紫坪铺大坝安全监测自动化系统的应用.doc

紫坪铺大坝安全监测自动化系统的应用吴夏中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司摘要：紫坪铺电站工程安全监测管理系统具备灵活的通信与采集方式，具有数据管理、 图形制作、报表制作、远程浏览、文档管理等功能，系统操作与维护便捷，功能 满足电站安全运行需求;其主要特点在于应对突发险情时的功能：（1）在发生险 情人员无法到达监测点进行观测时，自动化可进行远程操作；（2）在发生险情 及突发事件导致电源及信号中断，自动化系统有备用电源及自动存储功能，保 证监测信息不间断关键词：水电站;自动化;监测；1工程概况紫坪铺水利枢纽工程是以发电、供水为主，兼有防洪、环境保护、旅游等综合效 益的大型水利枢纽工程枢纽主要建筑物包括钢筋混凝土面板堆石坝、溢洪道、 引水发电系统、冲砂放空洞、1#泄洪排砂洞、2#泄洪排砂洞等水库校核洪水位 883. 10m,相应洪水标准为可能最大洪水流量12700m3/s;设计洪水位871. 20m, 相应洪水标准为千年一遇（P二0. 1%）流量为8300;正常蓄水位877. 00m,汛限水 位850. 00m,死水位817. 00m,水库总库容11. 12亿，正常水位库容9. 98亿右 岸坝后地面厂房，电站总装机容量4X 190MW，保证岀力168MW,多年平均发电 量34. 17亿k W • h。

该工程为一等，主要建筑物为I级紫坪铺水利枢纽工程 于2001年3月29日正式开工，2005年9月下闸蓄水，2006年5月底最后一台 机组投产发电2008年5刀12日发生的汶川特大地震对紫坪铺水利枢纽工程造 成了一定震损监测系统在震后立即得到临时修复，并于3个月后得到全面修 复为了应对突发情况下的及I］寸监测要求，在3个月内完成了对电站监测系统的 自动化改造自动化改造项FI内容包括四川岷江紫坪铺水利枢纽工程大坝监测自 动化系统大坝安全监测系统计算机设备、网络交换机、数据采集设备、光缆、电 缆、自动化观测元件、相关附件、专用工具的设计、制造、工厂试验、包装、设 备发运、现场开箱检查、现场安装、调试、参加联调试运行、系统验收以及对运 行操作和维护人员的培训等在保证自动化监测系统安全稳定的情况下根据现场 的实际情况进行调整节省投入紫坪铺水利枢纽监测系统建设了 17个自动化监测 站2主要监测项目紫坪铺自动化监测系统共计建立920个测点信息，测点主要分为以下几类：（1） 差阻式仪器:包括内观应变计（组）、无应力计、钢筋计、温度计、测缝计、渗 压计等；（2）振弦式仪器:包括渗压计、量水堰、测缝计、长观孔渗压计、锚索 应力计和多点变位计等；（3）水管式沉降仪系统；（4）引张线式水平位移计；（5） 自动化系统:包括73台DAL2000数据采集装置的安装（含NDA智能数据采集模块 117块，控制模块24个）。

每个DAU箱均配有2个电源、1组电池、一个防潮加 热器组成和端子式浪涌保护器紫坪铺电站现场控制中心及成都远程控制中心站, 中心站由2台数据服务器、2台监测工作站、1台工程师站、1台通讯服务器、1 台A3激光彩色网络打印机及大坝信息管理软件及其他系统辅助设备组成3功能实现3.1主要设计指标指标如下：（1）自动化系统总体功能设计指标:系统应具备巡测和选测、掉电保 护、数据通信、安全防护、自诊断、人工输入数据、24小时不间断数据采集和 报警等功能；（2）系统主要性能设计指标：3•支持24小时不间断运行;b・能采集 模拟量和数字量信号;c.能对差动电阻式、电容式、振弦式、CCD光电式等监测 仪器进行采集;d.可根据用户需要设定测量周期;e.系统测量准确度、可靠性和防 雷性能满足相关规范要求，并具有较强的环境适应性；（3）工程安全监测管理 系统软件主要功能设计指标:系统应具备灵活的通信与采集方式，应具有数据管 理、图形制作、报表制作、远程浏览、文档管理、便捷的系统操作与维护等功能； （4）主要仪器、设备的性能指标:应满足合同和设计要求；（5）自动化系统设备 安装与调试:各种仪器安装位置及方向应正确，安装牢固，部件齐全，完整，标 识清楚，电缆联接稳定、可靠，接线准确无误。

