大坝安全监测数据粗差识别技术研究
水库大坝安全智能监测系统
水库大坝安全智能监测系统 1.建设目标 建立对大坝安全监测各项指标的评价标准，并在此基础上对大坝进行综合评价，回答大坝安全与否这一关键问题。其次，实现对各类监测数据自动采集和实时处理，根据监测数据和评价结果对大坝安全状态进行实时预警。将牵涉到大坝安全的各类数据通过构建统一的数据库进行存储，并通过统一的系统进行调用和管理。 基于此，针对水库砌石拱坝这一特定坝型，在大坝安全智能监测系统中，应用前沿分析技术和经典方法相结合对大坝安全进行综合诊断，通过实施先进的监测手段和设备，提升对大坝安全状态的感知能力，并将系统高度集成，采用独立编码开发，通过对最新算法进行编程，实现核心技术的领先目标，建立一套适合本工程的大坝安全监测预警和实时安全评估系统，争创全国领先水平。同时，通过监测设备标准化拟定、底层数据库规范和技术指标构建、预留开放式系统接口等措施，实现本项目的可推广性，为福建省推广应用该类系统提供引领示范。 2.建设任务 建设大坝安全监测系统监测设备 补充完善水库大坝坝前水温、坝体位移、大坝应变等监测设施，实现数据实时采集处理，并能进行实时分析，实时评价水库大坝。实现水库大坝安全监测信息化、智能化的要求。 建立大坝综合评价系统
现有大坝安全监测项缺乏对监测值的评价标准和综合判断。针对砌石拱坝这一特定坝型的大坝完全监测问题，综合拟定坝体监测项的监控指标，对大坝实时运行情况进行动态评估，评价内容包括位移测值、趋势判断、裂缝计开度变化等控制指标，通过对异常项数的统计给出整体大坝安全度评价标准，并可按时、按需输出系统监测报告，建立一套适合本工程的大坝安全综合评价系统。 大坝安全监测信息集成系统建设 基于分布式数据库、时序数据库、空间数据库、数据仓库等数据库领域与构建技术，建立监测数据、业务数据、基础数据、空间数据、标准库、模型库等大数据方案的主题数据库。实现大坝安全数据的存储、快速访问、计算与分析挖掘，最终在此基础数据库层面上，建立一套大坝安全管理规范框架结构和技术标准解决方案，实现多元数据融合应用，切实提高水库数据运行效率。 建设基础支撑系统 建设大坝数据中心库、视频监控与大坝巡检、大坝安全信息化三维模块展示系统以及配套的相应的软硬件配套设施，调度中心、机房及会商视频环境改造等。 水库防雷接地升级改造 对水库、启闭机房、调度大楼防雷接地进行升级改造，包括电源线路电涌保护、信号线路电涌保护、监控线路电涌保护、智能电涌（雷电）防护监测管理系统和等电位接地改造等。
水库大坝安全监测自动化与除险加固技术研究 林永松
水库大坝安全监测自动化与除险加固技术研究林永松 摘要：水库大坝的作用就是蓄水、防洪，调节河水流量，大坝的质量关系到河 流两岸和下有生活居民的生命财产安全，所以大坝的安全问题不容忽视。大坝维 护人员要加强对大坝的安全监测工作，提高水坝加固技术方法，在大坝日常管理 工作中，要优先考虑大坝安全问题。大坝安全监测自动化系统，可以精准的控制 水库蓄水量，在水库的安全范围内，最大限能的蓄水。本文将对大坝安全监测自 动化与除险加固技术进行分析。 关键词：水库大坝；安全监测自动化；除险加固技术 大坝的安全问题，除了施工质量不过关外，主要的还有大坝安全监测技术落后、大坝监控人员失误、大坝监测结果误差较大等问题，导致大坝存在安全隐患，一旦发生突发情况，可能就会导致大坝溃堤。所以，当下大坝在前期设计时，就 要提前做好监测工作设计。搭建一套安全系数较高的安全监测自动化系统，有了 先进软件系统还要配合一套先进的除险加固技术，二者同时使用，并结合大坝自 身实时状态，设计一套符合大坝监控系统。安全监测自动化系统优势在于能够全 天实时监控大坝的各项安全问题，还能够对大坝进行除险加固技术完善。监测系 统的安装可以对大坝整体项目进行归纳，通过不断完备大坝安全监测自动化系统，早日追赶上国外水利工程脚步。 一、安全监测自动化系统构成和组织 大坝建设投入巨大，所以为了保证大坝的安全性和使用能够长久，大坝在建 设建设初期要进行项目分析，相关数据的收集分析研究，通过多方面数据汇总设 计一套安全系数最高的大坝建设方案。 1.变形监测 水库大坝变形监测分为两方面：表面变形监测和防渗墙扰度监测。大坝在建 设阶段这俩点就是最为主要的监测方式。在日常工作分析中，大坝表面变形标注 要更改成综合位移标注，综合位移标注还要同还要具备水平和竖向两个方向位移。在监测大坝水平位移变形时候经常使用俩种方式，第一种就是真空激光准直法， 第二种是边角前方交会法。两种监测方式在实际工作中比较分析得出，这俩种监 测方法都可以有效自动化监测，得到监测数据可以满足大坝监测要求。在项目观 测的过程中，需要在大坝左、右岸坝肩进行基础稳定位置的选择，具体的测量方 案可以如图 1 所示。通过对大坝变形观测状态的分析，发现其中共有 5 个断面，5 条视准线，其中共有 25 个综合位移标点，在坝长超过 500m的状态下，需要通过 对相关规范要求的分析，增加中间项目的工作基准点，也就是在中间横断面综合 位移点中进行工作基点的确定。而且，在观测采用边角前方交汇法中，通过两台 测量机器人进行观测，并在观测的过程中进行数据校核以及严密数据的平差分析，在研究中，需要计算误差以及置信度，全面提高观测项目的精确度，并在研究的 过程中保证水平位移观测项目满足观测的基本要求。 图1 安全监测系统测量方案 第二，应力应变监测。在混凝土防渗墙应力应变状况分析的过程中，需要通 过对变形监测系统的分析，进行防渗墙的布设，通常情况下会布设两个防渗应力 应变监测面，每个断面的上游及下游需要布设4支应变计，并将其分别放置在防
