中國(guó)大多數(shù)中小型水庫(kù)建于六、七十年代,屬“三邊工程”,一方面大部分水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)低、工程質(zhì)量差、淤積嚴(yán)重,有效庫(kù)容萎縮,處于帶病運(yùn)行狀態(tài),另一方面不少水庫(kù)已達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)服役年限,老化嚴(yán)重,水庫(kù)工程潛在的安全隱患突出。水庫(kù)安全度汛一直是我國(guó)防汛抗洪的難點(diǎn)和重點(diǎn),中小型水庫(kù)的安全度汛已成為當(dāng)前全國(guó)防汛工作的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié),大部分水庫(kù)缺少必要的水雨情測(cè)報(bào)及大壩安全監(jiān)測(cè)等設(shè)施,檢查手段落后,隱患很大。一旦發(fā)生局部暴雨洪水,極易引發(fā)潰壩事件,輕則造成財(cái)產(chǎn)損失,重則造成重大人員傷亡或毀滅性災(zāi)害。
在此情況下,建設(shè)水庫(kù)大壩安全自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)水位、雨量、大壩的表面變形、滲壓、滲流、應(yīng)變等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警,成為當(dāng)下水庫(kù)大壩的重要之舉。
鏑鉺智能水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)充分利用現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),通過(guò)相應(yīng)傳感器感知大壩的變形、滲流、應(yīng)力、水文、氣象等數(shù)據(jù),現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程遙測(cè)終端單元通過(guò)無(wú)線或有線的方式采集前端傳感器的信號(hào)并進(jìn)行預(yù)處理和存儲(chǔ),根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸體制要求,遙測(cè)終端自動(dòng)上報(bào)或接收的管理中心的指令后將相關(guān)參數(shù)報(bào)送信息中心,在管理中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、統(tǒng)計(jì)、整編、分析、預(yù)警等,提高大壩安全監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性、可靠性和精度,及時(shí)預(yù)報(bào)大壩承受能力和可能發(fā)生的事件。同時(shí)可通過(guò)先進(jìn)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)觀測(cè)河道、水庫(kù)及涵閘等運(yùn)行情況,為領(lǐng)導(dǎo)決策提供了直觀的圖像信息,系統(tǒng)的建立,可使水利部門(mén)的有關(guān)人員實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的掌握水庫(kù)運(yùn)行信息,為水利部門(mén)提供盡可能全面、準(zhǔn)確的信息。
監(jiān)測(cè)范圍
系統(tǒng)框架
(1)變形監(jiān)測(cè)
變形監(jiān)測(cè)又稱(chēng)變形測(cè)量或變形觀測(cè)。工程變形監(jiān)測(cè)主要包括水平位移、垂直位移監(jiān)測(cè),偏距、傾斜、撓度、彎曲、扭轉(zhuǎn)、震動(dòng)、裂縫等的測(cè)量…… 壩體變形監(jiān)測(cè)包含表面位移、內(nèi)部位移和整體位移,表面和內(nèi)部位移都包含垂直水平位移兩方面。
變形監(jiān)測(cè)可以保障工程安全,監(jiān)測(cè)各種工程建筑物及與工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造的變形,及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常變化,對(duì)其穩(wěn)定性、安全性做出判斷,以便采取措施處理,有效防止事故的發(fā)生。
(2)滲流監(jiān)測(cè)
滲流觀測(cè)是對(duì)水工建筑物及其地基內(nèi)由滲流形成的浸潤(rùn)線、滲透壓力、滲流量和滲水水質(zhì)等的觀測(cè)。工程初次蓄水或擋水時(shí)、泄水時(shí)、上游高水位或水位陡變時(shí)、強(qiáng)烈地震后或工程存在缺陷時(shí),應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)。
掌握水工建筑物及其地基的滲流情況,分析判斷是否正常和可能發(fā)生不利影響的程度及原因,為工程養(yǎng)護(hù)修理和安全運(yùn)用提供依據(jù),并可為水利工程的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工和科研提供參考資料。進(jìn)行滲流觀測(cè)時(shí)應(yīng)同時(shí)觀測(cè)上下游水位、水溫及其他必要的水文氣象項(xiàng)目。工程初次蓄水或擋水時(shí)、泄水時(shí)、上游高水位或水位陡變時(shí)、強(qiáng)烈地震后或工程存在缺陷時(shí),應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)。
(3)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)
應(yīng)力監(jiān)測(cè)一般是指在建構(gòu)筑物施工過(guò)程中,如鋼結(jié)構(gòu)安裝、卸載、改造、加固,混凝土澆筑等過(guò)程,采用監(jiān)測(cè)儀器對(duì)受力結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)的技術(shù)手段,在監(jiān)測(cè)值接近控制值時(shí)發(fā)出報(bào)警,用來(lái)保證施工的安全性,也可用于檢查施工過(guò)程是否合理。
應(yīng)變監(jiān)測(cè)是指由于應(yīng)力的原因,對(duì)建(構(gòu))筑物局部產(chǎn)生的相對(duì)變形的監(jiān)測(cè)。而應(yīng)變量則指的是當(dāng)建(構(gòu))筑物變形后,變形量和建(構(gòu))筑物原長(zhǎng)度的比值,正值表示建(構(gòu))筑物物被拉伸,負(fù)值則表示建(構(gòu))筑物被壓縮了。
(4)溫度監(jiān)測(cè)
溫度監(jiān)測(cè)的壩段應(yīng)選擇其他監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重點(diǎn)壩段,其上的測(cè)點(diǎn)分布應(yīng)根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及施工方法而定。
溫度測(cè)點(diǎn)的位置應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)的狀態(tài),布置在溫度梯度較大的部位;由于氣溫變化相對(duì)較快,壩面或孔口附近的測(cè)點(diǎn)宜適當(dāng)加密。壩體、壩面、基巖、氣溫等區(qū)域的溫度測(cè)點(diǎn)應(yīng)結(jié)合布設(shè),如有能能借用數(shù)據(jù)的測(cè)點(diǎn),則不應(yīng)在該測(cè)點(diǎn)處再另設(shè)某種專(zhuān)門(mén)用途的溫度測(cè)點(diǎn)。
(5)環(huán)境量監(jiān)測(cè)
環(huán)境量監(jiān)測(cè)目的是為了了解環(huán)境量的變化規(guī)律及對(duì)水工建筑物的變形、滲流和應(yīng)力應(yīng)變等的影響。環(huán)境量測(cè)監(jiān)內(nèi)容主要包括水位、庫(kù)水溫、氣溫、降水量、冰壓力、壩前淤積和下游沖刷等項(xiàng)目。
項(xiàng)目案例