计、通讯模块、设备维护箱、监测点固定墩、测杆套管等。裂痕预警伸缩仪采用主要设备为位移计，它主要以可伸缩测杆为主。安装简便，运用方便，待机形状过程不耗费电能，需求监测时，经过系统软件控制开启即可，不需求人工进展干涉。监测点数据经前端集成软件处置，到达预警条件时，直接经过无线预警广播站和无线预警LED显示终端发布

50、。本工程采用VWD-250型位移计的外观构造如下所示。图5-11 VWD-250型位移计当被测构造物发生变形时将会引起位移计的位移，经万向连轴节传送给二级机械负放大机构，经负放大后的位移传送给振弦转变成振弦应力的变化，从而改动振弦的振动频率。电磁线圈激振振弦并丈量其振动频率，频率信号经电缆传输至读数安装，即可测出被测构造物的位移量。表5-4 VWD-250型位移计技术参数预警量程0300mm供电电压直流1.2V灵敏度mmF0.1丈量精度： F.S0.1%通讯方式GPRS或CDMA/SMS/USB，北斗卫星短信可选5.1.5.2 安装调试裂痕预警伸缩仪主要针对崩塌滑坡体的位移和危岩进展监测，可以

51、同时对一个主滑坡体的多个活动裂痕进展多级监测，监测预警量程0300毫米。裂痕预警伸缩仪采用南京葛南实业消费的VWD-250型位移计，其安装调试过程主要是针对衔接锚头的固定位置、测杆走向、不锈钢护管的固定等，监测点的位置需实地踏勘并结合地质勘查报告确认。 图5-12 位移计安装表示图其详细安装调试步骤如下：1、根据设计确定的埋设位置和方向，沿滑坡带方向在裂痕两侧的安装部位分别设置固定墩和监测点定位墩，并经过测杆进展衔接。2、将装配好配件的位移计与测点上的固定锚杆或固定配件衔接在一同(按实践需求确定能否需求安装测杆维护管)，然后确定好传感器测杆的初始位置，调整好各衔接件的相互位置并紧固。 3、在位

52、移计与监测定位墩之间经过不锈钢护管或者硬质PVC管套管维护，并经过套管固定。假设两者间隔 较长，可架设多根不同尺寸的套管，并根据实践情况在中间架设套管支架进展支撑，防止套管下弯。4、将位移计一端接入振弦采集模块，并经过采集模块将数据发送至前端工控机进展相应解算。5、将位移计数据解算结果经过无线预警广播站和无线预警LED显示终端发布。6、安装设置完成后，要检测预设的报警阀值能否报警，可采取人工拉动测杆进展测试。7、本安装未设电源开关，但需求监测时，只需经过系统软件控制开启丈量，便处于任务形状。8、设备尽量避开家畜活动区，防止被破坏。做好传感器和测杆的维护任务。5.1.6 裂痕报警器5.1.7.1

53、 设备简介本系统裂痕报警器主要采用中国地质调查局水文地质环境地质调查中心消费的裂痕报警器。小量程裂痕位移报警器，主要运用于崩塌、滑坡和不稳定斜坡体外表和其上建筑物裂痕位移的监测预警。当裂痕位移到达预定的阈值那么报警，经过响亮的蜂鸣器提示附近的居民留意防灾。 图5-13 裂痕报警器Z-L-2型裂痕报警器的传感器和报警主机采用非接触式监测预警，耗电微小，纽扣电池供电，有电源开关，监测时翻开开关即可。5.1.7.2 安装调试一预备任务由专业技术人员或监测人员对灾祸体、房屋裂痕进展野外实地调查选择监测目的。普通选择两侧不是很破碎的主体裂痕作为监测部位，裂痕两侧尽量平整，并且干净无浮土等松散物。二裂痕报

54、警器的安装1、将墙体或岩体的裂痕的两侧处置干净，并贴上一段十几厘米长的宽透明胶带，用刀片沿裂痕割断胶带。2、安装前，应检测裂痕报警器能否正常任务。3、把报警器反面的胶纸扯开，横向固定于裂痕的一侧，在裂痕的另一侧固定一颗钉子，拉线一头缠绕于钉子上，坚持拉线处于绷直形状或根据预定报警值调整拉线的松紧度，这样报警器就处于任务形状。4、假设安装在室外，一定要思索防雨的措施，以免影响报警器的正常任务。三防护防盗任务裂痕报警器最好外用防腐蚀盒子罩住，并锁上，防止盗窃，雨水等破坏。5.1.7无线预警广播站5.1.7.1设备简介无线预警广播站是一款集计算机网络、管理平台、电源模块、GPRS通讯模块、北斗通讯模

