浅析油沙河水库供水工程安全监测设计

【摘要】对油沙河水库供水工程水库各建筑物存在安全隐患部分进行分析。选择出了适合工程实际的的安全监测系统。为今后工程投产运行的安全提供有利保障。

【关健词】监测；安全；自动化；设计

1、工程简况

贵州省金沙县油沙河水库是一座以城镇供水为主的水利工程，水库供水范围包括金沙县城、石场乡和箐门乡。坝址处控制流域面积196km2，多年平均流量2.52m3/s。水库校核洪水位815.79m，总库容1377万m3，正常蓄水位为812m，相应库容为1190万m3，死库容362万m3。工程主要向金沙县城和石场乡、箐门乡供水，供水规模为3.97万m3/d。

油沙河水库的主要任务是向金沙县城和周边区域供水，主要监测对象为大坝和环境量。监测自动化观测能够及时采集到大坝安全所关心的观测数据，提高测读精度和频次，而且能够及时对采集到的数据进行分析处理，及时了解大坝的运行状态，如发现异常问题可以及时采取相应的处理措施，防患于未然。同时可以大大减少运行管理人员的工作量，改善工作条件，符合现代企业“无人值班，少人值守”的运行管理模式的需要。

2、安全监测自动化系统设计

2.1总体结构

监测自动化系统包括数据采集系统和工程安全监测信息管理系统两部分。

自动数据采集系统主要是把布设在枢纽各建筑物内各类永久观测仪器的观测数据按照事先给定的时间间隔准确无误地采集到指定的位置，并按照一定的格式存储起来。工程安全监测信息管理系统主要是对采集系统和人工采集来的观测数据实时进行管理、分析、处理，实时掌握工程的运行状况，为及时、准确判断工程的安全状况提供可靠的依据，对整个工程实现在线监控和离线监控。

2.2自动化监测项目的选择

自动化监测项目选择的基本原则为：将反映建筑物安全而设置的监测项目进行自动化监测，而把施工期监控及校核、反馈设计的观测仪器不予联网；需要进行高准确度、高频次监测而用人工观测难度、强度较大的监测项目以及人工不易到达部位布置的监测项目；纳入自动化监测的项目已有成熟的、可供选用的监测仪器设备。根据上述原则，拟将大坝的渗压计、堰流计等20支传感器做为自动化监测项目。

2.3采集系统的布设、通讯方式及网络结构设计

本工程拟采用分布式自动化监测系统，共设1个自动化测站，将MCU布置在测站内。监测仪器联入自动化系统前，需对各仪器的稳定性和可靠性进行鉴定，对已损坏或测值不可靠的测点不予联网。

监测自动化系统由数据采集装置、监测管理站计算机等组成，其中数据采集装置布置于各个测站，计算机布置监测管理站。拟设置2个数据采集装置，将监测管理站设在水库管理方办公楼内。

自动化监测采集网络由1监测管理站、2个现场测控单元及48个传感器组成。网络结构采用总线拓扑结构。

各级网络通信方式如下：

（1）现场测控单元直接与传感器相接，各测控单元有其自身的日历和时钟，可独立完成监测数据采集、A/D转换、工程单位转换，同时可接受采集计算机的指令完成有关操作等。

（2）监测管理站通过通迅光缆和坝区测站相连。

2.4工程安全监测信息管理系统要求

工程安全监测信息管理系统应包括数据采集与数据管理两大方面的功能，数据采集软件要求基于Windows2000以上环境下开发，采用开放式数据库（SQL Server2000/MSDE，支持多窗口操作，可视化中文操作界面，菜单、选项式的操作，具有多重加密功能以及开放式数据库结构，提供良好的可扩充性能。

（1）数据采集功能

数据采集软件包括人工采集和自动化采集两部分。对于人工采集的数据，要求提供一个人机界面窗口，直接由键盘输入进库；自动化采集软件要求为图视化的窗口软件，所有测点均显示在布置图中，每一个测点都与数据库相连接。同时，布置图中的每一个测点又与现场采集模块的对应仪器相通，当操纵和选择屏幕上的测点状态就可以完成测点的采集（单点、选测、巡测、定时等）、换算、处理、入库等全部过程。自动采集软件还可用于单机采集和网络采集，通过对计算机的设置，局域网（甚至广域网）上的任意一台计算机均可以控制监控主机进行数据采集并把采集的数据传输到本地计算机上。

（2）信息管理及分析功能

①系统管理功能：具有用户管理及系统日志管理、可视化的系统配置、参数修改、测点编辑等功能。特别是监测系统配置发生改变、测点增减、测点属性发生变化、时钟设置时能够十分方便地进行安全监测软件系统的管理和更新。

②数据库管理功能：能够方便实现测值换算及测值维护功能，成果计算、公式编辑、数据查询、数据统计、数据编辑、故障查询、不同平台之间数据转换和连接以及人工数据入库、数据库备份等。

③图形、表格制作功能：可灵活方便地制作各种过程线图、分布图及矢量图；能显示动态信息；能根据需要编辑图形的比例、颜色、线条类型、图幅大小及数量等参数。能按类生成监测数据特征值统计表、变位率统计表、测值年报表、月报表和日报表等生成功能，并保存为EXCEL格式，便于用户修改和调整。

3、安全监测系统投资

安全监测专项投资概算由施工期观测、安全监测建筑工程、安全监测设备及安装工程三项费用组成。

结 语

贵州省金沙县油沙河水库是一座以城镇供水为主的水利工程。通过对油沙河水库供水工程水库各建筑物存在安全隐患部分进行分析。选择出了适合工程实际的安全监测系统。为今后工程的安全投产运行提供有利保障。

参考文献：

[1]林继镛.水工建筑物（第五版）.中国水利水电2011.8.