观音阁水库大坝观测自动化系统存在的问题与改造对策.doc

观音阁水库大坝观测自动化系统存在的问题与改造对策
　　摘要：由于大坝安全监测系统对工程安全运行和水库优化调度的重要作用，重点水利工程的大坝安全监测系统建设越来越受重视。文章对观音阁水库大坝观测自动化系统存在的问题及成因进行了分析，提出了完善观测系统的建议与改造对策。
　　关键词：观音阁水库大坝；观测自动化系统；环境监测设计
　　中图分类号：TV698 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）15-0075-02
　　
　　观音阁水库工程是我国北方岩溶地区采用RCD筑坝技术修建的大一型水利工程，坝高82米，坝长1040米。其内部观测项目包括应力、应变、温度、渗压和裂缝观测；外部观测包括大坝水平位移、坝体挠度、坝体倾斜、基岩变形及坝顶、坝基、坝顶和近坝区沉陷等大坝变形观测，渗透流量、绕坝渗流及扬压力等渗流观测和库水位、水温及气温等水文观测。
　　一、大坝观测自动化系统存在的问题及原因分析
　　（一）存在的问题
　　观音阁水库大坝在施工阶段就根据工程设计设置了观测仪器设备，埋设了差动电阻式传感器测量内部观测仪器的测值。于1996年对部分观测设备进行了自动化改造，安装电容式坐标仪和引张线仪实现了垂线和引张线及量水堰的自动化观测、电感式扬压力计实现了扬压力及集水井的自动化观测、同时安装了集中式自动数据采集系统。该系统从设计到生产研制、投入运行的时间跨度较大，数据采集可靠性差，同时系统分析软件落后，只能在DOS平台下工作，大坝观测数据只能存储在坝前监测终端微机，未实现与管理局后方计算机的实时共享，且数据丢失较多。从自动化观测设备的运行效果看，人工与自动测值相差较大，且系统经常出现问题，不能取代人工观测，并且相继处于瘫痪状态。其中集水井的自动化从开始就不能运行，垂线、引张线、量水堰自动化装置于2000年1月瘫痪，扬压力自动化观测系统于2003年1月瘫痪，内观自动化系统于2003年5月28日瘫痪，外部观测项目也完全依靠人工来完成。由于工作环境艰苦且工作量巨大，加之观音阁水库大坝结构复杂，人工观测精度低，不能满足现代化管理要求，整个系统亟待更新改造。
　　（二）原因分析
　　1．经过施工安装和水库运行，内部观测传感器埋设在坝体内十余年，传感器基本上达到预期寿命。另外，当年国内生产的坝体内埋设的传感器基本上是适合常态混凝土筑坝埋设方式，对于碾压式混凝土的施工方法难于满足要求，传感器落后于较先进的筑坝工艺，在施工过程中就有部分设备失效。
　　2．随着时间的推移和设备内部状况的变化，陆续有部分仪器不能正常工作，再加上采集数据的线路老化和抗电磁干扰作用的降低，系统中控设备经常出现故障。
　　3．垂线线体摆动，采用常规测量方法不能满足规范要求。由于正垂线线体过长，在每年的10月至次年的3月，线体晃动较大，导致测值不稳。原扬压力计采用的是差阻式仪器，扬压力的观测中近1/3的传感器误差较大，测值不可靠。
　　4．原观测系统于1992年设计，1995年安装调试，1996年投入运行，由于系统从设计到生产研制、到投入运行的时间跨度较大，在设计上数据采集为集中式，可靠性差，同时系统分析软件落后，只能在DOS平台下工作。
　　二、观测系统改造对策
　　观音阁水库的大坝观测工作一直倍受水利厅领导重视，就大