云平臺在大壩安全監(jiān)測中的應(yīng)用與實踐

2019-11-25

一、大壩安全監(jiān)測的意義與主要環(huán)節(jié)

大壩的安全運行是水庫發(fā)揮工程效益的基本保障，也關(guān)系著其影響范圍內(nèi)人民群眾的生命財產(chǎn)安全及社會經(jīng)濟發(fā)展。大壩安全監(jiān)測作為大壩安全的耳目，直接反饋工程的客觀作用與演變，及時發(fā)現(xiàn)異常并采取措施，確保工程安全運行，在水庫大壩建設(shè)期和運行期安全管理中具有舉足輕重的作用。《水庫大壩安全管理條例》規(guī)定：“大壩管理單位必須按照有關(guān)技術(shù)標準，對大壩進行安全監(jiān)測和檢查；對監(jiān)測資料應(yīng)當及時整理分析，隨時掌握大壩運行狀況”。

近年，隨著自動化技術(shù)的進步，大壩安全自動化監(jiān)測得到了廣泛應(yīng)用；幾乎所有的大中型水庫大壩均建立了大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)，也不同程度地實現(xiàn)了安全監(jiān)測自動化。但總體來說，大壩安全監(jiān)測普遍存在一些問題，如軟件較為簡單系統(tǒng)性不強、軟件功能簡單、軟件功能局限性太強只停留在采集階段、軟件無法打通、缺乏通用性平臺等問題。

大壩安全監(jiān)測一般包括三個基本環(huán)節(jié)：數(shù)據(jù)測量、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析。一個完整的大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)也應(yīng)該由這三部分組成。

數(shù)據(jù)量測的功能是在選定的建筑物若干部位埋設(shè)或安裝監(jiān)測儀或設(shè)施，通過定時或隨機量測，獲取反映建筑物及相關(guān)巖體性狀變化的數(shù)據(jù)和資料。

數(shù)據(jù)采集（包括傳輸）是指定時或定期把量測得到的數(shù)據(jù)或資料通過自動裝置或人工手段或半自動半人工的方式采集起來作短時存放，再集中傳送到近壩區(qū)或遠方的監(jiān)測中心。

數(shù)據(jù)分析（包括數(shù)據(jù)管理、分析解釋、安全評價和輔助決策），其主要功能是對傳輸來的各類監(jiān)測數(shù)據(jù)和資料進行有序管理，建立數(shù)據(jù)庫、圖庫、分析模型庫和相關(guān)知識庫等，對大壩的性狀變化和安全狀態(tài)做出評價。在出現(xiàn)可能危及大壩安全的異常狀況時，及時做出預報進行分級分類報警，并提出應(yīng)對措施的建議，為主管部門決策提供依據(jù)。

二、云平臺在大壩安全監(jiān)測中的應(yīng)用與優(yōu)勢

基于物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，針對大壩安全監(jiān)測工作的實際需求，安全監(jiān)測云平臺應(yīng)運而生。葛南云平臺基于云計算平臺開發(fā)和部署，平臺包括PC端Web應(yīng)用、智能終端APP應(yīng)用和微信小程序應(yīng)用等，功能涵蓋數(shù)據(jù)采集、儀器管理、數(shù)據(jù)管理、資料分析、報表報告、巡視檢查、系統(tǒng)管理等，能夠為各類水利工程、巖土工程提供全生命周期全方位的安全監(jiān)測服務(wù)。

云平臺的主要優(yōu)勢有：

1.云平臺接入快速

用戶可以在云平臺上自助完成新建工程、添加儀器及數(shù)據(jù)、開展資料分析、導出報表報告等操作，方便快捷，無需協(xié)助。

2.自定義功能強大

支持自定義工程特性、自定義監(jiān)測工程結(jié)構(gòu)（大壩部位、斷面等）、自定義儀器類型、自定義儀器計算公式、自定義儀器組合方式、自定義統(tǒng)計報表報告、自定義統(tǒng)計分析模型等。

3.資料分析功能豐富

涵蓋了安全監(jiān)測資料分析中的絕大部分功能，并針對不同壩型進行了專題分析功能開發(fā)，滿足實際工程應(yīng)用需求。

4.兼容各類自動化系統(tǒng)

各類自動化監(jiān)測系統(tǒng)可以快速接入云平臺，基于其自動化采集的安全監(jiān)測數(shù)據(jù)，能夠便捷地應(yīng)用云平臺開展數(shù)據(jù)管理及分析工作。

5.支持大規(guī)模應(yīng)用場景

適合大規(guī)模應(yīng)用，可以根據(jù)云平臺配置的工程數(shù)量及規(guī)模，動態(tài)調(diào)整軟件、硬件及網(wǎng)絡(luò)資源，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定、流暢運行。

6.購買費用低

用戶通過購買服務(wù)的形式使用云平臺，無需支付開發(fā)、部署、維護等費用，性價比較高。

三、大壩安全監(jiān)測云平臺應(yīng)用實例：芙蓉嶂水庫

芙蓉嶂水庫建成運行至今已60年，芙蓉嶂水庫位于廣州市花都區(qū)花山鎮(zhèn)，屬珠江水系。庫區(qū)居于山區(qū)地帶，主河道長6.6km，庫區(qū)河道平均坡降0.0065。水庫總庫容2246.59萬立方米，是以灌溉為主要用途，結(jié)合防洪、發(fā)電等綜合利用的中型水利工程。大壩包括主壩和副壩，均為均質(zhì)土壩，主壩壩頂高程50.00m，最大壩高25.1m。上游壩坡采用干砌石護坡，上游壩坡在高程38.45m以上坡度為1:2.5，在高程38.45m以下坡度為1:3。下游壩坡在高程38.45m以上坡度為1:2.2，在高程38.45m以下坡度為1:2.6。下游壩在高程38.45m處設(shè)有1.5m寬的馬道，采用草皮護坡，壩坡坡腳設(shè)有排水棱體，排水棱體頂高程28.40m，同時在下游坡設(shè)置浸潤線觀測管。

芙蓉嶂水庫大壩安全監(jiān)測全面由葛南云提供技術(shù)支撐，由大量傳感器組成的量測系統(tǒng)、以自動采集為主兼有人工采集方式的監(jiān)測信息采集系統(tǒng)和以信息管理、分析評價、輔助決策為主的安全決策支持系統(tǒng)等三部分構(gòu)成。它為工程業(yè)主、管理部門及設(shè)計、施工、科研等單位提供了有關(guān)水庫大壩相關(guān)性狀變化和安全狀態(tài)的信息，在水庫調(diào)度、工程安全控制決策方面發(fā)揮重要作用。