大坝安全监测仪器简介
大坝安全监测仪器简介 一、大坝安全监测仪器选型的基本原则 二、监测仪器的检验 三、监测仪器及监测系统的验收 四、监测仪器分类 五、两种主要监测仪器的基本原理 六、主要监测仪器简介 七、国内外数据自动化采集设备
一、大坝安全监测仪器选型的基本原则 1、总原则 大坝安全监测系统的监测项目、测点布置及系统的功能、性能应满足《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）、《土石坝安全监测资料整编规程》（SL169-96）和《混凝土坝安全监测技术规范》（DL/T5178-2003）要求，如建立自动化监测系统，还应满足《大坝安全自动化监测系统设备基本技术条件》（SL268-2001）的要求。 2、监测任务、测量范围的界定及仪器技术性能分析 首先，应明确监测仪器的任务，是变形监测，渗流监测，压力应力监测还是环境量监测？一次还是二次？ 其次，应根据工程实际情况，预测并确定仪器的量程、范围；根据仪器量程范围、工程对监测精度的要求以及相关规范规定，确定仪器精度等级。 第三，选择仪器型式。仪器型式的选择最重要的是仪器的可靠性，在可靠性的前提下，再考虑仪器的精确度或准确度。 第四，技术经济评价。对不同型式的仪器、不同厂家的同类型仪器，比较其采购、运输、室内检测/校准、现场检验、安装方式、可维护性及维护程序、施工期观测及数据处理、（如建立自动化监测系统）占用系统资源等，进行技术、经济评价，选择合适的性价比。 3、监测设施的布设 首先，划分监测项目。 其次，根据监测项目及监测目的，确定监测设施安装/埋设位置（包括平面坐标、高程及相应层位），仪器、设施、设备工程编号（唯一性），并以表、平面图、断面图等形式逐一标注。 4、监测设施的安装/埋设 根据坝的性质（混凝土坝/土石坝？在建坝/已建坝？混凝土坝『重力坝、拱坝、砌石坝』？土石坝『均质坝、心墙坝<宽心墙坝、窄心墙坝？>、斜墙坝、堆石面板坝、复合坝型』？）设计合适的安装方式及施工工艺。 5、监测仪器选型原则 ①监测仪器应采用可靠性好，并经过长期现场考验的仪器设备；大坝安全监测和管理自动化系统，推荐采用分布式自动化数据采集系统。 ②监测仪器应尽可能实现人工比测。
大坝安全监测
浅谈大坝安全监测及其自动化系统 摘要：大坝安全监测具有重要的工程意义，只要建立合理的大坝安全监测机制，溃坝事故时可以避免的。如何通过安全监测及时提供大坝性态及其变化信息，降低大坝风险已成为大坝安全管理者最关心的问题。 关键词：大坝、安全监测、自动化 大坝安全监测的内涵及意义 通常，通过仪器观测和巡视检查对水利水电工程主体结构、地基基础、两岸边坡、相关设施以及周围环境所作的测量及观察，界定为大坝安全监测。监测，既包括对建筑物固定测点按一定频次进行的仪器观测，也包括对建筑物外表及内部大范围对象的定期或不定期的直观检查和仪器探查。 大坝监测与大坝检测在某种意义上有相同之处，均为对水利工程工况及运营性状进行量测。同时，两者也有不同之处，监测重点放在实时监视测量上，检测则重点以规则标准对量测结果作出评判。监测常表现为持续不断的对水利工程性状监视记录，检测多表现为某一时段的检测结果评判。 正在运行的大坝，由于受到各种自然因素的影响，其工程状态和运行情况都在随时变化，所以必须对大坝进行系统全面地检查，随时掌握工程状态，分析判断大坝及基础、岸坡是否能安全运行，予报工程发展趋势及安全度。 可以说，安全监测(包括检查、观测)是大坝安全管理的耳目，是判断水库能否安全运用充分发挥效益的前提，也是检查施工质量、验证设计是否正确的手段，它能为水利科学试验研究供给宝贵的原型观测资料，也为水库除险加固设计和水库调度维修养护提供依据。①总之大坝安全监测是了解大坝安全性态、对大坝安全实施科学管理必不可少的重要手段。 大坝安全监测主要项目 大坝安全监测的范围应根据坝址、枢纽布置、坝高、库容、投资及失事后果等进行确定, 根据具体情况由坝体、坝基推广到库区及梯级水库大坝。大坝安全监测的时间应从设计时开始直至运行管理。大坝安全监测的内容不仅是坝体结构及地质状况, 还应包括辅助机电设备及泄洪消能建筑物等。② 根据大坝安全监测的目的，监测的主要项目有：变形、渗流、压力、应力应变、水力学及环境量等。其中变形和渗流监测是最为重要的监测项目，因为这些监测量直观可靠，可基本反映在各种荷载作用下的大坝安全性态。对大坝的内部性态进行监测也是比较重要的，其监测成果可以用来反馈和检验设计、施工质量。 1.变形监测 大坝在自重、水压力、扬压力、泥沙淤积压力及温度等荷载作用下，会产生变形，变形监测是了解大坝工作性态的重要内容，主要包括表面变形、内部变形、挠度、倾斜、
数据库技术发展趋势
