科學(xué)技術(shù)大壩監(jiān)測(cè)自動(dòng)思考

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一、*水庫工程概況

*水庫工程建于1974年，1982年投入運(yùn)行，是一座以防洪為主，兼灌溉、發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合利用的不完全年調(diào)節(jié)中型水庫。工程主要由大壩、輸水洞、溢洪道、壩后式電站等四部分組成。大壩為粘土心墻砂殼壩，長(zhǎng)497m，高24?郾5m，壩頂寬6?郾5m，總庫容為2850萬m3，控制流域面積為1536km2，上游河道多年平均流量3?郾0m3/s，多年平均徑流總量1?郾14億m3；輸水洞和溢洪道位于左岸，最大下泄流量為133?郾4m3/s；電站總裝機(jī)為400kW（2×*kW）。水庫運(yùn)行25年來，為保證下游六縣一市、沿湟*萬人的生命財(cái)產(chǎn)安全，20萬畝耕地、10多個(gè)重點(diǎn)城鎮(zhèn)、廠礦企業(yè)及青藏鐵路、109國(guó)道、丹拉高速公路、蘭西拉光纜等國(guó)家重點(diǎn)設(shè)施的安全，發(fā)揮了極其重要的作用，同時(shí)也為緩解湟水流域用水矛盾、下游經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、民族團(tuán)結(jié)進(jìn)步創(chuàng)建等發(fā)揮了良好的社會(huì)綜合效益。

二、大壩自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能介紹

*水庫于*5年結(jié)合除險(xiǎn)加固安裝了大壩安全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要包括大壩監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化，運(yùn)行資料收集、整理和技術(shù)檔案管理的數(shù)字化，管理手段和管理方法的科學(xué)化。

（一）大壩自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置

大壩自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集點(diǎn)、數(shù)據(jù)收集站、數(shù)據(jù)處理中心（主控機(jī)房）、管理分析軟件等幾部分組成，目前我們實(shí)施的主要有壩體滲流壓力、浸潤(rùn)線、繞壩滲流、位移等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。一是壩體位移監(jiān)測(cè)。沿壩軸線設(shè)立了4個(gè)觀測(cè)斷面，形成橫7縱4共28個(gè)觀測(cè)標(biāo)點(diǎn)，并在兩岸設(shè)了16個(gè)基點(diǎn)，定期進(jìn)行人工水準(zhǔn)觀測(cè)，將觀測(cè)資料錄入數(shù)據(jù)處理中心；二是壩基及壩體滲流壓力監(jiān)測(cè)。沿壩軸線方向設(shè)立了橫4縱5共19個(gè)觀測(cè)孔、43個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，利用埋設(shè)在壩體內(nèi)的傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集；三是壩肩繞滲監(jiān)測(cè)。在左、右壩肩分別設(shè)立了4個(gè)和3個(gè)滲透壓力觀測(cè)點(diǎn)，利用埋設(shè)在壩體內(nèi)的傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集。所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中到處理中心后，利用自動(dòng)化管理軟件對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)系對(duì)比分析。

（二）大壩自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能

一是水情工情測(cè)報(bào)功能。自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以及時(shí)、準(zhǔn)確地自動(dòng)測(cè)報(bào)庫水位、來水量、庫容、氣溫氣壓等重要水情數(shù)據(jù)，采集工程工作狀況監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并為監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理分析提供查詢、繪制圖表、打印、對(duì)比分析等服務(wù)。二是安全管理功能。系統(tǒng)具有嚴(yán)格的用戶管理體系和系統(tǒng)自檢功能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自我維護(hù)，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。三是圖像監(jiān)測(cè)功能。通過設(shè)立在壩前、壩后、溢洪道、輸水洞及管理區(qū)的4座圖像監(jiān)視探頭，對(duì)地面情況可進(jìn)行360o、24小時(shí)不間斷監(jiān)控，并可對(duì)監(jiān)控目標(biāo)進(jìn)行錄像和回放，拓寬了管理范圍。

三、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在管理工作中的作用

（一）工作效率大幅度提高

以往傳統(tǒng)的人工觀測(cè)方式方法以定時(shí)定點(diǎn)觀測(cè)為主，其不足之處在于：一是不能實(shí)施連續(xù)觀測(cè)和同時(shí)進(jìn)行多項(xiàng)目觀測(cè)；二是受自然等因素影響大；三是遇汛期及來水異常情況加密觀測(cè)時(shí)，工作強(qiáng)度非常大，且效率低下，滿足不了及時(shí)、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)要求；四是大壩的變形觀測(cè)以及壩基、壩體滲流壓力和繞壩滲流壓力等較復(fù)雜和重要的觀測(cè)任務(wù)，精度不高，效率低下，數(shù)據(jù)匯總、整理、分析工作量大，時(shí)間長(zhǎng)；查詢所需數(shù)據(jù)時(shí)，需翻閱大量的資料，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且十分繁瑣。安裝大壩安全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后，既可對(duì)多個(gè)觀測(cè)項(xiàng)目實(shí)施24小時(shí)不間斷觀測(cè)，根據(jù)要求設(shè)定數(shù)據(jù)采集頻率，又可對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行及時(shí)的匯總、整編、分析和存儲(chǔ)，大大提高了工作效率。

