大壩自動監測系統在白龜山水庫的應用

□田雪平

（河南省白龜山水庫管理局）

大壩自動監測系統在白龜山水庫的應用

□田雪平

（河南省白龜山水庫管理局）

文章主要簡述白龜山水庫原有大壩安全監測系統監測項目土建工程完成的基礎對自動監測系統進行改造。工程安全監測自動化系統是集工程建筑物、傳感器、多功能采集設備、計算機、自動化和通信技術一體的系統工程。工程檢測自動化系統由網絡監測站、現場數據采集、傳輸介質這3個部分組成。

大壩自動監測；白龜山水庫；應用

1 概況

白龜山水庫始建于1958年，1966年8月竣工。東西長15.50 km，南北寬4.20 km，占地近70 km2，庫容量6.49億m3。攔河壩長1.64 km，高23.60 m，頂寬6 m。上游有昭平臺水庫，下游有泥沙洼滯洪區，左臨潁河上有白沙水庫，是一座綜合治理沙潁河的水利樞紐工程。下游為京廣鐵路干線、平頂山、漯河、周口三市及豫皖平原，位置至為重要。水庫控制流域面積2 740 km2，其中昭平臺、白龜山水庫間流域面積1 310km2，水庫多年平均降雨量900 mm，多年平均徑流量4.23億m3。水庫工程按百年一遇洪水設計，千年一遇洪水校核，1998年10月進行了除險加固工程，達到兩千年一遇洪水校核，總庫容達到9.22億m3，是一座以防洪為主、兼顧農業灌溉、工業和城市供水綜合利用的大II型年調節半平原水庫。

2 監測自動化系統及測控裝置選型

目前國內外生產廠家生產的監測數據自動采集系統大都采用分布式數據采集系統。由于分布式監測自動化系統對不同類型的傳感器可以就近引入現場各個測控單元，經測控單元進行模—數轉換，通過通信超短波或者有線方式與監測管理中心站的采集計算機連接，將信息傳送到監測管理中心站，這種監測數據的采集和傳輸具有很高的系統抗干擾能力，極大地提高了系統的運行可靠性。

根據白龜山水庫大壩水工安全監測自動化系統的選型要求，考慮現有工程安全監測系統的實際情況和今后系統擴展，自動監測系統采用水利部南京水利水文自動化研究所研制生產的DG-2005型智能分布式大壩安全監測系統。該系統的測控裝置為MCU-1/2M型，其主要組成部分、功能及特點如表1。

3 監測情況

大壩安監系統采用超短波電臺將MCU與監控主機聯接，傳輸測量指令和滲壓計測值數據。其數據的暢通率采用自然統計方法計算：根據日常測量所設定的測量周期、測次計算出測值的數據量，再統計出監測主機采集到的數據量，選一時段內兩者之比即數據暢通率。

表1 測控裝置表

系統試運行355d，設定系統每天8時測量一次，共2個滲壓測值，2個溫度測值，因此共測量了（2+2）×355=1 420個測值。經查，監測主機已全部接收到所有1 420個測值，即系統暢通率P為：100%。

分析選擇兩個斷面的1+350-1和1+351-1兩根測壓管。測試期間，通過對每個測壓管的水頭高度進行手工測量，得出數據與機測數據進行比對。測量的方法是用一根標有刻度的繩索放入測量管內，然后慢慢將繩索下放，當繩索接觸到水面時停止下放繩索，同時讀出繩索上的數據計數出水頭的高度，并記錄到測試記錄表2內。

表2 測試記錄表

由圖1，圖2數據可見：監控主機采集數據并自動計算得到的滲壓水位高程與人工觀測測量計算出來的滲流壓力水頭誤差不超過2～5 cm，產生的誤差主要是由于手工測量引起，滲壓值觀測精度能滿足要求。

4 結語

圖1 對比過程線圖

圖2 對比過程線圖

試運行時間長，經歷了夏、秋、冬以及汛期和雷暴天氣的考驗。設備在整個試運行的過程中沒有出現過因為工作環境惡劣或者氣溫低或雷暴天氣等引起的數據傳輸不穩定或者丟數等現象，運行一直保持正常，設備監測到的數據和人工監測到的數據基本吻合，偏差在合理范圍內，數據采集軟件簡單易用在整個試用行期間沒有出現過死機或者漏數等問題，一直保持穩定運行經過仔細分析得出如下結論：該系統各項功能齊全，運行正常，滿足有關規范和設計的要求；該系統的可靠性、數據精度、信道暢通率均達到規范和設計的要求；系統運行管理人員已具備了日常維護管理的知識和技能；系統發生故障時，承建單位能及時處理，迅速找出故障原因，妥善處理好事故，使系統在最短的時間內恢復正常。

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［3］劉福林，許興權.清河水庫大壩自動監測、水文自動測報系統［J］.黑龍江科技信息，2010，（21）:303+89.

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編輯：劉長垠韋詩佳

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1673-8853（2017）07-0091-02

2017-4-20