中小型智慧大坝安全在线监测系统应用案例

一、项目背景

随着社会经济的迅速发展，我国水资源利用率越来越高，各类水利水电工规模进一步扩大。在抗洪救灾、水利发电等方面带来巨大的经济和社会效益。但受多种因素影响，大坝的安全问题日益严重。大量工程实践证明，为保证大坝安全、稳固，建议健全大坝安全监测系统具有重要的现实意义。大坝安全在线监测主要对大坝形变、渗压、渗流等进行监测。随着物联网时代的发展，传统的人工巡检已经无法满足需求，且滞后性严重，往往在事故发生后才后知后觉，急需要机器代替人为值守。大坝安全在线监测系统能真实的反映大坝的真实运行状态，有效修正缺陷，维护大坝的安全运行，在抗灾、安全预警等方面发挥着重要作用。

贵州某水库大坝急需通过科学的管理方式代替传统的人工巡检，漫途为其搭建了一套大坝安全监测系统，结合物联网、大数据分析技术对大坝进行实时监测，分析各项指标，建立标准监测方法，助力管理大坝结构安全，降低大坝事故的同时大大减少了运维成本。

二、系统架构

本系统通过采集大坝的渗压、渗流参数，并通过数采终端将数据发送至云端服务器进行数据分析、处理，控制中心根据服务器传输数据进行实时看板展示当前各监测点位的实时健康状况，监测点渗压、渗流实时折线图表分析，异常数据支持微信端及时通知管理人员进行维护，确保大坝正常蓄水，为大坝提供24小时无人在线值守，为大坝正常运作保驾护航。

三、硬件参数

1.MTW460SE安全监测信息采集终端

1.1产品介绍

MTW460SE安全监测信息采集终端提供多路RS485接口和4~20mA模拟量采集接口，可以接入模拟信号传感器或是RS485设备。通过4G或者网口联网，实现数据实时采集与上传网络服务器，实现平台端的远程监测。主要应用于水库结构安全监测场景，可以根据客户实际应用场景进行定制，满足客户定制化需求。

1.2产品参数

采用高性能工业级处理器;

采用金属碳钢外壳，防护等级IP65，太阳能供电;

支持RS485串口设备数据采集，

支持4~20模拟信号采集、开关量信号采集、继电器控制输出;支持应力、应变、土压、位移、沉降、倾斜、水文、气象、坝体温度、库水位、孔隙水压力、绕坝渗流、坝体浸润线、坝基杨压力、围岩渗透压力等采集接入。

2.渗流监测

2.1监测原理

在上游入水口处布设1个水位计。选择三个监测断面，每个断面间隔150m。每个断面设置2个扬压力孔，每个孔里面放置1个硅压式扬压力计，并在每个断面设置1个数据采集单元。同时在下游坝趾建三角形量水堰。渗流量观测采用量水堰计观测，量水堰计布置在排水道侧壁上。埋设安装需配置堰板，仪器置于堰板上游1米以外，安装位置堰槽侧壁开凹槽，仪器固定后凹槽内放置砾石滤水。

量水堰计安装剖面图

2.2技术参数

GL-1A型磁致式量水堰计主要技术参数

2.3点位布置

一般设置在集水沟的直线段上，上下游沟底及边坡需加护砌以免漏水，可建造专门的混凝土或砌石引水槽。设计堰下水深低于堰口，造成堰口自由溢流。为了获得准确的观测成果，堰壁需与引水槽和来水方向垂直，并且直立。堰板采用不锈钢板制成，表面应平整光滑，将堰口靠下游边缘制成45°角。量水堰的水尺应设在堰口上游，离堰口距离为3~5倍堰上水头,水尺刻变度至0.1mn,为使量水堰上游水流稳定,可在水尺上游安装稳流设备。

3.渗压监测

3.1设计原理

坝体浸润线监测：选定3个观测断面，在每个横断面内横断面内从坝顶往下游坝坡布置2个测压管，观测测压管内水位，绘制浸润面，该方法观测绘制的浸润面直观，一目了然。