安全监测设计和水情自动测报系统设计(精).docx

安全监测设计和水情自动测报系统设计(精) 安全监测设计和水情自动测报系统设计 5.2.5 安全监测设计 1、现状及存在问题 大坝原先埋设的测压管已堵塞损坏，失去作用，无其它安全监测设施。目前水库仅有水位及降水量观测设施。 2、监测目的及设计原则 监测目的 监测大坝加固后的安全运行状况； 检验加固设计的合理性，为科学研究提供资料。 监测设计原则 应对大坝整体统一规划，突出重点，兼顾一般； 监测断面应布置在大坝中具有代表性的部位，能准确反映大坝及基础运行状况，至少有一横断面为最大坝高处； 各种观测设施应避免相互干扰，但能相互校核，并且希望做到一种设施多种用途； 监测仪器、设施的选择，应在可靠、耐久、经济、适用前提下力求先进和便于实现自动化监测； 技术人员可通过对其观测资料的整理及分析，能对工程存在的问题及早发现并采取相应处理措施。 3、大坝监测设施布置 根据土石坝安全检测技术规范（SL60-94）及碾压式土石坝设计规范（SL274-2022）中规定3级坝及坝高大于30m的坝应设置下列监测项目：A坝面垂直位移和水平位移； B根据具体情况观测坝体和坝基的孔隙压力及坝体浸润线。 大坝变形监测 变形观测直观可靠，是大坝安全监测系统的必设项目，变形监测包括垂直位移观测，水平位移观测。 根据规范要求，位移监测横断面一般不得少于3个，断面布设在最大坝高，地形或地质条件复杂坝段和其它关键位置；观测纵断面一般不少于4个，通常在坝顶上、下游两侧。 垂直位移观测 龙王山水库大坝无任何位移观测点，故本次设计需要增设水准校核基点，起测基点，垂直位移标点。其中垂直位移标点直接用来监视大坝垂直位移情况，由附近的起测点来测点，而起测基点的变化则由水准基点来校核。 龙王山水库大坝为均质土石坝，大坝垂直位移观测断面共设5个横断面和4个纵断面，在大坝最大坝高及左、右坝段各设一横断面；沿坝轴线方向布置4个纵断面，第一排位于正常高水位以上的上游坡（33.00m）处，第二排布置在坝顶坝轴线处，第三排布置在下游一级戗台（33.50m）处，第四排布置在下游二级戗台（29.50m）处。工作基点分别设在每一排测点两端的岸坡上。用精密水准仪进行坝体垂直位移观测。 水平位移观测 水平位移的测点分别为工作基点和水平位移标点，采用视准线法观测。 龙王山水库大坝水平位移测点与垂直位移测点，按规范要求共用同一观测点。 这样共计20个位移测点，10个工作基点和2个校核基点。 大坝渗流监测 根据土石坝安全监测技术规范，为了解加固后坝体浸润线和坝基的渗流情况，在大坝坝身布置了监测断面。大坝坝体渗流监测设1个纵断面，共设12个测点；另设5个横断面，它们分别位于：左岸坡坝段、主河床坝段、右岸坡坝段。在每个渗流监测断面坝前布设1支测压管，坝后布设3支测压管，每根管内设渗压计，用来监测坝体浸润线。 共安装32根测压管，32支渗压计，钻孔及测压管总长度约为480m。 上、下游水位监测 在大坝上、下游各设置1组水尺和1支水位计，用来监测水库的上下游水位。 渗漏量 大坝背水坡坡脚设有排水沟，考虑在大坝排水沟的最低处的水流出口处，各 设一条量水堰槽，设置三角堰板及一支小量程的进口振弦式浮子式水位计，以人工观测和自动观测大坝的渗漏量。 共设置2个三角堰板及2支小量程进口振弦式浮子式水位计。 4、巡视检查 巡视检查是安全监测的重要环节，应定期由熟悉工程并具有实践经验的工程技术人员负责进行。 巡视检查分为加固期人工巡视检查和运行期人工巡视检查。加固期检查一般每月24次，运行期初期巡检一般每星期25次，正常运行期可逐步减少次数，但每月不宜少于1次，每年在汛前、汛后以及发生有感地震后必须作巡视检查。 主要检查项目为： 坝顶有无裂缝、异常变形、积水或植物滋生等现象。 坝坡和坝基有无裂缝、渗水、流土、管涌或隆起等现象；有无兽洞、蚁穴等隐患。 溢洪道（闸）、灌溉涵洞等有无裂缝、碳化、倾斜等情况。 5、安全监测工程量 本加固工程新增监测设施见表5.27。 