□田雪平

（河南省白龜山水庫管理局）

大壩自動監(jiān)測系統(tǒng)在白龜山水庫的應(yīng)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(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測項目土建工程完成的基礎(chǔ)對自動監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行改造。工程安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)是集工程建筑物、傳感器、多功能采集設(shè)備、計算機、自動化和通信技術(shù)一體的系統(tǒng)工程。工程檢測自動化系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測站、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、傳輸介質(zhì)這3個部分組成。

大壩自動監(jiān)測；白龜山水庫；應(yīng)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(qū)，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(shè)計，千年一遇洪水校核，1998年10月進(jìn)行了除險加固工程，達(dá)到兩千年一遇洪水校核，總庫容達(dá)到9.22億m3，是一座以防洪為主、兼顧農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)和城市供水綜合利用的大II型年調(diào)節(jié)半平原水庫。

2 監(jiān)測自動化系統(tǒng)及測控裝置選型

目前國內(nèi)外生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)大都采用分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。由于分布式監(jiān)測自動化系統(tǒng)對不同類型的傳感器可以就近引入現(xiàn)場各個測控單元，經(jīng)測控單元進(jìn)行?！獢?shù)轉(zhuǎn)換，通過通信超短波或者有線方式與監(jiān)測管理中心站的采集計算機連接，將信息傳送到監(jiān)測管理中心站，這種監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集和傳輸具有很高的系統(tǒng)抗干擾能力，極大地提高了系統(tǒng)的運行可靠性。

根據(jù)白龜山水庫大壩水工安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)的選型要求，考慮現(xiàn)有工程安全監(jiān)測系統(tǒng)的實際情況和今后系統(tǒng)擴展，自動監(jiān)測系統(tǒng)采用水利部南京水利水文自動化研究所研制生產(chǎn)的DG-2005型智能分布式大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)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(jiān)測情況

大壩安監(jiān)系統(tǒng)采用超短波電臺將MCU與監(jiān)控主機聯(lián)接，傳輸測量指令和滲壓計測值數(shù)據(jù)。其數(shù)據(jù)的暢通率采用自然統(tǒng)計方法計算：根據(jù)日常測量所設(shè)定的測量周期、測次計算出測值的數(shù)據(jù)量，再統(tǒng)計出監(jiān)測主機采集到的數(shù)據(jù)量，選一時段內(nèi)兩者之比即數(shù)據(jù)暢通率。

表1 測控裝置表

系統(tǒng)試運行355d，設(shè)定系統(tǒng)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(jīng)查，監(jiān)測主機已全部接收到所有1 420個測值，即系統(tǒng)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(jìn)行手工測量，得出數(shù)據(jù)與機測數(shù)據(jù)進(jìn)行比對。測量的方法是用一根標(biāo)有刻度的繩索放入測量管內(nèi)，然后慢慢將繩索下放，當(dāng)繩索接觸到水面時停止下放繩索，同時讀出繩索上的數(shù)據(jù)計數(shù)出水頭的高度，并記錄到測試記錄表2內(nèi)。

表2 測試記錄表

由圖1，圖2數(shù)據(jù)可見：監(jiān)控主機采集數(shù)據(jù)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(chǎn)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(jié)語

圖1 對比過程線圖

圖2 對比過程線圖

試運行時間長，經(jīng)歷了夏、秋、冬以及汛期和雷暴天氣的考驗。設(shè)備在整個試運行的過程中沒有出現(xiàn)過因為工作環(huán)境惡劣或者氣溫低或雷暴天氣等引起的數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定或者丟數(shù)等現(xiàn)象，運行一直保持正常，設(shè)備監(jiān)測到的數(shù)據(jù)和人工監(jiān)測到的數(shù)據(jù)基本吻合，偏差在合理范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)采集軟件簡單易用在整個試用行期間沒有出現(xiàn)過死機或者漏數(shù)等問題，一直保持穩(wěn)定運行經(jīng)過仔細(xì)分析得出如下結(jié)論：該系統(tǒng)各項功能齊全，運行正常，滿足有關(guān)規(guī)范和設(shè)計的要求；該系統(tǒng)的可靠性、數(shù)據(jù)精度、信道暢通率均達(dá)到規(guī)范和設(shè)計的要求；系統(tǒng)運行管理人員已具備了日常維護(hù)管理的知識和技能；系統(tǒng)發(fā)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(tǒng)在最短的時間內(nèi)恢復(fù)正常。

［1］王儒波，陳必平，唐善東，張大偉.大壩安全自動監(jiān)測系統(tǒng)在石梁河水庫的應(yīng)用［J］.江蘇水利，2011，（12）:25-27.

［2］杜君，王忠武.大壩自動監(jiān)測系統(tǒng)在桃山水庫工程中的應(yīng)用［J］.黑龍江水利科技，2010，（05）:220.

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

［4］蘇強生.大壩安全自動監(jiān)測系統(tǒng)在石壁水庫的應(yīng)用研究［J］.水利科技，2009，（02）:57-59.

編輯：劉長垠韋詩佳

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