水库大坝GNSS位移自动监测系统简介

一、方案背景

我国已拥有水库大坝9.8万余座，其中95%以上为土石坝，95%以上是上个世纪80年代以前建设的老坝。虽然近10年来我国进行了大规模的病险水库除险加固，但水库大坝数量多，土石坝多，出险的几率非常高。大坝作为一种大型水工建筑物，其投资和建成后产生的效果都是巨大的，同时由于其结构、运行环境等因素的复杂性，加上设计、施工、运维的不确定性，如果发生意外变形，失事后造成的灾难也是极其严重的。因此对水利水电大坝运行状态进行持续的实时监测，是十分有必要的，不仅可以为大坝提供安全评估，保证大坝的安全运行，对水库大坝安全自动化监测预警意义重大。

二、系统组成

水库大坝GNSS位移自动监测系统采用无人值守自动化监测，以物联网、互联网、北斗+等技术为理论基础，以自主研发的监测平台及各类传感器为核心，充分利用各种监测手段，建立地表和地下深部的三维立体监测网，对水库大坝坡进行系统、可靠的变形监测。实时监测水库大坝不同部位各类型裂缝的发展过程，岩土体松弛以及局部坍塌、沉降、隆起活动;地下、地面变形动态(包括滑坡体变形方向、变形速速、变形范围等);地下水水位、水量、水化学特征变化;倾斜和大坝各种建筑物变形状况;降雨以及地震活动等外部环境变化等，据此对水库大坝滑坡变形发展和变形趋势作出预测，判断其稳定状态给出水库大坝失稳预警值，指导施工，反馈设计和检验治理效果，了解工程实施后的变化特征，为设计施工及灾害预警提供科学依据。可以把高水库大坝综合在线监测分为四层：感知层、网络层、平台层、应用层。

感知层：实时感应水库大坝监测参数传感器的状态，如GNSS表面位移监测、地下水位、土壤含水率、土压力、和视频监控摄像机，降雨量等前端感知设备;

网络层：支持数据通信，可上、下双向通讯，支持无线蜂窝网络、短信、北斗、PSTN、超短波、ZigBee等通信方式。感应设备可通过监测预警平台的通讯方式，上行发送至监测控制中心平台。

平台层：整合各层设备和系统功能，通过信号的连接，下发平台对前端感应器的命令，上传监测数据的采集、处理、存储和分析，实时联动前端各大监控设备。

应用层：开启信息发布途径，实时展示信息数据和预警信息。

三、系统功能

●24小时实时监测：通过对水库大坝表面沉降、深层沉降、应力应变等实时在线监测，实时掌握边坡的结构变化。

●报表推送：监测结果实时显示发布，定期将监测报表推送给用户。

●多重分级预警：建立三级报警机制，当检测数据异常时，第一时间以短信、传真、广播等形式通知用户，实现综合预警功能。

●应急预案处理：从专家系统中直接提取相应处理方法，及时采取人员介入、封锁道路等措施，将安全隐患消除在萌芽状态。

●结构趋势分析：通过对水库大坝的监测数据分析与安全评价，可实现结构稳定性趋势分析。

●历史资料存储：监测数据的存储，为今后同类工程设计、施工提供类比依据。

四、系统特点

★实时监测：7*24小时无人值守在线实时监测。

★超限预警：当监测数据超出设定的阈值时，可通过抓拍、平台软件、短信通知等方式进行预警。

★现场视频确认：必要时，可通过4G/5G无线网络远程查看现场的实时监控画面。

★联动控制：全方位一站式服务。具有从感知、采集、平台、用户管理等全流程的研发能力，具有多年完整的项目集成经验。

五、系统价值

水库大坝GNSS位移自动监测系统的应用解决了很多问题，尤其是面对局部坍塌、沉降、隆起活动;地下、地面变形动态来袭而总成的人员伤亡以及财产损失，通过系统对监测数据和历史数据的进行分析比对，得出预警信息，为相关部门提供决策依据，保障民众生命财产安全。