数据库技术领域的发展趋势 1 泛数据研究 2 国际数据库研究界动态 3 主流技术发展趋势 3.1 信息集成 3.2 数据流管理 3.3 传感器数据库技术 3.4 XML 数据管理 3.５网格数据管理 3.6 DBMＳ的自适应管理 3．７移动数据管理 3．8 微小型数据库技术 ３.9 数据库用户界面 1 泛数据研究的时代 数据库技术从诞生到现在,在不到半个世纪的时间里,形成了坚实的理论基础、成熟的商业产品和广泛的应用领域,吸引了越来越多的研究者加入,使得数据库成为一个研究者众多且被广泛关注的研究领域.随着信息管理内容的不断扩展和新技术的层出不穷,数据库技术面临着前所未有的挑战.面对新的数据形式,人们提出了丰富多样的数据模型(层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型、半结构化模型等),同时也提出了众多新的数据库技术（XML 数据管理、数据流管理、Weｂ数据集成、数据挖掘等). 回顾数据库发展之初,数据模型是制约数据库系统的关键因素．E.F Cｏdd 博士(19２3-2003）提出的关系模型充分考虑了企业业务数据的特点，从现实问题出发,为数据库建立了一个坚实的数学基础.在整个计算机软件领域,恐怕难以找到第2 个像关系模型这样，概念如此简单,但却能带来如此巨大市场价值的技术. 关系模型在关系数据库理论基本成熟后,各大学、研究机构和各大公司在关系数据库管理系统(RDBＭS）的实现和产品开发中，都遇到了一系列技术问题.主要是在数据库的规模愈来愈大,数据库的结构愈来愈复杂，又有愈来愈多的用户共享数据库的情况下,如何保障数据的完整性、安全性、并发性以及故障恢复的能力,它成为数据库产品是否能够进入实用并最终
简述大坝安全监测技术探讨
简述大坝安全监测技术探讨 发表时间：2020-03-13T15:20:04.720Z 来源：《福光技术》2019年32期作者：李俊卓 [导读] 在大坝原型中通过利用观测仪器来进行现场测量，以此方式来获取大坝结构变化。本文作者探讨了大坝安全监测技术。 龙滩水电开发有限公司龙滩水力发电厂 547000 摘要：大坝安全监测系统作为一种新型技术，在大坝原型中通过利用观测仪器来进行现场测量，以此方式来获取大坝结构变化。本文作者探讨了大坝安全监测技术。 关键词：大坝；安全监测技术；观测仪器 引言 大型水电站坝址地质条件复杂，多处于高震区和高地应力区，一旦失事，将会给下游人民的生命和财产带来重大损失，因此，对大坝进行安全监测非常必要。为了保障大坝建设以及全生命周期运行过程中的长久安全，100 多年以来，人们一直在探索建设更好大坝的相关理念和技术，大坝的施工与运行管理模式经历了简易工具时代，大型机械化时代，直到今天的自动化、数字化、智能化时代。所谓智能大坝（Idam），是基于物联网、自动测控和云计算技术，实现对结构全生命周期的信息实时、在线、个性化管理与分析，并实施对大坝性能进行控制的综合系统 ; 其基本特征是施工、监测数据智能采集进入数据库，监测数据与仿真分析一体化、施工管理和运行控制实时智能化，减少在大坝结构建设运行过程中的人为干预。 1、工程概况 某水库建立于 1985 年，水库的占地总面积为 160.3 平方公里，并且水库的容量为 4780 万立方米。同时这个水库自从建成到至今，给附近的很多省份和市做出了很大的贡献。但是水库在运行的过程中，也出现了很多方面的问题，例如：在 2005 年，就发生了比较严重的管涌和集中渗漏，这样就很大程度的影响了水库运行的安全，倘若其发生安全事故，不仅会直接影响本市的供水情况，还会造成严重的经济损失。针对这样的现状，水利工作人员对水库进行了排险加固，并且完善了水库安全监测设施，与此同时还采用了比较先进的监测方式对大坝进行监测，这样就可以有效的满足水库大坝的安全监测要求，从而就能确保工程项目的顺利实施和开展。 2、大坝的监测内容 检查观测 检查监测是利用人员本身通过观察、手摸或者利用一些简单的工具对建筑物进行简单的观测。使用仪器观测虽然可以得到更为准确的信息，但一个建筑物的仪器安设点数是有限的，太多的仪器设备不利于经济方面的考虑，另外水工建筑物裂缝、渗水等缺陷部位也不一定反生在仪器设备的观测点上，所以人员的检查观测具有相当重要的地位。有利于及时的弥补仪器的不足，及时的发现异常情况的发生。检查观察主要检测建筑物有无裂缝，在坝脚、迎水坡部位有无塌陷、流土和沼泽化的现象，在伸缩缝部位是否有渗漏，混凝土表面有没有松软、侵蚀的危害，有泄水作用的部位检查有无磨损、剥落金属部位的焊缝、铆钉等是否生锈变形。 仪器的量测 仪器量测既是在相应的建筑部位预设仪器设备，通过规律性的采集数据，来判定建筑物的工作状态。 （1）变形观测变形观测是原型观测中较为重要的一部分，要对土工、混凝土、土坝等建筑物观测水平位移和垂直位移、地基的固结沉降情况、伸缩缝的变形等。（2）渗透观测对于土坝类的渗透观测，浸润线的位置变化情况可以通过孔隙水压力仪来确定，根据结构形式、工程等级以及施工方法和地质情况等定出观测断面，观测断面要能够反应出主要的渗流情况和问题可能发生的地点，根据断面的大小确定测量点数。其他还包括渗流量的观测、绕坝渗流观测、坝基渗压观测、土坝孔隙水压力观测以及渗水透明度观测。对混凝土建筑物的渗透观测还要包括坝基场压力观测和混凝土内部渗透渗透压观测。（3）应力与温度观测以混凝土坝的观测为例，通过在混凝土内部埋设应力应变计和无应力计，来观测混凝土内部因为温度、湿度、化学变化以及应力引起的总应变。无应力计主要用来量测温度、湿度以及化学变化引起的应变，总应变减去这一部分就可以得到有荷载引起的应变，换算成应力，既可得出想要的结果。温度对混凝土坝体也有重要的影响，温度观测要在坝体内布设温度计，在靠近坝体表面、在坝体钢管、宽缝、伸缩缝等附近要加大测点的布设密度，和坝体周围的水文地质条件结合起来，对坝体内部温度的出合理的观测处理。