水库安全监测解决方案.docx

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1、水库安全监测方案目录1建设背景42雨水情测报43水位流量54声光电65安全监测75.1 渗流量监测85.1.1 总体要求85.1.2 监测点位设计85.1.3 设备选型95.1.4 技术规格95.1.5 施工安装95.2 渗流压力监测145.2.1 总体要求145.2.2 监测点位设计15523设备选型15524施工安装16525仪器安装175.3 表面变形监测185.3.1 总体要求185.3.2 监测点位设计195.3.5 施工安装196通讯、供电及防雷系统设计206.1 通讯系统206.2 供电系统216.2.1 就近供电21622太阳能供电22623220V交流供电226.2.4 本项

2、目供电方案236.3 防雷系统236.3.1 直接雷电防护237平台总体设计241建设背景根据水利部关于印发小型病险水库除除加固项目管理办法和小型水库雨水情测报和大坝安全监测设施建设与运行管理办法的相关要求，斯塔克推出了雨水情测报系统和大坝安全监测全方位的实施方案，可实时监测水库水雨情、大坝变形和坝体渗流等情况，远程控制闸门启闭，视频/图像监控现场实况，实现水库防汛和大坝安全监测预警。为水库安全鉴定、水库除险加固方案制定、防汛指挥调度提供数据依据。水雨情测报与大坝安全监测示意图2雨水情测报雨水情测报站的智能采集设备通过水位、雨量传感器采集水位、雨量数据；经过RTU遥测终端机实现一站多发，将实时

3、雨水情数据分别发送到市水情分中心的前置机；前置机上部署的信息接收软件完成水位、雨量站雨情数据的接收、整编后，将实时雨水情数据存入县级平台数据库和市水文数据库；市水情分中心再将所辖县（市、区）的自动监测站实时雨水情数据通过水情上报系统上报省水情中心。结构流程图如下图所示：物联网湖泊水雨情可视化Si涌系线雨水情测报系统图雨水情测报站的组成：雨量计、水位计、摄像头、RTU遥测终端机、机箱、支架横臂、太阳能供电系统、语音喇叭、声光报警器、LED实时数据大屏等。功能应用1、标配监测温度、相对湿度、风速、风向、大气压力五项参数，RS485通讯，MODBUS通讯；2、风速风向采用超声波监测原理探头，精度高、

4、性能可靠，适用于户外气象恶劣环境领域；3、实现参数采集、可选配我们的无线数据采集器，实现数据自动上传网络平台，手机客户端实时查看数据；4、实时监测气象环境数据，成本低，适合网格化布点；5、体积小、模块化设计，灵活布局；6、可选配GPS定位，电子罗盘，GPRS无线传输；7、数据采集采用高速处理芯片，稳定、抗干扰。3水位流量可以根据现场环境选择多普勒超声波流量计(接触式)或者雷达流量计(非接触式)。4声光电可选用海康威视界限报警摄像头，当人员出现在预警界线内，监测主机自动发动报警信息至管理平台和巡检人员，当巡检人员接到短信或电话报警时，通过手机端安装的APP远程喊话，现场语音大喇叭实时播放语音，如

5、水位超限时也会自动播报当前水位值及其他参数值。Hikvision摄像头特点Al视频监控*内置红外灯，可实现夜视功能* 400万像素，360度全景监控* 420线高清晰度画质* 分析功能：移动侦测、区域入侵、离开区域视频图像功能*对水边滞留人员特征、滞留事件、行为特性进行智能判断、历史案件自动匹配调取。(1)人员预警人员预警是指针对重要监测设备、危险水域安全进行的监控，当人员穿越安全警戒线时，智能摄像机实现主动报警，同时系统可以通过前端喇叭实现语音投放。(2)违法游泳监控在游泳高发区沿岸布置智能分析摄像机，当有人员穿越虚拟警戒线即可主动报警，同时系统可以通过前端喇叭实现语音投放，进行提前规劝离开

