岗南水库大坝安全监测系统现状

赵棉
岗南水库位于河北省平山县滹沱河干流上，距省会石家庄市约58km，是海河流域子牙河水系两大支流之一滹沱河中下游重要的大（1）型水利枢纽工程，控制流域面积15900km2，总库容17.04亿m3。水库任务以防洪为主，兼顾灌溉、发电、工业及城市生活用水等综合利用。水库于1958年3月动工兴建，1959年拦洪，后经多次续建、加固，2005年6月增设大坝安全监测系统。
大坝安全监测是通过仪器观测和巡视检查对水利水电工程主体结构、地基基础、两岸边坡、相关设施以及周围环境所作的测量及观察。“监测”既包括对建筑物固定测点按一定频次进行的仪器观测，也包括对建筑物外表及内部大范围对象的定期或不定期的直观检查和仪器探查。
在初期蓄水和长期运行中，大坝都存在着发生事故的可能性。大坝一旦出现异常状态，必须及时发现和处理，否则可能导致严重后果。大坝失事不仅要损失全部工程效益，而且溃坝洪水将使下游人民生命财产遭受毁灭性损失。大坝安全监测是水库工程管理工作中最重要的一项工作。
现将岗南水库大坝安全监测系统现状进行简介。
一、概况　
岗南水库大坝安全监测系统建设于2005年6月，是由南京南瑞集团公司开发的，应用于大坝水平位移、主坝的渗流、绕渗等与大坝安全密切相关的参量，提供测值预报，进行视图分析，描绘趋势曲线。本系统包括岗南水库大坝安全监测系统除观测仪器及其现地监测单元（Mcu）间的电缆之外的全套设备及材料（含软件、缆线）。
二、大坝安全监测系统的总体构成
水库的大坝安全监测系统由三个基本部分组成：
1、现地监测单元
2、网络通信联接
3、大坝安全监测中心
岗南水库大坝安全监测自动化仪器共29个，依据仪器的分布设置3个现地监测单元和大坝安全监测中心。现地监测单元分别为：主坝2个；调度大楼1个。大坝安全监测中心位于岗南水库调度大楼。　
三、岗南水库大坝安全监测仪器的分布情况
1、渗流渗压监测仪器
岗南水库自动观测的项目包括主坝坝体渗流压力观测、坝基渗流压力观测，自动观测仪器为渗压计，型号4500AL，类型振弦式。共安装29支仪器，其中15支仪器电缆引至桩号0+500；14支仪器引至桩号1+150测控单元室内。
水库的大坝安全监测系统分为安全监测仪器部分和自动化网络系统部分。岗南水库的安全监测仪器分布情况如下：
大坝安全监测仪器配置表
序号 MCU位置仪器
名称测量项目仪器数量仪器
型号仪器
类型生产
厂家
小计合计
1 主坝0+500 渗压计坝体侵润线 15 15 4500S 振弦式美国基康
2 主坝1+150 渗压计坝体侵润线 14 14 4500S 振弦式美国基康
合计 29
2、环境量监测仪器
大坝安全监测系统对坝区环境量监测，设置1台雨量计和1只温度计；接入环境监测用的1套测控单元。温度计安装于玻璃钢制成的百叶箱内。
3、通信方式和工作体制
岗南水库大坝安全监测系统采用分层分布开放式数据采集系统，运行方式为分散控制方式，可命令各个现地监测单元按设定时间自动进行巡测、存储数据，并向大坝安全监测中心报送数据。
系统内部的网络通信采用有线联接的方式；通信介质采用光缆。
大坝安全监测中心与水库监控中心通讯采用网络方式；通信介质采用网络线。
四、系统功能
1、监测功能
包括各类传感器的数据采集功能和信号越限报警功能；本系统能按运行要求，对所有接入系统中的各类监测仪器进行一定方式的自动化测量，存储所测数据，并传送到中央控制装置集中储存或处理，在中央控制装置故障、总线故障或系统完全断电情况下，各台测控装置自动按设定时间进行巡测，自动存储数据等待提取。断电后自动运行，时间可持续一周。每台MCU均具备常规巡测、巡测、定时巡测、常规选测、检查选测、人工测量的功能。
2、显示功能
显示建筑物及监测系统的全貌、各现地监测单元的概貌、监测布置图、过程曲线、监控图、报警状态窗口显示等。
3、操作功能
在工业控制机或管理微机上可实现监控操作、输入/输出、显示打印、报告现在测值、调用历史数据、评估运行状态；根据程序执行的状态或系统工作状况发出相应的音响；整个系统的运行管理；包括系统调度、过程信息文件的形成、进库、通信等管理功能；利用键盘调度各级显示画面及修改相应的参数；修改系统配置、系统测试、系统维护。
4、数据通信功能
包括各个现地控制单元与大坝安全监测中心之间的数据通信、大坝安全监测中心与岗南水库监控中心之间的数据通信、大坝安全监测中心与省水利厅监控中心之间的数据通信。
5、综合信息管理功能
包括在线监测、大坝状态的离线分析、预测预报、报表制作、图文资料；数据库管理及安全评估。
6、系统自检功能
系统具有自检能力，每次数据采集过程均首先进行自检，当系统中硬件设备或通信线路发生故障时在中央控制装置显示故障信息，以便及时维护。