云平台在大坝安全监测中的应用与实践

2019-11-25

一、大坝安全监测的意义与主要环节

大坝的安全运行是水库发挥工程效益的基本保障，也关系着其影响范围内人民群众的生命财产安全及社会经济发展。大坝安全监测作为大坝安全的耳目，直接反馈工程的客观作用与演变，及时发现异常并采取措施，确保工程安全运行，在水库大坝建设期和运行期安全管理中具有举足轻重的作用。《水库大坝安全管理条例》规定：“大坝管理单位必须按照有关技术标准，对大坝进行安全监测和检查；对监测资料应当及时整理分析，随时掌握大坝运行状况”。

近年，随着自动化技术的进步，大坝安全自动化监测得到了广泛应用；几乎所有的大中型水库大坝均建立了大坝安全监测系统，也不同程度地实现了安全监测自动化。但总体来说，大坝安全监测普遍存在一些问题，如软件较为简单系统性不强、软件功能简单、软件功能局限性太强只停留在采集阶段、软件无法打通、缺乏通用性平台等问题。

大坝安全监测一般包括三个基本环节：数据测量、数据采集和数据分析。一个完整的大坝安全监测系统也应该由这三部分组成。

数据量测的功能是在选定的建筑物若干部位埋设或安装监测仪或设施，通过定时或随机量测，获取反映建筑物及相关岩体性状变化的数据和资料。

数据采集（包括传输）是指定时或定期把量测得到的数据或资料通过自动装置或人工手段或半自动半人工的方式采集起来作短时存放，再集中传送到近坝区或远方的监测中心。

数据分析（包括数据管理、分析解释、安全评价和辅助决策），其主要功能是对传输来的各类监测数据和资料进行有序管理，建立数据库、图库、分析模型库和相关知识库等，对大坝的性状变化和安全状态做出评价。在出现可能危及大坝安全的异常状况时，及时做出预报进行分级分类报警，并提出应对措施的建议，为主管部门决策提供依据。

二、云平台在大坝安全监测中的应用与优势

基于物联网、云计算、大数据、移动互联网的快速发展，针对大坝安全监测工作的实际需求，安全监测云平台应运而生。葛南云平台基于云计算平台开发和部署，平台包括PC端Web应用、智能终端APP应用和微信小程序应用等，功能涵盖数据采集、仪器管理、数据管理、资料分析、报表报告、巡视检查、系统管理等，能够为各类水利工程、岩土工程提供全生命周期全方位的安全监测服务。

云平台的主要优势有：

1.云平台接入快速

用户可以在云平台上自助完成新建工程、添加仪器及数据、开展资料分析、导出报表报告等操作，方便快捷，无需协助。

2.自定义功能强大

支持自定义工程特性、自定义监测工程结构（大坝部位、断面等）、自定义仪器类型、自定义仪器计算公式、自定义仪器组合方式、自定义统计报表报告、自定义统计分析模型等。

3.资料分析功能丰富

涵盖了安全监测资料分析中的绝大部分功能，并针对不同坝型进行了专题分析功能开发，满足实际工程应用需求。

4.兼容各类自动化系统

各类自动化监测系统可以快速接入云平台，基于其自动化采集的安全监测数据，能够便捷地应用云平台开展数据管理及分析工作。

5.支持大规模应用场景

适合大规模应用，可以根据云平台配置的工程数量及规模，动态调整软件、硬件及网络资源，保证系统的稳定、流畅运行。

6.购买费用低

用户通过购买服务的形式使用云平台，无需支付开发、部署、维护等费用，性价比较高。

三、大坝安全监测云平台应用实例：芙蓉嶂水库

芙蓉嶂水库建成运行至今已60年，芙蓉嶂水库位于广州市花都区花山镇，属珠江水系。库区居于山区地带，主河道长6.6km，库区河道平均坡降0.0065。水库总库容2246.59万立方米，是以灌溉为主要用途，结合防洪、发电等综合利用的中型水利工程。大坝包括主坝和副坝，均为均质土坝，主坝坝顶高程50.00m，最大坝高25.1m。上游坝坡采用干砌石护坡，上游坝坡在高程38.45m以上坡度为1:2.5，在高程38.45m以下坡度为1:3。下游坝坡在高程38.45m以上坡度为1:2.2，在高程38.45m以下坡度为1:2.6。下游坝在高程38.45m处设有1.5m宽的马道，采用草皮护坡，坝坡坡脚设有排水棱体，排水棱体顶高程28.40m，同时在下游坡设置浸润线观测管。

芙蓉嶂水库大坝安全监测全面由葛南云提供技术支撑，由大量传感器组成的量测系统、以自动采集为主兼有人工采集方式的监测信息采集系统和以信息管理、分析评价、辅助决策为主的安全决策支持系统等三部分构成。它为工程业主、管理部门及设计、施工、科研等单位提供了有关水库大坝相关性状变化和安全状态的信息，在水库调度、工程安全控制决策方面发挥重要作用。