6、，防止发生意外事故。（3）非法垂钓在禁止垂钓区域布置智能球机，根据人员垂钓特征：对于特定区域内逗留、徘徊的人进行分析，当目标超过设定的时间，系统会对疑似垂钓行为进行报警。（4）库区内工程车识别识别半拖车、吊车、货柜车、搅拌车、密斗货车、平板货车、全拖车、沙石车、推土机、挖掘机、压路机、一般货车、装载机等工程车和货车，车辆进入水库管理范围内，自动识别并发出警报。（5）人员非法，闯入识别指定管理范围区域，监控范围内的外部人员，自动识别人体，一旦发现有人跨过指定区域，就实时发出预警，短信或电话通知管理人员，管理人员可通过手机APP远程喊话，现场语音大喇叭就会及时发出语音警告。（6）水库大坝出入口人车

7、识别在水库大坝管制的出入口和主要大路路口部署卡口摄像机，能够同时支持人脸、人体、机动车、非机动车捕获抓拍功能，采用深度学习人脸分析算法、车辆分析算法，支持前端人脸比对，支持车辆检测，对车牌识别并抓拍。5安全监测大坝安全监测系统包括大坝渗流量、渗流压力、表面变形监测。建立水库大坝安全预警体系，实时评估水库大坝安全状态，并根据数据绘制过程线图、断面浸润线图、数据年报表、月报表以满足工程管理的需要。大坝渗流渗压监测5.1 渗流量监测5.1.1 总体要求根据小型水库雨水情测报和大坝安全监测设施建设与运行技术指南（征求意见稿）监测布置应符合以下规定：具备渗流量监测条件的小型水库应监测渗流量。渗流量监测设

8、置应根据大坝坝型、渗流特点、渗流水量大小、汇集排水条件等确定。具备渗流量监测条件是指大坝存在渗漏明流、具备渗水汇集条件和便于安装监测设备的情况。渗流量监测应根据大坝渗流情况设置，建设与运行管理办法要求如下：小（1）型水库：存在渗漏明流的大坝应设置1个渗流量监测点，有分区监测需求的根据需要增加监测点；小（2）型水库：存在渗漏明流、坝高15m以上或影响较大的大坝应设置1个渗流量监测点其他情况根据需要设置监测点；不具备设置永久监测点的，可根据渗流量变化情况设置临时监测点。具备渗流量监测条件的副坝可参照主坝要求布设。渗流量监测可采用容积法或量水堰法。其中，容积法适用于小于1L/S的渗流量监测；量水堰法

9、中，渗流量170Ls可采用直角三角堰，70300Ls可采用矩形堰或梯形堰。5.1.2 监测点位设计依据现场实际情况根据规范设计（或参考设计单位文件）5.1.3 设备选型根据系统的实际情况及所要达到的技术指标，并参照土石坝安全监测规范（SL551-2012）,小型水库雨水情测报和大坝安全监测设施建设与运行技术指南（征求意见稿）渗流量监测选用磁致式量水堰计，该仪器适用于长期测量河流、湖泊、水库、坝体等堰槽的水位，是监测水位及流量变化的有效监测设备。该量水堰计采用磁致伸缩液位计作为传感器进行测量，具有分辨率高、稳定性好、性能可靠、响应速度快，工作寿命长等优点。5.1.4 技术规格5.1.5 施工安装

10、（1）量水堰堰板选型：三角堰：当渗流量在170L/s之间时采用（三角堰堰口为等腰三角形，底角为直角。梯形堰：当渗流量在10-300L/s之间时采用（一般采用1：2.5的边坡，底边宽度应小于3倍的堰上水头，一般在0.25与1.5m之间。矩形堰：当渗流量大于50Ls时采用（堰口宽度应为2到5倍堰上水头，一般应在0.25与2m之间）（2）量水堰堰槽施工堰槽是一个尺寸要求严格的平直沟渠，堰槽进口处装有栏污栅，栏住水中的漂浮物。向下游5m处装有不锈钢堰板，堰板上游一侧的地下是一个与堰槽底部相通的小水坑，在小水坑中安装量水堰水位计。在小水坑周边Im以内选择合适的位置彻造混凝土仪器安装墩，电缆穿线管需由支柱