55、块、中央控制模块、监听模块、功放模块为一体的高科技设备，主要用于地方即时信号报警，对野外监测预警设备如地表变形、裂痕变形、地声设备、泥水位等监测数据到达预定报警阈值时，即时发送报警信号至受危害居民点，经过中继仪、GPRS或卫星传输，在灾祸危害区经过电声警报器、扬声器等进展即时报警，并把预警信息即时发送到相关联络人员和省级监测中心。5.1.7.2技术参数表5-5无线报警间隔 2-5km可接纳无线报警50路报警声压120dbFM发射频率60160MHz内任选，步进0.05MHzGSM通讯频段EGSM900：TX: 880-915MHz，RX:925-960MHzEGSM1800：TX: 1710-

56、1785MHz，RX:1805-1880MHzFM发射功率100W调频信噪比60 dB非线性失真%任务电压：支持12V和220V双供电系统,AC：220V1525 ,DC：12V环境温度95%任务温度-25+605.1.8 灾祸信息中心建立本部分的建立可以根据实践情况改动建立地点或是选择性实施。5.1.8.1 整体构造信息中心作为系统整体运转的枢纽在物理层主要由网络设备交换机、路由器等、LED电子显示屏、效力器、机柜等构成。在运用层主要由自动化监测系统平台、网络平台和操作平台三部分构成。水利大坝平安自动化监测预警系统平台担任数据的存储、分析、系统管理等过程；网络平台包括系统网络构造的搭建、信息

57、的对外发布；操作平台主要涉及系统的日常管理和维护，包括监测报表的整理等。5.1.8.2 设备简介灾祸信息中心作为水利大坝及其周边库区地质灾祸数据信息的展现平台，其主要硬件设备如下：(1)LED电子显示屏本工程提供LED电子显示屏具有明晰度高、质量稳定、寿命长，显示功能灵敏多变的特点，非常适用于计算机信息、图形、图画以及二三维动画的播放。图5-14 LED电子显示屏图5-15 监控室LED显示屏接线表示图LED技术参数如下表：表5-6 技术参数名 称技术参数显示屏整屏防护：正面IP65 反面IP54 视角：程度140，垂直140存贮温度： -40 +85任务温度：-10 +50相对湿度：10%8

58、5%显示模组分量：55kg/m2 供电任务电压：交流220V(可选110V)平均功耗： 650W/ m2 最大功耗： 1300W/ m2与LED亮度，驱动IC，控制系统，选型有关控制系统控制主机：联想开天主机或同档次计算机以上操作系统：WIN XP/WIN 7显卡：DVI显卡典型显存位宽128位，显存512M控制方式： 同步控制刷新频率： 600-3200Hz可选，在硬件支持条件下灰度/颜色： 65536/281万亿色 亮度调理方式：软件256级可调控制系统采用：PCTV卡可选DVI显卡主控卡光纤传输可选主要技术参数驱动器件：恒流驱动方式：1/4扫帧频： 60Hz亮度：6500cd/m2 开机

59、白平衡情况下，与所选LED亮度有关视频信号：RF、S-Video、RGB、RGBHV、YUV、YC、COMPOSITION等平均无缺点时间：10000小时寿命：5万小时平整度：恣意相邻像素间0.2mm显示模块拼接间隙0.5mm均匀性：像素光强、显示模块亮度均匀盲点率：0.0002开关电源负荷：5V/40A 5V/55A 计算机显示方式：12801024有效通讯间隔 ：网线100m无中继，多模光纤500m，单模光纤20km软件LED演播室(MDK) (2)监测预警用PC机监测预警用PC机，型号:联想IdeaCentre K450，主要作用用于泥石流、滑坡视频监控数据储存。5.2 水利大坝平安自动

60、化监测系统平台建立水利大坝平安自动化监测预警系统平台是整个系统的中心和灵魂，肩负着各种信息数据的处置、信息的发布和预警信号的呼应。该软件用于对水利大坝堤防的平安监测，实现自动化监测数据系统采集，及其相关平安的信息进展自动获取、存储、加工处置和输入输出，并且为数据分析软件提供完备的数据接口。实现区内各类监测仪器监测数据的实时接纳、存储、管理、维护、查询、统计分析和检索，对到达预警阈值的各类监测结果可以对指定的挪动通讯终端、无线预警广播站多点群发预警信息等功能，具有站点配置、管理、编辑功能。5.2.1 预警系统软件设计预警系统软件具有强大的测点管理、监测数据管理、远程通讯、备份管理、巡查信息管理、