（4）水流的观测 主要对水流形态观测，从而得出水流带给建筑物的作用力，避免不利的水流影响。水流平面形态包括水流的流向、回流、旋窝、折冲水流、翻滚。观测时从泄水建筑物开始向上下游两端一直到水流正常的地方。对于高速水流，要着重观测水流引起的振动、压力以及负压进气量等，观测数据可以提供宝贵的经验资料，为维修维护建立有效的依据。 3、大坝安全监测技术 水库大坝的安全监测，首先应该设计科学的大坝安全监测网络系统，选择合适的测点定时定点对大坝坝体和周边地区进行监测，在洪涝季节，还应该加强人工的观察和巡查。对大坝安全监测进行科学的管理，及时对所测得的数据进行分析，及时发现大坝存在的安全隐患。 大坝安全监测系统的设计 水库大坝的安全问题往往比较隐蔽，如果没有科学的监测系统和相关的仪器设备，有些细微隐变难以及时发现，因此，建立一个科学合理的大坝安全监测自动化网络系统，显得尤为重要。大坝安全监测系统首先应该拥有相关的监测仪器和设备，利用仪器对大坝进行变形监测、渗流监测、应力监测和气象水文监测，同时，还应充分利用现代网络技术，利用大坝安全监测软件和计算机网络技术，将所监测到的相关数据及时自动化反馈到计算机平台上，为专家分析相关数据和资料提供方便。 雨水情数据采集前端 RTU 采集降水、库水位等数据，并按整点或超限上报等方式上报给中心，中心的平台软件将数据汇入到水库群监测数据库（2）图片拍照前端RTU 可通过摄像头对现场定时拍照，并将图片上报中心，中心平台可将图片、雨水情监测量关联查看，以准确了解现场实情（3）数据展示与分析平台可提供 GIS 地图综合数据展示、测站综合数据管理、测站详细监测量管理等多种数据分析与展示方式，便于用户快速了解相关信息，也可对某测站进行深入分析（4）通迅方式中心与前端设备的通信以 GPRS/CDMA 通迅方式为主，短信备份为辅（北斗卫星可定制）（5）数据报表库水位、降水量数据据可以生成曲线及报表，支持打印输出（6）监测站管理中心
湖北省水库大坝安全监测现状及对策
第２８卷第８期帅移海等：湖北省水库大坝安全监测现状及对策 ·７１ · 有简易雨量筒，开展了坝前雨量观测。漳河水库（大１型）布设了位移观测点４１４处，坝体、坝基及绕坝孔隙水压力监测９５处，渗流量监测６处，上下游水位监测４处，降雨量监测２处，大气压力监测２处，并通过系统开发，形成了数据采集及传输、数据库及管理、大坝安全实时评价、实时调度决策支持、系统信息管理等五大系统，为水库安全管理和风险管理提供了科学依据。漳河水库大坝安全监测系统通信结构框图如图１所示。 ２水库大坝监测存在的问题 （１）监测设施。湖北省小型水库除少部分配有坝前水位尺、坝后量水堰及坝址雨量筒外，大多数小型水库无任何大坝安全监测设施。多数中型水库安全监测仍采用人工观测，尚未建成自动化监测系统，难以确保在恶劣条件下数据采集的及时可靠。已建成的监测设施中，有的设施精度低、可靠性差，如个别水库在大坝渗流观测的选型上，使用仅有一道机械密封、用于临时性工程监测的弦式传感器，埋设１ａ后便陆续损坏；有的监测系统布置不合理，缺少某些必要的监测项目；有的甚至因施工期间或移交前期管理混乱，对设施的保护不够，造成人为的意外破坏或损坏。少数大型水库除监测仪器存在上述问题外，在自动化监测系统建成后，因规划不周、仪器稳定性差及防雷系统布设不合理等原因，建成后不足设计使用年限即导致数据自动采集系统瘫痪，无法正常开展监测。此外，各管理单位使用的自动化监测软件的兼容性不强、监测软件版本较多、操作使用方式不一、管理维护成本高、统筹难度大，加之软件系统更新换代速度快，建成后的大坝安全监测系统也难以与市场同步升级。 （２）技术力量。大坝安全监测设计、监理、施 工及运行管理等行业技术力量不足。目前，湖北省大坝安全监测的设计与施工大多以信息化专业较强的公司为主，水工和水文知识较为缺乏，有的项目设计中出现布设不当，如坝前位移观测点布设低于正常蓄水位；有的对仪器量程的选择不合理，导致采集数据精度不够等。有的施工单位无建设大坝安全监测系统的实际经验，埋设队伍不够专业，不能正确的安装埋设各类设备，造成埋设高程不准、埋设中关键性指标漏记等。而建设监理单位工作人员多以水利工程专业为主，缺乏计算机系统集成、电子工程等专业的监理经验，在实施监理过程中采用水利工程监理方式开展大坝安全监测建设的监理。在运行管理方面，大中型水库虽基本均成立了专管机构，落实了编制和经费，大多水库亦配备了大坝安全监测管理人员，但由于水库大多地处偏远、大坝安全监测条件艰苦、待遇低、要求高，人才流失严重。且大中型水库从事专职观测人员中，多数未受专业系统培训，年龄结构日趋老化，监测技术人才缺乏突出。湖北省小型水库多为乡镇管理，大多无专管机构或未落实专管人员，大坝安全监测主要以防汛保安为主，仍处于初级阶段。 （３）资料分析。有的水库仅有观测资料，无分析资料；有的仅停留于日常资料月报表的整编及年度观测结果的初步分析，评价深度亦仅停留于短期定性分析，缺乏系统性与综合性，观测资料分析结果不能完整、客观地反映大坝安全状况；有的因监测资料自身不系统、不完整，加之监测结果精度不够，观测资料无法分析水库工程运行状态的优劣。另外，由于水库大坝各具异性，虽大坝安全监测资料分析的理论、方法和大坝安全管理信息系统等新技术发展较快，但大多未达到实时监控的程度，也未能得出令人信服的安全监测指标。 图１ 漳河水库大坝安全监测系统通信结构框图 Ｆｉｇ．１ ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｄｉａｇｒａｍｏｆｄａｍｓａｆｅｔｙｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆＺｈａｎｇｈｅＲｅｓｅｒｖｏｉ ｒ