极板接头焊接牢固、防水，绝缘 电阻值大于50MQ;静力水准连通管、渗压计、孔口保护装置、压力表等应安装 牢固、接合处无渗漏3. 2施工实测统计结果统计结果如下：（1）经检验系统已具备巡测和选测、掉电保护、数据通信、安全 防护、自诊断、人工输入数据、24小时不间断数据采集和报警等功能；（2）经 检验测试，系统已达到下列主要性能指标:a.系统完全支持24小时不间断运 行;b.能采集模拟量和数字量信号;c•能对差动电阻式、电容式、振弦式、CCD光 电式等监测仪器进行采集;d.能根据用户需要设定测量周期;e.系统测量准确度、 可靠性和防雷性能满足设计和相关规范要求，并具有较强的环境适应性，完全 能适应本工程的现场使用要求；（3）经检验测试表明，工程安全监测管理系统 软件具备灵活的通信与采集方式，已具有数据管理、图形制作、报表制作、远程 浏览、文档管理等功能，系统操作与维护便捷，功能满足设计要求；（4）经检验, 各仪器、设备的性能指标均满足合同和设计要求；（5）经现场检查和试验，各种 仪器安装位置及方向正确，安装牢固，部件齐全，完整，标识清楚，电缆联接 稳定、可靠，接线准确无误极板接头焊接牢固、防水，绝缘电阻值大于100MQ; 静力水准连通管、渗压计、孔口保护装置、压力表等安装牢固、接合处无渗漏。

4运行情况系统自2011年9月底整体联调完毕并投入试运行以來，各监测点数据能够正常 采集、传输、计算、存储和输岀；现场网络和计算机网络工作组运行正常稳定，信 息传输流畅;软件各项功能运行正常、稳定在试运行考核期间，仪器和设备未 出现系统性故障，系统整体运行工况良好：(1)大坝内部沉降及水平位移2011 年9月进入自动化观测，水管式沉降仪成果值较稳定，相对变化在lmm之间坝 体内部水平位移各测点相对变化在Ornm^O. 30mm Z间，坝体内部整体较稳定；(2) 三向测缝计混凝土面板周边缝的河床段布置了3套，两岸岸坡段各布置了6 套三向测缝计各测点观测和对变化量保持在-0. 74mm、0. 35mm测值基本无变化;(3) 渗压计坝基渗流选择了一个典型断面DAM0+251.00,布置了 10支钢弦式 渗压计在周边缝附近及沿主河槽布置了 10支钢弦式渗压计，以观测坝体的渗 透压力渗压计渗压水头变幅在l・0m以内，整体來看，各渗压计与库水位有一 定相关性，但所测水头与库水位的折减明显，表明坝体防渗系统充分发挥作用；(4) 量水堰2011年10月份，投入观测的量水堰6支大坝右岸边坡排水洞1#、 2#、3#各布置3支，厂房排水洞1#、2#布置2支，坝后布置1支。

监测成果反 映:各测点渗流量较上月变化量在・3. 490L/S〜0. 990L/S Z间5结语及体会(1) 紫坪铺电站工程安全监测管理系统具备灵活的通信与采集方式，具有数据 管理、图形制作、报表制作、远程浏览、文档管理等功能，系统操作与维护便捷, 功能满足电站安全运行需求;从工程安全监测管理系统监测数据来看，紫坪铺所 有监测仪器观测数据呈稳定趋势，变形数值稳定，变形规律为坝体中间部位变 化小，符合坝体变形一般规律，由此可见目前紫坪铺电站坝体变形规律性良好2) 紫坪铺水电站大坝安全监测自动化系统是一个监测面广、监测仪器数量和类 型众多、结构复杂、功能强大的安全监测综合信息管理系统系统建成后，相关 单位可以及吋、全面地了解和掌握各水工建筑物的运行状况，实现现代化的管 理在实现现代管理同时，应对自动化监测数据进行人工比测和定期维护保养， 培养一批专业的运行维护管理人员，不断提高其运行管理水平，争取最大限度 地发挥该系统的作用参考文献[1] 于春泽•李家峡水电站计算机监控系统改造[【)]•西安理工大学，2007.[2] 鲁杰，储华平，孙国强•亭下水库大坝安全监测自动化系统的建设与运行[J]. 水利科技与经济，2011.。