梅風波

（河北省邢臺市朱莊水庫管理處，河北 邢臺 054000）

大壩安全監(jiān)測是指在大壩原型中設置對應的觀測儀器來展開現(xiàn)場測量，通過測量獲取到相關的數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)來判斷和分析大壩結構的變化。數(shù)據(jù)的精確度和系統(tǒng)設備的技術能力及老化程度息息相關，如果設備老化過度，就會導致傳輸數(shù)據(jù)失真，從而讓監(jiān)測人員沒法獲取準確的數(shù)值，導致監(jiān)測行為失去精確性。故需要就安全監(jiān)測系統(tǒng)的自動化采集系統(tǒng)進行更新，讓測量精確度得到大幅度的提升，本文研究中將基于某水庫大壩工程，探討水庫大壩的安全監(jiān)測自動化設計思路。

1 水庫大壩工程概況

該水庫位于河流主干線上，是一座以防洪、灌溉為主，發(fā)電為輔的綜合利用的大型水利樞紐工程，由溢流壩、非溢流壩、泄洪底孔、放水洞、發(fā)電洞、高低電站及南、北干渠渠首建筑物等組成?？刂屏饔蛎娣e1220km2，總庫容4.162億m3，調(diào)洪庫容2.08 億m3，興利庫容2.285 億m3，大壩為混凝土漿砌石重力壩。溢流壩布置在河床段，全長111m，分八、九、十共三個壩段，溢流堰堰頂建閘6 孔，單孔凈寬14m，堰頂高程243.0m，為克-奧（Ⅱ）型曲線。非溢流壩布置在兩岸，由左岸非溢流壩段和右岸非溢流壩段組成，壩頂全長433m，壩頂高程261.68m，壩頂寬6m；左岸非溢流壩段壩頂長194.5m，在壩軸線樁號0+218 處設拐點，拐角26°00′38″，右岸非溢流壩段壩頂長238.5m。泄洪底孔布設在河床溢流壩段（八、九、十壩塊）的3 個中墩內(nèi)，共設3 孔，進口底高程210.0m，孔口尺寸為2.2m×4m，底孔下游以曲線段與溢流面平順銜接。水庫正常蓄水位251m，防洪高水位255.15m，設計洪水位255.30m，校核洪水位258.90m，汛限控制水位242m，死水位220m。

2 大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)設計

2.1 模塊設計

自動化安全監(jiān)測系統(tǒng)的構建十分復雜，它主要由滲壓計、頻率測量、庫位水位測量等多個部分組成，技術人員在設計水庫大壩的安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)時，需要結合溫度、雨量、大氣氣溫等監(jiān)測內(nèi)容對監(jiān)測系統(tǒng)進行良好的設計與改造。

在該大壩的監(jiān)測模塊組件中，有5 條視準線，5 個測站，5 個后視點和49 個測點，其中，在壩頂AB 向有9 個測點，視線長532.66m，壩頂BC 向有27 個測點，視線長536.56m，溢流壩分水墩下16 九個測點，視線長508.58m，消力池邊墻下165 兩個測點，視線長341.07m，消力池邊墻下208 兩個測點，視線長209.03m。為了實現(xiàn)整個系統(tǒng)的自動化運作，設計師需要設計好數(shù)據(jù)接收處理裝置和數(shù)據(jù)處理裝置，而這二者必須是完全獨立的軟件配置項，兩者需要有不同的運作平臺，這樣才能保障對大壩的溫度、雨量、電壓的最精確化的追蹤和評估，為此在設計自動化監(jiān)測系統(tǒng)時，這兩個軟件的數(shù)據(jù)駐留平臺最好設置為兩臺獨立運行的計算機，避免因為共用一個數(shù)據(jù)處理設備而發(fā)生數(shù)據(jù)接收處理裝置和水庫監(jiān)測數(shù)據(jù)處理裝置在計算過程中搶占計算機CPU，造成數(shù)據(jù)錯誤的問題。當數(shù)據(jù)流向情報分析軟件時，三者之間以高速局域網(wǎng)進行及時通信，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐交?/p>

大壩滲流量觀測有2 處，一處在壩體灌漿廊道的排水溝內(nèi)，另一處設在消力池北邊墻豎井內(nèi)。為了兼顧兩處觀測點，整個系統(tǒng)的設計最好要采取二級三層布置形式，其中的二級又作為現(xiàn)場監(jiān)控與遠程操控級，依據(jù)自動化系統(tǒng)的規(guī)劃要求，保證各個監(jiān)測系統(tǒng)都能夠很好地承擔運行管理職能，由于檢測系統(tǒng)涉及的內(nèi)容較多，因此在結構上最好采用網(wǎng)狀數(shù)據(jù)結構，以多點對多點的形式傳遞信息，讓系統(tǒng)的兼容性比傳統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)更加強大，靈活性更高。如在數(shù)據(jù)反饋方面，二級三層布置形式可以進行連續(xù)性的計算和評估，讓監(jiān)測人員可以從機房中心對大壩情況的監(jiān)視工作保持不間斷、同步化的追蹤。此外，中心機房的前置機也要采取Internet 技術，使監(jiān)測系統(tǒng)擁有擴寬開放性的功能，大壩豎向位移基點兩個，豎向位移的起測點有7 個，觀測標點119 個，因此數(shù)據(jù)的測量歸納十分龐大，需要通過局域網(wǎng)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞處理。這樣在進行監(jiān)測時，就只有極少部分數(shù)據(jù)邏輯是在前端實現(xiàn)，讓客戶端的計算機載荷得到了減輕，系統(tǒng)的維護與升級更加方便，消耗的成本也更低。