大坝安全监测的内涵及扩展参考文本
大坝安全监测的内涵及扩 展参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
大坝安全监测的内涵及扩展参考文本使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 众所周知，大坝是一种特殊建筑物，其特殊性主要表 现在如下3个方面：①投资及效益的巨大和失事后造成灾 难的严重性；②结构、边界条件及运行环境的复杂性；③ 设计、施工、运行维护的经验性、不确定性和涉及内容的 广泛性。以上特殊性说明了要准确了解大坝工作性态，只 能通过大坝安全监测来实现，同时也说明了大坝安全监测 的重要性。事实上，大坝安全监测已受到人们的广泛重 视，我国已先后颁布了差阻式仪器标准及监测仪器系列型 谱、《水电站大坝安全检查实施细则》、《混凝大坝安全 监测技术规范》、《水库大坝安全管理条例》、《土石坝 安全监测技术规范》等，同时，国际大坝会议也多次讨论 过大坝安全问题［1］。
大坝安全监测是人们了解大坝运行性态和安全状况的有效手段。随着科学技术的发展、管理水平的提高及人们观念的转变，大坝安全监测的内涵也进一步加深。为此，笔者从分析影响大坝安全的因素入手，对大坝安全监测的若干问题进行探讨。 1 影响大坝安全的因素 影响大坝安全的因素很多，据国际大坝会议“关于水坝和水库恶化”小组委员会记录的1100座大坝失事实例，从1950年至1975年大坝失事的概率和成因分析中得出大坝失事的频率和成因分别为：30%是由于设计洪水位偏低和泄洪设备失灵引起洪水漫顶而失事；27%是由于地质条件复杂，基础失稳和意外结构事故；20%是由于地下渗漏引起扬压力过高、渗流量增大、渗透坡降过大引起；11%是由于大坝老化、建筑材料变质(开裂、侵蚀和风化)以及施
浅析水利工程大坝安全监测应用技术 付青萍
浅析水利工程大坝安全监测应用技术付青萍 发表时间：2018-04-08T16:24:07.690Z 来源：《基层建设》2017年第36期作者：付青萍 [导读] 摘要：现阶段来看，应用大坝安全监测方案是非常必要的，为了满足提高对已建水利工程安全监测系统评价的有效性，针对现行安全监测技术规范和设计规范对水利工程安全监测系统评价针对性不强的实际，采用风险分析结合现有相关规范比较的方法，对大坝安全监测系统的评价内容进行了分类，对评价依据进行了深入分析，指出了上述各因素之间的关系。 国网江西省电力公司柘林水电厂江西九江 332000 摘要：现阶段来看，应用大坝安全监测方案是非常必要的，为了满足提高对已建水利工程安全监测系统评价的有效性，针对现行安全监测技术规范和设计规范对水利工程安全监测系统评价针对性不强的实际，采用风险分析结合现有相关规范比较的方法，对大坝安全监测系统的评价内容进行了分类，对评价依据进行了深入分析，指出了上述各因素之间的关系。研究认为安全监测系统评价应根据工程安全现状和所面临的风险进行，不同阶段、不同结构形式和不同赋存环境对安全监测的要求不同，安全监测系统评价必须借助安全监测专家的科学分析。 关键词：水利工程；安全检测；安全现状 1大坝安全监测的特点 大坝安全监测具有重要性和严谨性两个特点，要想准确地掌握大坝的运行规律，只有通过对大坝的连续全面观测才能够实现。大坝的安全监测主要包括对大坝坝体的固定测点按照一定频率连续地进行仪器测量、对采集来的数据进行资料整编和分析，通过计算和查证原始观测数据来实现监测资料的连续性与准确性。在监测过程中发现异常或疑点，应立即进行重测和计算。特别是影响大坝安全运行的主要问题，应该及时上报主管部门。 2不同时期工程对安全监测的要求 水利工程的生命周期包括施工期、初蓄期、运行期（除险加固期、除险加固后运行期）和退役期等过程，每个过程中，其安全监测的重点既有相同点也有不同点。施工期面临的安全风险主要包括勘探中未全面了解地质缺陷及施工相互作用、突发气象和地质灾害、卸荷破坏及滑坡、水化热诱导过高温度应力、施工导流和围堰安全、过大过快与不均匀变形、爆破震动、大型机电设备安装等风险源引起的工程安全问题。初蓄水期面临的安全风险主要来自水压力和渗透压力给水工程（包括与工程安全有密切关系的边坡和附属建筑物）带来的安全风险，主要原因或现象包括水压力导致的变形、渗透破坏、压力或渗透压力增加引起的滑动失稳、浸水湿化变形和强度劣化、水锤和水力劈裂等安全风险。正常运行期是水利工程安全风险比较低的时期，其安全风险主要是材料和结构长期缓慢劣化导致工程安全问题和由于突发气象、地质或人为灾害诱导的工程安全问题。在此期间，可以根据工程安全鉴定或评价的结论，结合工程安全监测系统运行情况对大坝安全监测进行优化。除险加固期由于水位变化导致新的不利工况或由于施工开挖诱导的安全风险是除险加固时安全监测必须考虑的问题。对于除险加固过程中采用的新材料、新结构和新施工方法以及用于指导除险加固施工的必须有针对性的安全监测措施。 