淤地坝安全监测预警系统是一套集传感器技术、数据采集与传输技术、数据分析处理技术、预警模型和应急响应机制于一体的综合平台。它像给淤地坝装上了“眼睛”和“大脑”,持续“感知”其健康状况,并在发现危险征兆时及时“报警”。
一、渗流监测设备
1.渗压计(孔隙水压力计)
功能:监测坝体浸润线位置、坝基渗透压力,判断渗流稳定性。
安装位置:坝体内部(沿坝高分层布设,重点在坝基、坝肩、排水体附近);坝后排水棱体下游;潜在滑动面区域。
技术要点:采用振弦式或压阻式传感器,精度±0.1%FS;埋设深度需根据地质勘探数据确定,避免机械损坏。
2.量水堰计
功能:测量坝后渗流量,分析渗流异常变化。
安装位置:坝脚排水沟或集水井出口处。
技术要点:三角堰/矩形堰可选,配备超声波水位计;需定期清理淤积物保证精度。
二、变形监测设备
1.GNSS位移监测站
功能:实时监测坝体表面水平/垂直位移。
安装位置:坝顶、下游坡肩、坝脚;地质薄弱带(如裂缝区)。
技术要点:定位精度:水平±2mm,垂直±3mm(RTK模式);需防雷、防风设计。
2.测斜仪
功能:监测坝体内部深层水平位移。
安装位置:钻孔埋入坝体内部(深度需穿透潜在滑动面);
沿坝轴线每30~50m布设一孔。
技术要点:采用固定式或移动式探头,精度±0.1mm/m;导管需与坝体紧密结合。
三、环境监测设备
1.雨量计
功能:实时监测降雨强度,预警洪水风险。
安装位置:坝顶或附近空旷高地(避免遮挡)。
技术要点:翻斗式或雷达式,分辨率0.1mm;数据需与库水位联动分析。
2.水位计
功能:监测库水位变化,辅助调度决策。
安装位置:坝前静水区(浮子式/雷达式);输水涵管入口(压力式)。
技术要点:量程覆盖死水位至校核洪水位;雷达水位计精度±1cm。
四、视频监控设备
1.高清球机摄像机
功能:实时监视坝体表面、溢洪道、泄水口状态。
安装位置:坝顶制高点(全景覆盖);下游坡脚(监视渗漏、管涌);溢洪道控制室。
技术要点:200万像素以上,支持透雾、夜视功能;具备AI分析能力(如自动识别水面漂浮物)。
五、预警发布设备
1.声光报警器
功能:现场险情警报(如位移超限、水位骤升)。
安装位置:坝顶管理房;下游村庄入口处。
技术要点:声压≥120dB,闪光覆盖半径500m;支持远程无线触发。
2.无线预警广播
功能:向下游居民发布疏散指令。
安装位置:下游村落、道路节点。
技术要点:4G/5G联网,支持定时/应急播报;太阳能供电备用。
六、数据采集与传输系统
1.数据采集终端(RTU)
功能:汇集传感器数据,远程传输至监控中心。
安装位置:坝顶监测房(防水防尘箱体内)。
技术要点:支持RS485/Modbus/LoRa等协议;内置4G/北斗双模通信。
2.太阳能供电系统
功能:为野外设备提供稳定电力。
安装位置:监测站附近无遮挡区域。
技术要点:光伏板≥200W,蓄电池容量≥100Ah;支持30℃~60℃宽温运行。
七、设备布设原则
1.针对性:根据坝型(均质坝、心墙坝)、风险等级(大/中/小型)确定设备密度;
2.冗余性:关键参数(如位移、渗流)需交叉验证;
3.实时性:高危坝体采用分钟级数据采集频率;
4.防破坏:野外设备需防盗、防雷、防生物啃咬设计。