一、案例背景

我國是山川、河流眾多的國家，河流湖泊密布，特別是中小河流，錯(cuò)綜交互，如此眾多的河流，極易造成洪水災(zāi)害，為防止洪水災(zāi)害，大力興建水庫。水庫給人們帶來便利的同時(shí)也存在巨大的安全問題，水庫蓄水量巨大，一旦發(fā)生暴雨極易引發(fā)潰壩現(xiàn)象。

江蘇省安徽水科院委托我司對(duì)石塘羅、陳郢、趙八港、丘陵區(qū)等水庫研發(fā)了一套大壩安全在線監(jiān)測系統(tǒng)。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)大壩的水位、滲壓、滲流等進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，超限預(yù)警，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)無人值守。有助于水利部門有關(guān)人員實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的掌握水庫運(yùn)行信息，為水利部門提供相對(duì)全面、準(zhǔn)確的信息。

二、系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)采用正弦式滲流計(jì)、滲壓計(jì)、閘口開度儀傳感器采集水庫的實(shí)時(shí)滲流量、滲水壓、水位等參數(shù)并通過正弦信號(hào)傳輸至水庫安全監(jiān)測終端MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)解析存儲(chǔ)，邊緣計(jì)算后將有效數(shù)據(jù)通過4G方式上報(bào)大壩安全監(jiān)測管理平臺(tái)，同時(shí)傳輸至省級(jí)水利監(jiān)管平臺(tái)，異常超標(biāo)及時(shí)推送報(bào)警信息，方便運(yùn)維管理人員進(jìn)行水庫大壩安全維護(hù)，幫助水利局有效的管理水庫動(dòng)態(tài)信息，讓水庫大壩更方便管理，更安全。

三、硬件參數(shù)

MTW460SE安全監(jiān)測信息采集終端

MTW460SI安全監(jiān)測信息采集終端提供16路正弦接口、 1路RS485接口、2路4~20mA模擬量、2路繼電器控制接口，支持同時(shí)接入多個(gè)正弦傳感器、模擬量傳感器、RS485傳感器。通過4G或者網(wǎng)口聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與上傳網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)端的遠(yuǎn)程監(jiān)測。主要應(yīng)用于水庫結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測場景，可以根據(jù)客戶實(shí)際應(yīng)用場景進(jìn)行定制，滿足客戶定制化需求。

顯示屏界面

滲流監(jiān)測

在上游入水口處布設(shè)1個(gè)水位計(jì)。選擇三個(gè)監(jiān)測斷面，每個(gè)斷面間隔150m。每個(gè)斷面設(shè)置2個(gè)揚(yáng)壓力孔，每個(gè)孔里面放置1個(gè)硅壓式揚(yáng)壓力計(jì)，并在每個(gè)斷面設(shè)置1個(gè)數(shù)據(jù)采集單元。同時(shí)在下游壩趾建三角形量水堰。滲流量觀測采用量水堰計(jì)觀測，量水堰計(jì)布置在排水道側(cè)壁上。埋設(shè)安裝需配置堰板，儀器置于堰板上游1米以外，安裝位置堰槽側(cè)壁開凹槽，儀器固定后凹槽內(nèi)放置礫石濾水。

點(diǎn)位布置

一般設(shè)置在集水溝的直線段上，上下游溝底及邊坡需加護(hù)砌以免漏水，可建造專門的混凝土或砌石引水槽。設(shè)計(jì)堰下水深低于堰口，造成堰口自由溢流。為了獲得準(zhǔn)確的觀測成果，堰壁需與引水槽和來水方向垂直，并且直立。堰板采用不銹鋼板制成，表面應(yīng)平整光滑，將堰口靠下游邊緣制成45°角。量水堰的水尺應(yīng)設(shè)在堰口上游，離堰口距離為3~5倍堰上水頭,水尺刻變度至0.1mn ,為使量水堰上游水流穩(wěn)定,可在水尺上游安裝穩(wěn)流設(shè)備。

滲壓監(jiān)測

壩體浸潤線監(jiān)測：選定3個(gè)觀測斷面，在每個(gè)橫斷面內(nèi)橫斷面內(nèi)從壩頂往下游壩坡布置2個(gè)測壓管，觀測測壓管內(nèi)水位，繪制浸潤面，該方法觀測繪制的浸潤面直觀，一目了然。

埋設(shè)滲壓計(jì)，應(yīng)采用鉆孔埋設(shè)法，鉆孔孔徑約為￠80～100mm。鉆孔孔深要比滲壓計(jì)設(shè)計(jì)埋設(shè)高程深40cm以上，成孔后應(yīng)在孔底灌入粗砂，用透水布內(nèi)放沙做成砂包裹住滲壓力計(jì)放入孔中其上鋪設(shè)中細(xì)砂。

滲壓計(jì)安裝就位后應(yīng)及時(shí)測量滲力計(jì)初值，根據(jù)滲力計(jì)編號(hào)和設(shè)計(jì)編號(hào)作好記錄并存檔，嚴(yán)格保護(hù)好滲力計(jì)的引出電纜。

四、系統(tǒng)功能

• 基礎(chǔ)信息：實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前水壩的基本參數(shù)信息，同步本地終端數(shù)據(jù)，包括水庫容量、水位等信息；

• 數(shù)據(jù)監(jiān)測：實(shí)時(shí)顯示水庫的截面滲流壓力及滲壓壓力、水位等信息，根據(jù)傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)更新顯示；

• 浸潤線：實(shí)時(shí)展示截面的各監(jiān)測點(diǎn)位的當(dāng)前水庫的水位、壓力面壓力、滲流量等信息；

• 數(shù)據(jù)分析：實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)自動(dòng)形成分析折線圖表，根據(jù)趨勢走勢有利于直觀分析水庫大壩安全系數(shù)，便于及時(shí)做出應(yīng)對(duì)措施，防止大壩崩塌；

• 歷史數(shù)據(jù)：支持按時(shí)間查詢不同時(shí)段，大壩的水位、滲流壓力等參數(shù)，支持歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出備份。

五、項(xiàng)目現(xiàn)場

六、安裝案例