水库大坝安全监测

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水库渗压渗流监测方案

时间:2018-04-12   访问量:1074

  1、概述

  对水工建筑物及其地基内由渗流形成的浸润线、渗透压力、渗流量等的观测。

  其目的是掌握水工建筑物及其地基的渗流情况,分析判断是否正常和可能发生不利影响的程度及原因,为工程养护修理和安全运用提供依据,并可为水利工程的勘测、设计、施工和科研提供参考资料。进行渗流观测时应同时观测上下游水位、水温及其他必要的水文气象项目。


  2、 渗流量监测

  大坝及其基础的渗流监测,是安全监测的重要项目之一。渗流量的布置应结合枢纽布置,对渗漏水的流向、集流和排水设施统筹规划,然后进行渗流量的观测设计。


  2.1 YL-500A量水堰计

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  YL-500A型磁致式量水堰计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。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。

  磁致式量水堰计主要功能有线性测量,绝对位置输出,非接触式连续测量,永不磨损,传感器不用标定及定期维护,输出信号多种选择(RS485、电压、电流),安装简单方便。


  2.2规格及主要技术参数

规格型号

GL-1A

测量范围

0mm~500mm(量程自选)

灵敏度

≤0.01mm

测量精度

≤0.1%F.S

输出信号

RS485

报文方式

自报/召测

调试方式

地址码和波特率自设定

绝缘电阻

≥50Ω

储存温度

-30℃~+70℃


  2.3结构

  YL-500A型磁致式量水堰计由防污管、上端盖、磁致伸缩液位传感器、水平泡、观测电缆等组成。

图片1.png


  2.4工作原理

  磁致伸缩液位传感器主要由测杆、电子仓和套在测杆上的非接触磁浮球组成。测杆内装有磁致伸缩线(波导丝),测杆由不导磁的不锈钢管制成。测量时电子仓发出起始脉冲,起始脉冲在波导丝中传输,产生沿波导丝方向的旋转磁场,当这个磁场与浮球中的永久磁场相遇时,产生磁致伸缩效应,使波导丝发生扭动,这一扭动被电子拾能机构所感知并转换成相应的电流脉冲,测量电路计算出两个脉冲之间的时间差,即可精确地测出被测液位值。

图片2.png



  3、坝体浸润线监测

  对于用河水冲积砂砾料或者是含碎屑量高的软岩做坝体填筑料的部位,必须埋渗压计或者逐节埋花管做成的测压管,以测定坝体的浸润线。当测量周边缝或竖向开裂漏水而垫层料起不到阻水作用,垫层料后的排水又不畅时,必然会抬高坝体的浸润线。浸润线被抬高了的冲积砂砾料坝体是非常危险的,极易失稳溃决。


  3.1 VWP型渗压计

7、渗压计.png

  VWP  型振弦式渗压计适用于长期埋设在水工结构物或其它混凝土结构物及土体内,测量结构物或土体内部的渗透(孔隙)水压力,并可同步测量埋设点的温度。

  振弦式渗压计加装配套附件可在测压管道、地基钻孔中使用,渗压计为全不锈钢结构,24×120mm的灵巧体积,可方便放置在需要测量的狭小部位。振弦式渗压计具有参数识别功能。


  3.2规格及主要技术参数

规格型号

VWP-0.35  

VWP-0.7  

VWP-1  

VWP-2  

VWP-3  

尺寸

最大外径 D/mm   

24

24

24

24

24

参数

长度 L/mm

120

120

120

120

120

 

 

  

性能

 参数

  

   

   

测量范围 KPa

0~350

0~700

0~1000

0~2000

0~3000

分辨率

≤0.025%F.S

拟合精度

≈0.1%F.S/0.5%F.S

测温范围

-40~+80℃

灵敏度

±0.1℃

测温精度

±0.5℃

修正系数 b

≈0.10 KPa/℃

耐水压

测量范围 1.2 倍

绝缘电阻

≥50 MΩ

  注:频率模数F=Hz2×10-3


  3.3结构

  VWP 型振弦式渗压计由透水部件、感应膜板、观测电缆、振弦及激振电磁线圈等组成。

3.png


  3.4工作原理

  当被测水荷载作用在渗压计上,将引起感应膜板的变形,其变形带动振弦转变成振弦应力的变化,从而改变振弦的振动频率。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率,频率信号经电缆传输至读数装置,即可测出水荷载的压力值。同步测量埋设点的温度值。