3案例分析 3.1工程概述 某水电站位于江西省修河干流中游，是一座以发电为主兼顾防洪、灌溉、航运和水产养殖等综合效益的大（1）型水利水电工程，坝址以上控制流域面积9340km2，水库总库容79.2亿m3，为多年调节水库。枢纽工程由主坝、副坝（3座）、溢洪道（2座）、泄洪洞、发电引水系统（2套）、灌溉隧洞和通航建筑物等组成。主坝为粘土及混凝土防渗心墙土石坝；发电进水闸和接头混凝土重力坝紧靠主坝左端，与主坝共同组成挡水建筑物。 3.2监测内容 大坝安全监测系统涉及的工程部位主要有：主坝、Ⅰ副坝、Ⅲ副坝、第一溢洪道、第二溢洪道、F7断层、进水闸、“80山包”、厂区边坡和B厂引渠与进水口边坡、B厂引水发电系统等。布置的监测项目有：平面控制网、水准网、变形监测、渗流监测、应力应变及温度监测（应变计、无应力计、钢筋计、土压力盒、渗压计、锚索测力计等仪器）、环境量监测等。工程运行四十余年，监测系统不断更新改造，近年来主要更新改造项目有：因进水闸坝段部分测孔扬压力增大，2012年在进水闸增设了5根扬压力监测管；厂房后坡测点水平位移偏大，且路面出现了多处裂缝，设计院进行稳定复核后提出了加固处理方案，于2014年增设了一排47根1200KN的预应力锚索，并加装了7套锚索测力计对该部位重点监测。 4自动化系统方案 主坝区大坝渗流、内观监测设施进行自动化改造，建立大坝渗流、内观监测自动化数据采集和信息管理系统，并于2005年投入使用。 4.1通讯部分 监测中心站到Mcu的通讯全部采用了光缆。系统的通讯方式采用自愈式的闭环网络，即接在监控主机COM1口的光端机和9个观测房的9个光端机，通过光缆依次串联，。平时默认为COM1口进行通讯，在其中任意一个光端机出现故障时，系统会自动通过COM2口反向进行通讯，以保证除出现故障的光端机所连接的MCU无法进行通讯、测量外，其它设备可以正常工作。通讯光缆采用直埋式铠装多模光缆，能耐寒、耐潮、阻燃、耐磨、耐化学的腐蚀，能防止啮齿动物破坏，可露天安装或直埋。通讯光缆采用6芯光缆，工作时只需用到4芯，另外2芯作为备用。 4.2电源部分 各观测房的工作电源根据实际情况以及系统设备对防雷的要求，采用不同的供电方式。观测房设备采用太阳能电池板配合大容量蓄电池供电，其余各观测房设备则使用220V市电就近供电。 4.3测控装置 MCU是整个数据自动采集系统的关键设备，是完全智能模块化结构，每个模块均自带CPU，形成整个MCU多CPU并行运行的模式。智能分布式数据采集系统的MCU具有以下功能： （1）测量控制功能 本装置能对接入的各类传感器进行测量，实现巡回检测、单点选测和人工测量。具有便携式计算机接口和键盘显示接口，只要接入一台装有数据采集软件的便携式计算机就可以作为临时中央控制装置：也可采用专用键盘显示器，操作人员在现场进行检查、率定、诊断
数据管理技术发展的三个阶段
数据管理技术发展的三个阶段 数据管理技术发展的三个阶段 数据管理技术的发展可以大归为三个阶段：人工管理、文件系统和数据库管理系统。 一、人工管理 这一阶段（20世纪50年代中期以前），计算机主要用于科学计算。外部存储器只有磁带、卡片和纸带等还没有磁盘等直接存取存储设备。软件只有汇编语言，尚无数据管理方面的软件。数据处理方式基本是批处理。这个阶段有如下几个特点： 计算机系统不提供对用户数据的管理功能。用户编制程序时，必须全面考虑好相关的数据，包括数据的定义、存储结构以及存取方法等。程序和数据是一个不可分割的整体。数据脱离了程序就无任何存在的价值，数据无独立性。 数据不能共享。不同的程序均有各自的数据，这些数据对不同的程序通常是不相同的，不可共享；即使不同的程序使用了相同的一组数据，这些数据也不能共享，程序中仍然需要各自加人这组数据，谁也不能省略。基于这种数据的不可共享性，必然导致程序与程序之间存在大量的重复数据，浪费了存储空间。 不单独保存数据。基于数据与程序是一个整体，数据只为本程序所使用，数据只有与相应的程序一起保存才有价值，否则就毫无用处。所以，所有程序的数据均不单独保存。
二、文件系统 在这一阶段（20世纪50年代后期至60年代中期）计算机不仅用于科学计算，还利用在信息管理方面。随着数据量的增加，数据的存储、检索和维护问题成为紧迫的需要，数据结构和数据管理技术迅速发展起来。此时，外部存储器已有磁盘、磁鼓等直接存取的存储设备。软件领域出现了操作系统和高级软件。操作系统中的文件系统是专门管理外存的数据管理软件，文件是操作系统管理的重要资源之一。数据处理方式有批处理，也有联机实时处理。这个阶段有如下几个特点： 数据以“文件”形式可长期保存在外部存储器的磁盘上。由于计算机的应用转向信息管理，因此对文件要进行大量的查询、修改和插人等操作。 数据的逻辑结构与物理结构有了区别，但比较简单。程序与数据之间具有“设备独立性”，即程序只需用文件名就可与数据打交道，不必关心数据的物理位置。由操作系统的文件系统提供存取方法（读／写）。 文件组织已多样化。有索引文件、链接文件和直接存取文件等。但文件之间相互独立、缺乏联系。数据之间的联系要通过程序去构造。 数据不再属于某个特定的程序，可以重复使用，即数据面向应用。但是文件结构的设计仍然是基于特定的用途，程序基于特定的物理结构和存取方法，因此程序与数据结构之间的依赖关系并未根本改
水库大坝安全监测系统