表5.27 水库安全监测设备表 5.2.6 水情自动测报系统设计 龙王山水库为盱眙县重要的水利枢纽工程，为了解库区降水及库水位的变化情况，为水库防汛抗旱及供水的合理调度提供可靠依据，确保工程安全，充分发挥工程效益，根据水文自动化测报系统规范（SL6194）及盱眙县龙王山 大坝安全鉴定报告书中鉴定结论的意见和建议中“增设必要的观测、管理设施”的要求，本次加固设计在龙王山水库补充设置水、雨情自动测报系统及气象观测设施等。 1、设计目标 结合水库特征，应用先进设备，建成运行可靠，反应迅速的实时水情信息采集系统。雨、水情信息实现无人值守、有人看管、自动采集、固态存储、数据自动传输的现代通信。确保水情信息快速传输，为水库科学调度提供准确及时的水文数据。 2、设计原则 设计原则：报汛通信的可靠性、快速性、确保信道畅通。 建立超短波报汛通信网。 3、系统工作体制 本系统采用超短波与有线相结合的双信道通信方式，以确保通信的可靠。两信道数据互为备份。系统采用自报式与查询应答式相切换的工作方式，遥测站无人值守。在被测水文参数发生一定增量（雨量1mm，水位10mm）变化时，随时向各级中心站发出实时水文数据，各级中心站能随时掌握流域内各遥测站的雨、水情变化。 4、系统结构 本系统要求在水库管理所设置一个中继站，各终端信息资料传至中继站。在淮安市水利局防汛办设立中心站，在县防办设一个测报分中心，各终端信息通过分中心传至中心站，从而便于市防汛办统一指挥防汛抗旱。设在县防办内的调度分中心，内置雨量信号接收机，分中心配置计算机系统。 测报设施网络示意图如下： 图5.8 龙王山水库水情自动测报网络示意图 5、功能要求 中继站以主动或受招方式定时向分中心站发送水情信息，以及按要求增量达到加报标准时，主动向分中心站发送水情信息的功能；接受中心站查询、拍报；水位、雨量自动采集，并有固态存储功能；可通过人工置数方法拍报；兼有与中心站的通话功能。安放于水库等处的各类传感器，经过测量得出水位、雨量、流量、闸位、风速、风向等测值，经遥测数传仪采集后，通过网络上传到中继站。中继站硬件结构图如下所示： 分中心站全天候值守、不中断运行；实时接受报汛站（中继站）发送的信息；主动向报汛站查询，召测数据；将接收到的水情信息进行处理；对报汛站进行控制；提供实时水情的检索、查询、显示、打印等功能；对水情信息采集的水情数据进行“标准化”处理。 6、土建工程 中继站 水库水、雨情自动测报中继站拟设在水库管理所办公楼内，中继站站房按照计算机房要求装修。安装空间铺设防静电地板，防尘、防雷、防火、防水、去湿，机房温度控制在15-30，相对湿度在50%-80%，并配置消防设配，设备布置与安装要考虑到便于操作维修。天线铁塔应安装在楼顶或机房附近，使机房处于天线铁塔的避雷装置保护范围内，还应铺设设备保护地网和避雷地网，接地电阻小于1欧。 中继站接收上传来的测值，进行处理、分析，提出辅助决策预案，实现对系统范围内水情的连续、实时、在线监测和智能化管理。 遥测站 水位遥测站站房选择在历史最高洪水位以上，水位尺高程亦应在最高历史洪水位以上0.51.0m，以满足最大水位的变化范围。筒内径在0.71.0m之间，井壁光滑、垂直，测井与进水管间设沉沙池；测井上需建6m2工作间。 雨量遥测站站房面积不小于6m2，高3m，平顶，雨量计安装在顶上，或建6m ×6m观测场，场地应符合水文观测规范。不得有树木及高大建筑物等影响雨量的采集(天线除外)。 天线铁塔应靠近站房，以缩短馈线减少损耗，当天线塔与站房距离大于5m 时，应架设钢丝绳以挂天线引入机房，天线塔上应安装避雷针，使天线在其45°保护角内。 所有遥测站要求通风良好、防雨、防盗、防雷仪器设备接地及天线塔接地电阻均要小于1欧。 7、水情自动测报系统投资 龙王山水库大坝水情自动测报系统设备表见表5.282.29。 表5.28 水位，雨量遥测站设备表 表5.29 中心站设备表 经分析估算，水情自动测报系统投资为31.25万元，详见表5.30。 表5.30 水库水情自动测报系统投资估算表