  4、水位监测

水位计.png

  YSP-G型投入式水位计适用于长期布设在水工建筑物或岩土边坡的测压管内,测量测压管内水位的变化量,亦用于长期监测水库、河流、湖泊等水位的变化量。

  投入式水位计全不锈钢结构,24×136mm的灵巧体积,可方便的放置在1英寸以上的测压管内。投入式水位计为智能传感器,输出信号为RS485物理量,温度、气压自动补偿。


  4.1规格及主要技术参数

规格型号

VWP-0.035G

VWP-0.1G

VWP-0.2G

VWP-0.35G

VWP-0.7G

尺寸

最大外径D

24mm

长度L

136mm

性能

参数

测量范围m

0~3.5

0~10

0~20

0~35

0~70

分辨率

≤0.02%F.S

测量精度

≤0.1%F.S

测温范围

-40℃~+120℃

灵敏度

±0.1℃

测温精度

±0.3℃

输出信号

RS485

耐水压

测量范围的1.5倍

绝缘电阻

≥50 MΩ

工作温度

-30℃~+70℃

  注:投入式水位计信号传输电缆内附导气管,使传感器内腔与大气相通,传感器在测量时自动温度修正及气压补偿,确保测量精度。


  4.2结构

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  VWP-G型投入式水位计由透水部件、硅压传感器、数字电路、密封壳体,信号电缆等组成。


  4.3工作原理

  投入式水位计安装在水体中,荷载水压力将引起硅压传感器感应膜的变形,测量变形量,并使其转换成数字量,经电缆传输至读数装置,显示出被测水位值,不再需要计算。

  VWP-G型投入式水位计采用外壳接地,电缆为双绞屏蔽通气,有效地提高了仪器抗干扰和防雷击的能力。


  5、采集模块

  5.1 MCU型采集模块

  MCU系列数据采集模块可根据上位机或中心站的命令实现巡测、选测或点测、自动巡测以及参数设置等进行功能:

  (1)巡测:即逐点依次自动切换模块的每个通道进行测量,采集对应传感器数据;

  (2)选测或点测:即针对某一个测点或某几个测点对应的通道进行测量采集传感器

  (3)自动定时巡测:指中心站设置了模块采集间隔和采集起点时间,采集模块自动计算采集时间启动进行巡测并自动上传数据(可以关闭自动上传),同时保存采集的数据。模块在不测量时进入休眠模式,功耗仅有40uA。

  具有掉电保护的大容量数据存储功能。MCU内具有掉电保持的存储器,每次测量的监测数据将自动根据测量方式存储指定位置,根据先进先出策略覆盖存储,即存储器存满之后覆盖最早的数据。对存储的实时数据或历史数据,中心站都可以在模块启动之后读出。

  多种通信接口和多种通信模式。MCU支持RS485、GPRS和无线数传电台等可选,可通过RS485或GPRS与中心站实现双向通信,还可根据用户的需要,选配GPRS模块、无线数传模块、无线数传电台等实现无线传输的通信方式。


  5.2模块参数

  产品尺寸:长x宽x高=120x80x55mm(1通道);180x140x60mm(8通道);

  微功耗设计,采用定时开机,完成数据采集及传输后,4-10分钟内无操作CPU进入休眠状态。模块进入休眠状态后,一是当采集周期到来时模块自动启动采集数据并存储,传输数据(自报开关打开);二是如果模块采用RS485通讯时,可以向模块发送任意字节指令唤醒,等待时间超过2s后可对模块进行操作。

  休眠:小于100uA, 485可唤醒

  工作:小于50mA(GPRS),小于10mA(RS485)

  传输采集:小于500mA

  存储容量:可存储超过4000条数据。

  通讯接口:1路标准R485串口通讯。可选配无线GPRS、电台等。

  实时时钟:内部自带时钟,每条数据记录都会记录数据采集的时间。

  供电电压监测,可以实时监测电源电压。

  电源供电:3.7V大容量锂电池,6-24V输入给内置锂电池充电。亦可以采用高容量不可充电电池(一次性电池),工作时间大于1年。

  工作温度:-40℃-+80℃

  工作湿度:5% - 95%

  平均无故障工作时间:MTBF>30000小时

  数据丢失率:小于5‰


  6、软件功能显示界面

  云平台界面介绍,类似如下

1721183015807644.png

  浸润线数据显示


1721183075830285.png

  库水位数据显示


1721183100172525.png

  库水位与浸润线关系图显示



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