大坝自动监测系统在白龟山水库的应用

□田雪平

（河南省白龟山水库管理局）

大坝自动监测系统在白龟山水库的应用

□田雪平

（河南省白龟山水库管理局）

文章主要简述白龟山水库原有大坝安全监测系统监测项目土建工程完成的基础对自动监测系统进行改造。工程安全监测自动化系统是集工程建筑物、传感器、多功能采集设备、计算机、自动化和通信技术一体的系统工程。工程检测自动化系统由网络监测站、现场数据采集、传输介质这3个部分组成。

大坝自动监测；白龟山水库；应用

1 概况

白龟山水库始建于1958年，1966年8月竣工。东西长15.50 km，南北宽4.20 km，占地近70 km2，库容量6.49亿m3。拦河坝长1.64 km，高23.60 m，顶宽6 m。上游有昭平台水库，下游有泥沙洼滞洪区，左临颍河上有白沙水库，是一座综合治理沙颍河的水利枢纽工程。下游为京广铁路干线、平顶山、漯河、周口三市及豫皖平原，位置至为重要。水库控制流域面积2 740 km2，其中昭平台、白龟山水库间流域面积1 310km2，水库多年平均降雨量900 mm，多年平均径流量4.23亿m3。水库工程按百年一遇洪水设计，千年一遇洪水校核，1998年10月进行了除险加固工程，达到两千年一遇洪水校核，总库容达到9.22亿m3，是一座以防洪为主、兼顾农业灌溉、工业和城市供水综合利用的大II型年调节半平原水库。

2 监测自动化系统及测控装置选型

目前国内外生产厂家生产的监测数据自动采集系统大都采用分布式数据采集系统。由于分布式监测自动化系统对不同类型的传感器可以就近引入现场各个测控单元，经测控单元进行模—数转换，通过通信超短波或者有线方式与监测管理中心站的采集计算机连接，将信息传送到监测管理中心站，这种监测数据的采集和传输具有很高的系统抗干扰能力，极大地提高了系统的运行可靠性。

根据白龟山水库大坝水工安全监测自动化系统的选型要求，考虑现有工程安全监测系统的实际情况和今后系统扩展，自动监测系统采用水利部南京水利水文自动化研究所研制生产的DG-2005型智能分布式大坝安全监测系统。该系统的测控装置为MCU-1/2M型，其主要组成部分、功能及特点如表1。

3 监测情况

大坝安监系统采用超短波电台将MCU与监控主机联接，传输测量指令和渗压计测值数据。其数据的畅通率采用自然统计方法计算：根据日常测量所设定的测量周期、测次计算出测值的数据量，再统计出监测主机采集到的数据量，选一时段内两者之比即数据畅通率。

表1 测控装置表

系统试运行355d，设定系统每天8时测量一次，共2个渗压测值，2个温度测值，因此共测量了（2+2）×355=1 420个测值。经查，监测主机已全部接收到所有1 420个测值，即系统畅通率P为：100%。

分析选择两个断面的1+350-1和1+351-1两根测压管。测试期间，通过对每个测压管的水头高度进行手工测量，得出数据与机测数据进行比对。测量的方法是用一根标有刻度的绳索放入测量管内，然后慢慢将绳索下放，当绳索接触到水面时停止下放绳索，同时读出绳索上的数据计数出水头的高度，并记录到测试记录表2内。

表2 测试记录表

由图1，图2数据可见：监控主机采集数据并自动计算得到的渗压水位高程与人工观测测量计算出来的渗流压力水头误差不超过2～5 cm，产生的误差主要是由于手工测量引起，渗压值观测精度能满足要求。

4 结语

图1 对比过程线图

图2 对比过程线图

试运行时间长，经历了夏、秋、冬以及汛期和雷暴天气的考验。设备在整个试运行的过程中没有出现过因为工作环境恶劣或者气温低或雷暴天气等引起的数据传输不稳定或者丢数等现象，运行一直保持正常，设备监测到的数据和人工监测到的数据基本吻合，偏差在合理范围内，数据采集软件简单易用在整个试用行期间没有出现过死机或者漏数等问题，一直保持稳定运行经过仔细分析得出如下结论：该系统各项功能齐全，运行正常，满足有关规范和设计的要求；该系统的可靠性、数据精度、信道畅通率均达到规范和设计的要求；系统运行管理人员已具备了日常维护管理的知识和技能；系统发生故障时，承建单位能及时处理，迅速找出故障原因，妥善处理好事故，使系统在最短的时间内恢复正常。

［1］王儒波，陈必平，唐善东，张大伟.大坝安全自动监测系统在石梁河水库的应用［J］.江苏水利，2011，（12）:25-27.

［2］杜君，王忠武.大坝自动监测系统在桃山水库工程中的应用［J］.黑龙江水利科技，2010，（05）:220.

［3］刘福林，许兴权.清河水库大坝自动监测、水文自动测报系统［J］.黑龙江科技信息，2010，（21）:303+89.

［4］苏强生.大坝安全自动监测系统在石壁水库的应用研究［J］.水利科技，2009，（02）:57-59.

编辑：刘长垠韦诗佳

TV698.1

B

1673-8853（2017）07-0091-02

2017-4-20