（二）觀測(cè)精度大幅度提高

傳統(tǒng)的觀測(cè)方法是通過人工目測(cè)的方式進(jìn)行的，完全靠觀測(cè)員的經(jīng)驗(yàn)來判斷，這種方法在風(fēng)大浪高、庫面結(jié)冰、雨雪天氣等狀況下，數(shù)據(jù)采集難度較大，觀測(cè)頻率也在一定程度上受到影響，且誤差較大。自動(dòng)化系統(tǒng)中傳感器均設(shè)置在水下或壩體內(nèi)，不受自然條件等外界因素限制，且精度很高。如：自計(jì)水位計(jì)埋設(shè)在水面以下，依靠水壓力完成計(jì)量工作，不受水面情況的影響，同時(shí)誤差小于或等于1cm；壩體滲流量的傳統(tǒng)觀測(cè)方法是通過人工觀測(cè)量水堰水尺的方法進(jìn)行的，測(cè)量精度在1mm左右。通過自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，觀測(cè)精度可達(dá)到0?郾2mm，測(cè)量精度提高了5倍；壩體滲透壓力及浸潤(rùn)線的傳統(tǒng)觀測(cè)方法采用的是人工測(cè)繩觀測(cè)法，觀測(cè)精度為3cm，通過自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，觀測(cè)精度可達(dá)到1cm，測(cè)量精度提高了3倍。有了氣溫氣壓監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，就可以分析預(yù)測(cè)未來幾天的來水量及蒸發(fā)量，等于管理者又多了一雙眼睛。高精度的觀測(cè)數(shù)據(jù)，為綜合分析水庫大壩水情工情提供了翔實(shí)的理論依據(jù)。

（三）水庫大壩的安全運(yùn)行情況實(shí)時(shí)掌握

以往人工施測(cè)頻率低，項(xiàng)目指標(biāo)少，精度低，數(shù)據(jù)整理分析過程長(zhǎng)，難以反映大壩的實(shí)際運(yùn)行狀況。由于缺少水文氣象資料及分析預(yù)測(cè)，只能十分被動(dòng)地面對(duì)來水并實(shí)施調(diào)蓄，極不利于水庫安全運(yùn)行。通過自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在幾分鐘內(nèi)就可完成大壩所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集、匯集、整理工作，并將整理后的結(jié)果進(jìn)行定量分析，繪制監(jiān)測(cè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)分析圖表，真實(shí)反映出大壩的實(shí)際運(yùn)行狀況，管理人員對(duì)工程的整體運(yùn)行情況及水文氣象變化趨勢(shì)一目了然，水庫調(diào)度運(yùn)行計(jì)劃和工程維修養(yǎng)護(hù)方案的制定都有了科學(xué)的依據(jù)，水庫大壩安全運(yùn)行系數(shù)大幅提高。

（四）管理手段、管理方法逐漸步入科學(xué)化發(fā)展軌道

大壩自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建成，技術(shù)資料一次性實(shí)現(xiàn)數(shù)字化存儲(chǔ)，隨時(shí)可進(jìn)行查詢、備份、傳輸、整編、繪制圖表等工作，及時(shí)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，為水庫調(diào)度運(yùn)行與管理提供了可靠的技術(shù)支持，使及時(shí)了解和掌握真實(shí)的工程安全運(yùn)行狀況得到保證，大大提高了水庫運(yùn)行管理的科技含量，對(duì)*水庫傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段及管理方法而言，是一次技術(shù)革命，是一次質(zhì)的飛躍。

四、今后努力的方向

（一）繼續(xù)探索水庫大壩自動(dòng)化建設(shè)的新領(lǐng)域。*水庫自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)只是運(yùn)行管理全面自動(dòng)化的一個(gè)項(xiàng)目，在水庫管理工作中還有如閘門啟閉、遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)傳輸、資源共享等方面的許多領(lǐng)域仍需繼續(xù)探索，拓展自動(dòng)化管理系統(tǒng)的應(yīng)用空間。

（二）加強(qiáng)技術(shù)資料檔案管理工作，盡快健全管理數(shù)據(jù)庫，完成水庫歷年來各類觀測(cè)資料的錄入工作，保證資料的完整性和連續(xù)性。

（三）建立一套適合自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行管理制度，確保系統(tǒng)充分發(fā)揮作用及效益。

（四）不斷強(qiáng)化職工的學(xué)習(xí)，使管理人員能及時(shí)掌握計(jì)算機(jī)操作技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)等方面的新知識(shí)，掌握自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作原理、維護(hù)技術(shù)，打造出一支高素質(zhì)的管理隊(duì)伍。

（五）注重自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方式的協(xié)調(diào)運(yùn)用和相互補(bǔ)充，對(duì)自動(dòng)化設(shè)備采集的異常數(shù)據(jù)要不斷核查、判斷和分析，并與人工觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)，保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性和真實(shí)性。

總之，在科學(xué)發(fā)展觀的指導(dǎo)下，水庫管理工作的現(xiàn)代化是必然趨勢(shì)，也是社會(huì)發(fā)展的必然要求，符合“加強(qiáng)信息化、促進(jìn)科技進(jìn)步和創(chuàng)新”的精神，它必將結(jié)束繁瑣、粗糙、落后的傳統(tǒng)管理模式。*水庫在自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)與運(yùn)用上也是初步的探索，較外省市的發(fā)展還存在著很大的差距，通過我們的努力，在不久的將來，我省水利工程一定會(huì)在自動(dòng)化建設(shè)上迎頭趕上，逐步實(shí)現(xiàn)“僅用一只鼠標(biāo)”就可完成工程運(yùn)行管理的絕大多數(shù)工作，以現(xiàn)代化的管理技術(shù)及管理手段為保障，為構(gòu)建富裕文明和諧的新青海、建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村牧區(qū)提供優(yōu)質(zhì)的水事服務(wù)。