引江济汉工程安全监测自动化.pdf

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1、水利水电技术第47卷2016年第7期引江济汉工程安全监测自动化严谨1，袁君宝2，沈培芬1(1．湖北省水利水电规划勘测设计院，湖北武汉430064；2．湖北省水利水电科学研究院，湖北武汉430070)关键词：安全监测；监测自动化；引江济汉工程doi：10．13928／j．cnki．wrahe．2016．07．018中图分类号：TV698．1(263)文献标识码：A文章编号：1000—0860(2016)07．0071．041工程概况引江济汉工程作为南水北调中线水源区工程之一，是从长江上荆江河段附近引水至汉江兴隆河段、补济

2、汉江下游流量的一项大型输水工程。工程由引水干渠、进出口控制工程、跨渠倒虹吸、路渠交叉及东荆河节制工程等建筑物组成。引水干渠的引水口位于荆州市龙洲垸、出水口为潜江市高石碑，线路地跨荆州、荆门两地级市所辖的荆州区和沙洋县，以及省直管市潜江市和仙桃市，途中穿越荆江大堤、汉江干堤、长湖湖叉、拾桥河、西荆河等多条河流及灌排渠道。引水干渠全长67．23km，设计引水流量350m3／s，最大引水流量500m3／s，干渠上布置交叉建筑物74座，其中各种水闸10座，泵站1座，船闸2座，倒虹吸30座，公路桥30座，铁路桥1座。2监测布置引

3、江济汉工程根据输水工程水工建筑物的结构特点、水文地质条件等选择以下建筑物作为监测重点：引水干渠、进口节制闸和泵站、荆江大堤防洪闸、港总渠倒虹吸、海子湖湖汊倒虹吸、拾桥河倒虹吸、拾桥河上下游泄洪闸2座、拾桥河节制闸、后港长湖湖汊倒虹吸、殷家河倒虹吸、西荆河倒虹吸、西荆河船闸、后港船闸、兴隆河倒虹吸、高石碑出水闸及东荆河上的黄家口橡胶坝、冯家口橡胶坝和马口橡胶坝。建筑物仪器监测包括变形监测、渗流监测、应力应变监测、环境量及水力学监测等。监测项目如下：(1)引水干渠及各类建筑物的水平位移、垂直WaterResourcesan

4、dHydropowerEngineeringVol47No．7位移(沉降)、水位、流量的监测；(2)对于砂基、膨胀土和软基段引水干渠另设渠道浸润线和堤身位移的监测；(3)对于规模较大的倒虹吸除布置上述监测项目外，还设置闸室及箱涵基础变位、两结构缝间不均匀沉降、扬压力、墙后土压力及渗压等监测项目；(4)涵闸和船闸除布置上述观测项目外，还设置闸基变位、扬压力、钢筋应力、墙后土压力、侧向绕渗及接缝等监测项目；(5)定期对干渠及建筑物进行水流性态、冲刷及淤积等监测。除上述监测外，还对进出水口河段及渠道的水文泥沙进行观测。3监测

5、自动化系统引江济汉工程输水线路较长，工程监测对象多且分散，监测站点星罗棋布，任一个建筑物出现安全问题将影响整个输水工程运行，因此对工程安全进行自动化监控，将安全监测自动化系统纳入工程运行调度管理系统中统一管理是非常有必要的。本工程安全监测系统包括数据采集、数据通信、信息管理及综合分析。数据采集包括MCU自动采集、集线箱采集、人工采集和巡视检查；数据通信包括现场监控级、现场管理级以及监控中心间的数据通信，还包括同系统外部的网络计算机之间的数据通信；信息管理包括对原始数据的可靠性检验和必要的处理，使之成为可供分析用的实测资

6、料，并将其存储管理；综合分析为对监测数据进行收稿日期：2016-03—17作者简介：严谨(1983一)，女，工程师。71严谨，等∥引江济汉工程安全监测自动化初步分析及预警。3．1自动化系统总体构架引江济汉采用分布式数据自动采集系统加远程通信管理方案，根据管理结构划分为三级：第一级为现场监控级(现场监测站)；第二级为现场管理级(现场管理站)，按行政区域分布4个现场管理站，其分别为泵站节制闸管理站、拾桥河管理站、高石碑管理站和东荆河管理所；第三级为监控中心(南水北调引江济汉管理处)。每个现场管理站分别配备服务器、工控机、工

7、作站和采集及监测信息管理软件等，能各自独立运行。引江济汉管理处通过通信系统能实时查看和调用每个现场管理站采集的数据，并且将安全监测自动化系统纳入至引江济汉运行管理的应用及决策支持系统中，以提高工程决策调度的合理性，安全性和及时性。3．2数据采集系统数据采集系统由监测仪器、数据采集装置、工控机(采集计算机)、数据采集软件等组成。纳入工程自动化的监测仪器主要包括：基础变位计、位错计、测缝计、测斜仪、渗压计、应变计、无应力计、钢筋计、土压力计和遥测水位计等，共布置665支自动化监测仪器，沿建筑物和渠道沿线共设有42个现场监测

8、站，每个测站内放置1套或2套数据采集装置。数据采集装置主要功能是把分布在建筑物的各类监测传感器标准和非标准的电信号进行准确地采集、传输到指定的存储设备上并按照一定的格式进行储存。一般情况下分为两级系统，其一为采集模块通过和传感器类型相匹配的激励模式电路和A／D数模转换电路，对现场传感器的模拟信号进行数据采集、转换和存储；其二为管理