2.2 系統(tǒng)設計

B/S 型結構是自動化監(jiān)測系統(tǒng)過程中用于前端數(shù)據(jù)處理技術架構，B/S 型結構在保有了客戶機和數(shù)據(jù)服務器兩層體系結構的基礎上，又增加了Wed 服務器，也就是說在B/S 型結構中擁有兩個服務器，一個是數(shù)據(jù)服務器，另一個是Wed服務器，所起其結構也呈現(xiàn)為接口、Wed 服務器、數(shù)據(jù)服務器三層體系。先看第一層體系，B/S 型結構的第一層體系是接口，接口是實現(xiàn)監(jiān)測人員和系統(tǒng)連接的基礎，也是實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向溝通的必要組成部分，由于B/S 型結構的目的是實現(xiàn)更快、更強、更精準的數(shù)據(jù)信息處理能力，因此B/S 型結構的第一層體系與第二層體系保持緊密的關聯(lián)系[4]。B/S 型結構的第二層體系是Wed 服務器，它的運作原理是，當監(jiān)測人員開始使用B/S 型結構的相應程序對測點進行連接，執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔僮鲿r，B/S 型結構的接口會發(fā)出服務請求，Wed服務器在接受到這層請求信息之后，會對此進行相應的回復，同時通過HTML 代碼將對應信息反饋給使用者。監(jiān)測人員在獲得反饋信息后便能完成對數(shù)據(jù)信息的獲取已經(jīng)處理，此時監(jiān)測人員能夠依靠B/S 型結構的第三層體系，也就是數(shù)據(jù)服務器對數(shù)據(jù)進行提取和保存操作，實現(xiàn)信息處理的精準化、效率化。在B/S 型結構中，第二層體系和第三層體系之間呈協(xié)同工作狀態(tài)，Wed 服務器與數(shù)據(jù)庫服務器對數(shù)據(jù)同步進行處理，前者負責接收請求信息并對操作者給出對應的反饋，而后者則對服務器上傳遞的指令進行協(xié)調(diào)和處理。

在自動化監(jiān)測系統(tǒng)中，B/S 型結構是非常重要的組成部分，它的主要應用目的是幫助工作人員在監(jiān)測過程中更加便捷地找到并瀏覽對應的測點，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)源，并進行傳輸、下載、備份等處理行為，幫助操作者實現(xiàn)高效的自動化監(jiān)測。通過B/S 型結構，操作者可以在監(jiān)測過程中將指令進行精確化和針對化，根據(jù)具體的工作需求和工作標準以正垂線和倒垂線為媒介，向數(shù)據(jù)庫終端發(fā)出特定的工作請求，而工作請求則會通過局域網(wǎng)另一端的服務器處理后反饋給工作人員。B/S 型結構在自動化監(jiān)測系統(tǒng)過程中展現(xiàn)出非常顯著的優(yōu)點，其一是運行和維護上簡單快捷，B/S 型結構的系統(tǒng)組成并不復雜，而且可以讓監(jiān)測人員隨時隨地對大壩的溫度、電壓數(shù)據(jù)進行操作和訪問，這有助于幫助操作者即時了解問題的發(fā)生點，以及快速制定維護方案，保障監(jiān)測過程的正?；\轉。其二是信息的處理和轉換非常簡單，如果監(jiān)測人員想要處理和轉換工作中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，那么僅僅只需要安裝一個服務器和數(shù)據(jù)庫，便能實現(xiàn)高效率的數(shù)據(jù)存納。其三是B/S 型結構對監(jiān)測設備的低要求，除了有著操作簡單快捷的優(yōu)點以外，B/S 型結構對監(jiān)測設備也不需要太過精密的設置，這讓監(jiān)測人員在對測點反饋進行處理時的資源消耗大大降低，性價比有效提高。

3 結語

從本文研究中可見，自動化監(jiān)測系統(tǒng)應用在水庫大壩安全監(jiān)測工作中，不僅能夠確保水庫大壩運行的穩(wěn)定性與安全性，還可以將自動化技術的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮。自動化技術在測量精確、實時性、穩(wěn)定性等方面都發(fā)揮出了不可忽視的作用。由于該系統(tǒng)設計合理，自動化程度高，因此能夠避免水庫大壩異常運行情況的發(fā)生，同時，還為后期系統(tǒng)維護提供了科學的參考意見，這對我國水庫大壩工程建設具有重大意義.