水库大坝安全监测系统 1. 监测内容、方法及仪器 a. 大坝区降雨强度和雨量监测 采用翻斗式雨量计测量降雨量和降雨强度。 b. 大坝浸润线及坝基渗压监测 通过埋设渗压计来观测坝体的渗流压力分布情况和浸润线位置以及坝基渗 流压力分布情况。 c. 大坝上下游水位监测 通过安装浮子式、振弦式水位计观测大坝的上下游的水位。 d. 大坝坝体位移监测 采用全站仪自动极坐标测量系统监测大坝变形，内外业一体化的工程测量系统可实现无人值守及自动监测。 e. 大坝渗流量监测 在大坝下游设置量水堰，安装量水堰计以监测大坝渗流量。 2. 传感器 可根据实际需求，在监测范围内安装各种传感器。一般常用的有：渗压计、混凝土应变计、应力计、多点位移计、测缝计、水位计、钢筋计、倾角计、测力计、气压计、温度计、压力盒等。 3. 自动监测系统 a. 系统简介 随着计算机技术和电测技术的发展，使得以电测传感器技术为基础的监测项目能实现全天候自动监测。同样，监测系统也具备人工观测条件，通过观测人员携带读数仪或笔记本电脑到各监测站读取数据，并可由人工输入计算机，进入相关数据库。 连续的自动监测可以记录下监测对象完整的数据变化过程，并且实时得到数据，借助于计算机网络系统，还可以将数据传送到网络覆盖范围内的任何需要这些数据的部门。 b. 系统组成 本系统由三部分组成： 1）现场量测部分 2）远程终端采集单元MCU 3）管理中心数据处理部分 c. 系统网络结构 水库大坝安全监测数据采集系统采用分层分布开放式结构，运行方式为分散控制方式，可命令各个现地监测单元按设定时间自动进行巡测、存储数据，并向安全监测中心报送数据。系统MCU之间以及MCU与监控计算机之间的网络通信采用光缆。 安全监测数据采集系统可通过光缆将位于本工程各个监测站内的监测数据 采集上来，然后通过光缆传送到位于管理所的监测中心内的监控主机内。
大坝安全监测技术研究 廖嘎
大坝安全监测技术研究廖嘎 发表时间：2019-06-21T11:06:56.980Z 来源：《电力设备》2019年第1期作者：廖嘎 [导读] 摘要：保证大坝安全运行的重要手段就是对大坝进行安全监测，并确保大坝安全监测系统能长期稳定、实时、精确及可靠地进行数据的采集。 （广西桂东电力股份有限公司合面狮水力发电厂广西省贺州市 542800） 摘要：保证大坝安全运行的重要手段就是对大坝进行安全监测，并确保大坝安全监测系统能长期稳定、实时、精确及可靠地进行数据的采集。国家在大坝安全监测自动化设备的研制和生产方面投入了大量的人力、物力和财力，从而使我国的大坝安全监测技术得以飞速发展。在发展的同时也暴露了一些问题，传统的大坝安全监测技术仍有待于发展，比如要对传感器的可靠性以及稳定性等方面进行优化，要做到因地制宜地选取适合于大坝的安全监测系统。本文就此展开了论述，以供参阅。 关键词：大坝安全；监测技术 1大坝安全监测的重要意义 大坝建造在复杂的水文地质和工程地质环境中，运行中的大坝不仅承受着巨大的水压力和温度等环境荷载，有时还会受到地震荷载的冲击，工作条件极为复杂。同时，由于材料性能、施工过程中造成的人为影响等因素，随着使用年限的增长，大坝也会出现不同程度的老化、病变和裂缝等问题。这些缺陷或隐患若不能及时被诊断发现并解决，将随时可能影响到大坝的安全运行，严重时还会造成灾难性事故。目前，国内已建成大坝8．6万多座，其中大部分是20世纪50～60年代修建的中小型土石坝，这些大坝或没有布设安全监测设备，或设备仪器落后，其病害十分严重。此外，随着时间流逝，一些早年布置了监测设备的大坝也出现了老化和安全问题。大坝安全监测问题已不容忽视，令人欣慰的是：近年来已得到国家的高度重视。造成大坝失事的原因很多，主要有：（1）坝体泄水能力不足或遭遇超标准的洪水；（2）坝体质量和基础存在问题；（3）其他运行管理方面引发的问题。土石坝失事的主要原因是渗透破坏和坝坡失稳，表现为坝体渗漏、坝基渗漏、塌坑、管涌、流土及滑坡等现象。据统计，在失事大坝中，仅有35%是由于其自身泄洪能力不足，也就是勘测设计中存在洪水计算和防洪能力方面的问题；大部分大坝失事仍是由于其他工程原因或运行管理问题造成的，而这些问题却是可以通过加强安全监测及早发现问题并及时处理解决的。因此，建设和完善大坝安全监测设施重要且必需。 2大坝安全监测系统结构 2.1集中式监测数据采集系统 集中式监测数据采集系统只有一台测控单元，安放于远离测点现场的监控室内，测点现场安装切换单元（集线箱、开关箱），由电缆将传感器信号通过切换单元接入到测控单元中。测量时由测控单元直接控制切换单元，对所有测点的传感器进行逐个测量。这种系统在传感器-切换单元-测控单元之间传送的是电模拟量，且连接电缆一般较长，易于受到干扰，所以对连接电缆的要求较高（芯数、阻抗特性、屏蔽、绝缘电阻等）。集中式系统虽然结构简单，但其可靠性较低，且测量时间长，不易扩展等。当测控单元发生故障时，整个系统运行即告中断。 2.2分布式数据采集系统 分布式数据采集系统由计算机、测控单元及传感器组成。这种系统将集中式测控单元小型化，并和切换单元集成到一起，安放于测点现场，每个测控单元连接若干个传感器，测控单元将监测量变换成数字量，由"数据总线"直接传送到监控微机中。分布式数据采集系统与集中式数据采集系统相比，有下列优点：（1）可靠性得到了提高，因为每台测控单元均独立进行测量，如果发生故障，只影响这台测控单元上所接入的传感器，不会使系统全部停测。