浍河水库自动化监测技术改进简述

刘 冰，李学文

（临汾市浍河水库管理局，山西 曲沃 043400）

1 工程概况

浍河水库系汾河一级支流浍河干流上的一座以防洪、灌溉为主的中型水库。坝址位于曲沃县城东10km有史村镇西吉必村南的浍河干流上，始建于1957年，1959年竣工，1960年拦洪受益。水库控制流域面积1301km2，原设计总库容7517万m3，水库大坝工程主要由大坝、溢洪道、灌溉洞组成。经过两次除险加固工程改造后，水库库容达到9964万m3，水库防洪标准达到了50年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核的标准。2013年，浍河水库在原自动化监测的基础上重新安装了全新配套设施，进一步完善了自动化观测。

2 监测项目及现有观测设施

水库大坝的监测项目为坝体浸润线监测点20个（4个断面，每个断面5个）；坝基测压管监测点15个（3个断面，每个断面5个），坝后渗流监测点1个，库水位监测点1个；绕坝渗漏观测点16个（右绕坝渗漏8个、左绕坝渗漏8个），共53个监测点。

3 系统软件及布设

水库自动化监测系统软件包括大坝安全监测系统数据采集软件、大坝安全信息管理软件和大坝监测数据分析处理软件。

3.1 传感器

在大坝各断面的51根测压管内各安装1支水位传感器，其中坝体浸润线监测点20个，坝基测压管监测点15个，绕坝渗漏观测点16个，用防水钢缆悬挂在测压管内，在各测压管的管口处加装管口防护装置。传感器长度根据水位变幅待定，测量误差（绝对精度）±1cm。

在坝后的三角量水堰处安装1支流量传感器，贴壁固定。测量误差（绝对精度）±2mm。

在泄洪洞进水塔处安装1套超声波水位计，立杆固定。

3.2 传输系统

根据测点的布置情况，为便于管理和减少所用电缆，在大坝的2座观测房内各设置3套手机卡通讯模块，各测点根据所在的位置就近接入。库水位和量水堰单独设置1套手机卡通讯模块。通过手机卡发送监测数据。在水库管理科和管理局各设置1套手机卡通讯模块，用于接收数据。

3.3 测控系统

一是无线测控仪的配置与定位。根据测点布置情况，在大坝的2座观测房内各设置2套无线测控仪，库水位和量水堰单独设置1套无线测控仪，用于监测数据的采集、信号的隔离和转换等工作。

二是无线测控终端的配置与定位。在水库管理局和管理科各设置1套无线测控终端，用于数据接收回来后的信号转换和传输至计算机的工作及数据的比对、备份。

3.4 供电系统

磁浮式水位传感器是无源传感器，无需供电。无线测控仪采用太阳能供电系统的直流±12V供电，避免20V电压不稳定或引起雷击损坏。

无线测控终端及计算机处理等设备要安装隔离变压器并配备交流稳压器和在线式UPS电源。交流电源经过隔离并经交流稳压后再给测控装置提供稳定、可靠、高质量的电源。配备在线式交流稳压电源，以备在电源中断的情况下，系统的测控装置仍能保证自动巡测和储存数据，避免数据丢失，确保自动化采集的可靠性。

4 系统功能

该系统采用最新技术、最新电路和最新元件，具有高度可靠性、稳定性、准确性和可利用率，功能完善、性能先进、维修方便等特点，其主要功能如下：

4.1 采集功能

实现大坝安全数据自动采集功能，数据采集系统的运行方式为中央控制方式：根据计算机编制程序由主机手机卡逐个向手机卡发送固定信息，各个手机卡接收信息后完成规定的测量，测量完毕将信息发回，并根据主机手机卡接受的信息作为测量数据存储计算机内。

4.2 显示功能

显示屏主要显示大坝中监测系统的全貌、测点布置平面示意图，各种监测数据经过统计后，显示所有监测数据、监测结果、各种报表，可绘制成过程线、浸润线及其他图形，并分析计算成果，显示有关工程安全的技术资料数据。

4.3 存储功能

系统所有实测数据分三级存储：MCU房中手机卡接收到计算机主机手机卡发送的信息后自动检测数据，检测完数据自动发回数据，下次检测自动覆盖上次数据；计算机主机接受信息后，主动显示，需确定存储日期，若当日检测两次以上，存储时自动覆盖上次监测数据，合格监测数据包括人工监测数据和巡视检查信息全部存入信息管理系统数据库中，可存档或进一步处理，进行比较分析。

4.4 管理功能

计算机信息管理主机作为系统的综合信息管理中心，具有在线监测、大坝状态离线分析、数据库管理、测点信息管理、安全管理、系统管理、监控模型管理及安全评估等功能。其管理内容包括数据的人工（自动）采集、测值的离线分析、工程档案资料、报表制作、预测预报、图形资料浏览、辅助工具、帮助系统等。

5 结语

浍河水库自动化监测系统对大坝的地基渗流量、浸润线、绕渗流量、库水位进行自动化观测，充分利用GPRS移动网络功能，克服了人为破坏线路，防止了高电压烧毁原件的危险，能反映水库大坝内部变化，为水库安全运行提供保障。