11、内穿埋后接入机箱。图：量水堰实物图(3)量水堰计施工：检查量水堰计安装之前应在现场对磁致伸缩液位传感器、浮子等组件进行检查，确保仪器完好才能安装。量水堰计应安装在堰板的上游100cm处,在堰槽的侧壁做一内凹槽，在底部开一个洞，安装洞的直径应大于。15Cm的孔，低于水面深为IOCm(尺寸见图所示)。在安装洞中插入防污管，查看上端盖上的水平泡调整防污管的垂直度，管四周用水泥砂浆固结，防止砂浆进入防污管。在防污管四周填入清洁细碎石，直至将凹槽填满。电缆的焊接加长因为振弦仪器的输出信号是频率，所以电缆电阻细微的变化、电缆的连接加长,不会影响读数仪测量的读数。标准传感器在出厂时配备3m通气型电缆，通气型

12、电缆的末端通气管上连接有干燥剂管，安装时，需将干燥剂管引至便于检查维护、便于保护的位置；然后可将芯线连接普通型电缆，引至便于日常测量的位置。用于连接的电缆应是高质量的IO0%屏蔽的绞合电缆（带有整体屏蔽的抗干扰芯线）。连接时，将屏蔽线接到一起并接到接地点。焊接前用万用表测量传感器芯线间电阻数值并记录。其中红黑芯线电阻通常为18010W左右；绿白芯线电阻在室温25时应为3kW左右；红黑线对绿白线以及对屏蔽线（裸线）间绝缘电阻应50MW（测量绝缘电阻应使用100V直流兆欧表。万用表测量电阻时应为8）。焊接前将电缆端部剥除外皮，长度约8cm,露出芯线，在剩余电缆外皮部位用砂布或砂纸打毛，长度约3cm

13、o电缆外面套巾12mm热缩套管（长度约14cm）。用剥线钳将芯线剥除0.50.8cm芯线外皮，芯线上套2mm热缩套管。芯线对应颜色对接并拧在一起后，用电烙铁焊锡。焊锡过程应避免虚焊并去除毛刺。5根芯线均需焊接,焊接时注意：将各个芯线接头错开；保证各芯线长度一致，以保证电缆受拉时,各芯线能均匀受力。焊接结束后，将42mm热缩套管推至芯线接头部位，用热风枪将热缩套管热缩于接头部位。最后将12mm热缩套管推至电缆接头部位，用热风枪将热缩套管热缩于接头部位。l2mm热缩套管每端均应压在传感器电缆外皮3cm左右。使用热风枪吹热缩套管时应控制温度，必须使热缩套管内部的热熔胶融化呈透明、流动状态，完全充满接

14、头内部。温度过高会使芯线外皮融化，造成芯线短路,也会造成热缩套管碳化变脆。注意：芯线焊接工作结束后，必须用读数仪进行读数测量检查，并使用万用表测量各芯线间电缆电阻情况。避免因焊接工作造成接头部位芯线短路、断路情况。读取据使用正弦读数仪测量量水堰计，将测量线快速插头插入读数仪的左边插座，将测量线的各色夹子对应连接上量水堰计的输出电缆芯线，红为电源+,黑为电源白为信号A,绿为信号B。注意事项量水堰计安装就位前、后应及时测量读数，根据仪器编号和设计编号作好记录并存档，特别注意保护仪器的信号引出电缆。5.2 渗流压力监测5.2.1 总体要求根据小型水库雨水情测报和大坝安全监测设施建设与运行技术指南（征

15、求意见稿），小型水库雨水情测报和大坝安全监测设施建设与运行管理办法：（1）小（1）型水库土石坝渗流压力监测规定：渗流压力监测横断面根据工程规模、坝型、坝高、坝长、下游影响等情况，设置12个监测横断面，一般设置在最大坝高和渗流隐患坝段，坝长超过500m的根据需要增加监测断面。土石坝每个监测横断面宜设置2-3个监测点，一般设置在坝顶下游侧或心（斜）墙下游侧、坝脚或排水体前缘，必要时在下游坝坡增设1个监测点;下游水位或近坝地下水位监测点根据需要设置;存在明显绕坝渗漏的，根据需要设置绕坝渗流压力监测点。面板堆石坝如需设置应根据情况确定。（2）小（2）型水库土石坝渗流压力监测规定：渗流压力监测横断面根据工程规模、坝型、坝高、坝长、下游影响等情况设置，坝高15m以上的设置1个监测横断面，坝高15m以下的根据需要设置监测断面。土石坝每个监测横断面宜设置23个监测点，一般设置在坝顶下游侧或心（斜）墙下游侧、坝脚或排水体前缘，必要时在下游坝坡增设1个监测点;下游水位或近坝