（2）抗干扰能力强，分布式数据采集系统的数据总线上传输的是数据信号，因此采用一般的通讯电缆即可，接口方便，抗干扰能力强，目前普通采用的通讯制式有RS-232/RS-485/RS-422。（3）测量时间短，每台测控单元可同时进行测量，系统测量时间只取决于单台测控单元的时间，因此测量速度快，特别适合于那些物理量和效应量变化较快的水工建筑物，能够满足实时安全监控的需要。同时，测量速度快，保证了各测点各类监测量在一个几乎相同的短时间内测完，使监测参数基本同步，便于比较分析。（4）便于扩展，只需在原有系统上延伸数据总线，增加测控单元，就可以在不影响原有系统正常运行的情况下扩展系统，将更多的传感器接入。目前在国内已建成的大坝安全监测数据采集系统中绝大部分是分布式监测数据采集系统。 2.3现场总线式数据采集系统 现场总线技术于80年代初提出，经过近二十年的发展，技术上越来越成熟。现场总线是用于现场仪表与测控系统和监控中心之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、多变量、多点、多站的分布式通讯系统，按ISO的OSI标准提供网络服务，其可靠性高，稳定性好，抗干扰能力强，通讯速率快，造价低，维护成本低。现场总线的基本内容是在测控现场建立一条高可靠性的数据通讯线路，实现传感器之间及传感器与监控计算机之间的数据交换。这条数据通讯线路在传输方面不追求商业计算机网络那种高速度，而把注意力集中在系统的可靠性方面。在可靠性方面，不是简单采用传统的多机冗余方式，而是试图提高网络自身的可靠性。在这种网络中，引入自带测量、状态检测、控制器和数据通讯能力的智能传感器，组成现场总线监测网络，原来前置机的测控功能和数据通讯功能，被下装到传感器中，而原来的系统管理、后台数据处理、系统组态等功能被上装到管理级计算机中。在这种系统中，系统监测功能和监测点可根据需要在网络上的任何一点灵活设置，实现动态组态功能。 3针对大坝安全监测采取的有效措施 3.1加强组织管理工作 部分管理层对大坝的安全监测问题不够重视，他们将工作重心放在了投资建设方面，不能意识到大坝安全监测的重要性。因此，为了防患于未然，需要大力提高管理层对大坝安全性的认识，使其意识到组织管理工作的重要性。管理人员要制定好相关的规章制度，做好考核与监督工作，通过管理使大坝安全监测工作顺利进行，这样才能尽可能避免因人为因素而导致大坝安全监测方面发生的意外情况。 3.2提高水利工程大坝安全监测技术人员的专业素质 目前，我国水利工程大坝的安全监测技术人员都存在专业素质不高的问题，为了加强对我国水利工程大坝的安全监测控制，水利部门要提高安全监测技术人员的专业素质。首先，要定期地对安全监测技术人员进行培训，加强对安全监测技术人员的操作培训，特别是在引进相关的安全监测计算机系统和信息系统等技术的情况下，要保证这些先进系统的运行，就必须提高安全监测技术人员的专业素质，保证技术人员能熟地练操作这些系统，从而更好地对水利工程大坝开展安全监测，保证水利工程大坝的安全运行。
大坝安全监测的作用及发展
大坝安全监测的作用及发展 摘要：本文对大坝为主的水工建筑物安全监测的内容作了简单的概括，着重分析了其对于水工建筑的作用及意义，并对安全监测技术的发展作出了分析和展望。 关键词：大坝监测；数据观测；技术展望 大坝安全监测是人们了解大坝运行状态和安全状况的有效手段和方法。它的目的主要是了解大坝安全状况及其发展态势 , 是一个包括由获取各种环境、水文、结构、安全信息到经过识别、计算、判断等步骤 , 最终给出一个大坝安全程度的全过程。此过程包括 : 通过各种信息的获取、整理和分析 , 给出大坝安全评价 , 控制大坝安全运行 ; 校核计算参数的准确性和计算方法的实用性 ; 反馈施工方法的正确性 , 改进施工方法和施工控制指标 ; 为科学研究提供现场资料 , 检验各种理论、校正各种模型和参数 , 协助找出实测规律和辅助成因分析等。 1 大坝的监测内容 1.1 检查观测 检查监测是利用人员本身通过观察、手摸或者利用一些简单的工具对建筑物进行简单的观测。使用仪器观测虽然可以得到更为准确的信息，但一个建筑物的仪器安设点数是有限的，太多的仪器设备不
利于经济方面的考虑，另外水工建筑物裂缝、渗水等缺陷部位也不一定反生在仪器设备的观测点上，所以人员的检查观测具有相当重要的地位。有利于及时的弥补仪器的不足，及时的发现异常情况的发生。检查观察主要检测建筑物有无裂缝，在坝脚、迎水坡部位有无塌陷、流土和沼泽化的现象，在伸缩缝部位是否有渗漏，混凝土表面有没有松软、侵蚀的危害，有泄水作用的部位检查有无磨损、剥落金属部位的焊缝、铆钉等是否生锈变形。 1 . 2 仪器的量测 仪器量测既是在相应的建筑部位预设仪器设备，通过规律性的采 集数据，来判定建筑物的工作状态。 （1）变形观测 变形观测是原型观测中较为重要的一部分，要对土工、混凝土、土坝等建筑物观测水平位移和垂直位移、地基的固结沉降情况、伸缩缝的变形等。 （2）渗透观测 对于土坝类的渗透观测，浸润线的位置变化情况可以通过孔隙水 压力仪来确定，根据结构形式、工程等级以及施工方法和地质情况等定出观测断面，观测断面要能够反应出主要的渗流情况和问题可能发生的地点，根据断面的大小确定测量点数。其他还包括渗流量的观测、绕坝渗流观测、坝基渗压观测、土坝孔隙水压力观测以及渗水透明度观测。对混凝土建筑物的渗透观测还要包括坝基场压力观测和混凝土内部渗透渗透压观测。