水库大坝安全监测系统应用案例

一、案例背景

我国是山川、河流众多的国家，河流湖泊密布，特别是中小河流，错综交互，如此众多的河流，极易造成洪水灾害，为防止洪水灾害，大力兴建水库。水库给人们带来便利的同时也存在巨大的安全问题，水库蓄水量巨大，一旦发生暴雨极易引发溃坝现象。

江苏省安徽水科院委托我司对石塘罗、陈郢、赵八港、丘陵区等水库研发了一套大坝安全在线监测系统。利用物联网技术对大坝的水位、渗压、渗流等进行实时在线监测，超限预警，实现24小时无人值守。有助于水利部门有关人员实时动态的掌握水库运行信息，为水利部门提供相对全面、准确的信息。

二、系统架构

本系统采用正弦式渗流计、渗压计、闸口开度仪传感器采集水库的实时渗流量、渗水压、水位等参数并通过正弦信号传输至水库安全监测终端MCU进行数据解析存储，边缘计算后将有效数据通过4G方式上报大坝安全监测管理平台，同时传输至省级水利监管平台，异常超标及时推送报警信息，方便运维管理人员进行水库大坝安全维护，帮助水利局有效的管理水库动态信息，让水库大坝更方便管理，更安全。

系统架构

三、硬件参数

MTW460SE安全监测信息采集终端

MTW460SI安全监测信息采集终端提供16路正弦接口、 1路RS485接口、2路4~20mA模拟量、2路继电器控制接口，支持同时接入多个正弦传感器、模拟量传感器、RS485传感器。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。

大坝水库安全监测终端MCU

显示屏界面

渗流监测

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。

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。

渗压监测

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。

埋设渗压计，应采用钻孔埋设法，钻孔孔径约为￠80～100mm。钻孔孔深要比渗压计设计埋设高程深40cm以上，成孔后应在孔底灌入粗砂，用透水布内放沙做成砂包裹住渗压力计放入孔中其上铺设中细砂。

渗压计安装就位后应及时测量渗力计初值，根据渗力计编号和设计编号作好记录并存档，严格保护好渗力计的引出电缆。

四、系统功能

• 基础信息：实时显示当前水坝的基本参数信息，同步本地终端数据，包括水库容量、水位等信息；

• 数据监测：实时显示水库的截面渗流压力及渗压压力、水位等信息，根据传感器监测数据，实时更新显示；

• 浸润线：实时展示截面的各监测点位的当前水库的水位、压力面压力、渗流量等信息；

• 数据分析：实时监测数据自动形成分析折线图表，根据趋势走势有利于直观分析水库大坝安全系数，便于及时做出应对措施，防止大坝崩塌；

• 历史数据：支持按时间查询不同时段，大坝的水位、渗流压力等参数，支持历史数据导出备份。

五、项目现场

六、安装案例

水库项目安装案例