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柴河水库是一座以防洪、灌溉、供水为主的大Ⅱ型水利枢纽,是辽河防洪体系中的重要工程。30年的运行中历经补强、加固施工,目前基本满足国家规定的安全要求。土坝为粘土薄心墙砂壳坝,质量较差,布设的观测管较多,观测方法采用人工观测,误差大,效率低;观测资料的整理分析方法落后,数据成果滞后,不能及时了解坝体各部分渗流状况。为此,2005年辽宁省供水局批准柴河水库开发建设大坝渗流监测自动化系统。
自动监测项目包括:大坝浸润线、坝基渗流、绕坝渗流、心墙渗水压力、上游坝坡渗水压力、排水导渗降压效能、坝下水位和坝基渗流量八项。根据土坝实际状况,选取浸润线监测断面4个,坝基渗流监测断面2个,心墙渗水压力监测点4个。监测方式采用测压管法(管中置水压传感器)。自动化数据采集采用分布式方式。传感器选用德国生产的水位压力传感器,型号为FMX167;采集系统采用国内开发的SMART2000现场智能测控单元(MCU);系统内部的通讯为数字信号。自动化数据管理分析软件由管理子系统、报警子系统、数据显示子系统、数据操作子系统、数据分析子系统、资料管理子系统等组成。自动化系统解决的主要问题有:用相关系数最大法来准确推算滞后时间,采用回归分析法来分析渗透压力的主要影响因子和进行位势分析,建立了分析评价知识库,对土坝进行综合评价,对坝体当前的安全状况进行评判。
本文的主要内容:
(1)渗流监测的数据采集技术和数据整编分析的理论和方法;
(2)柴河水库土坝渗流监测自动化建设的必要性,水库防洪安全实时监控系统的组成和功能;
(3)渗流监测自动化系统的监测项目和监测点布置;
(4)渗流监测自动化数据采集的方法和设备选型,分析软件的功能和解决的问题;
(5)自动化系统整编分析渗流监测数据的实例,确定柴河水库土坝的实际运行状况,为工程安全和正常运行提供理论依据。