【应用】司南导航推出专用于水电站大坝的智能化、信息化的在线监测系统，满足各类水利大坝安全监测的需求

时间： 2023-08-18 来源：司南导航微信公众号

技术问答

水电站大坝具有发电、防洪、供水等诸多功能，是极为重要的综合性基础设施，大坝安全一直受到各级政府的高度重视。

2015年，《水电站大坝运行安全监督管理规定》（国家发改委改革令第23号）指出，以发电为主、总装机容量5万千瓦及以上的大、中型水电站大坝（以下简称大坝）应建立大坝安全监测系统，加强大坝安全信息化建设，增强大坝抵御灾害风险能力，提升大坝本质安全水平，防范遏制大坝安全事故发生，杜绝漫坝溃坝等重特大事故发生。

今年2月，国家能源局印发了《水电站大坝安全提升专项行动方案》，要求提升大坝安全监测自动化和实用化水平，结合在线监控系统建设，积极推进监测系统自动化改造。其中特别指出，加强北斗卫星导航、遥感、人工智能等新技术在大坝安全领域的应用，重点推进土石坝、高陡边坡、滑坡体北斗高精度变形监测系统建设，加大对大坝安全技术装备研发、试点和推广应用等工作的投入和支持力度，有效提升大坝安全总体水平。

01、潜心研发打造水电站大坝安全的“卫士”

司南导航将北斗高精度定位、传感器、物联网、云计算等技术与水电站大坝实际情况相结合，开发了专用于水电站大坝的一套智能化、信息化的在线监测系统，适用于各类水利大坝安全监测的需求。

水电站大坝安全监测系统示意图

司南导航水电站大坝安全监测方案由形变监测、渗流监测、内部监测、水力学监测及环境监测共5部分组成。

形变监测

形变监测通过监测型A300 GNSS接收机实现高精度定位，掌握大坝整体或局部的变形量，用以掌握大坝在自重、水压力、扬压力及温度等环境量作用下的变形规律，了解大坝在施工和运用期间是否稳定和安全，配合静力水准仪、倾角计、裂缝计研究大坝沉降、倾斜、滑动和裂缝等趋势。

渗流监测

渗流监测是指在上下游水位差作用下产生的渗流场的监测，主要包括渗流压力、渗流量的观测。在渗流压力方面可以使用渗压计对坝体渗流压力、坝基渗流压力进行观测等。在渗流量观测主要使用量水堰，分别对坝体的渗流量、坝基的渗流量、通过两岸山体绕渗或两岸地下水补给的渗流量进行观测。

内部监测

内部监测主要包括强震监测、温度监测、混凝土应变力（压力）监测、钢筋应力监测及锚索应力监测等。其主要使用强震仪、面板混凝土温度计、应变计、钢筋计、锚杆应力计。

大坝内部动态测量往往比静态测量更为重要，大坝内部形变将造成永久的损坏，从而造成严重的后果。对预定的参数进行及时准确的监测可以提供了解结构运行状况的数据，从而监测其变化率。结合其他静态监测，例如形变、位移渗漏和孔隙水压力，可以进一步反映大坝的性能。

水力学监测

水力学监测项目主要包括动水压力监测、水流流态监测、水面线监测、流速监测、泄流量监测、空蚀及消能监测等。水力学监测项目应根据实际输、泄水建筑物的结构模式、工程或试验研究的需要进行选择。

环境监测

环境监测主要包括气温监测、降雨监测、水电站水温监测、水电站泥沙淤泥监测、下游河床冲淤测量等。通过监测环境量，可以进一步掌握环境量的变化规律及其对大坝变形、渗流和应力等的影响情况，对水电站大坝安全监测的精确度打下了坚实的基础。

物联网监测

司南导航物联网安全监测平台是一套基于物联网云架构，结合多年国土地灾自动化监测应用与行业专家经验，集数据管理、展示、交互等功能，融合行业专业分析于一体，服务于形变监测行业应用的企业级展示平台，可用于地质灾害、矿山安全、水利桥梁、建筑、交通等领域，能够及时对灾害和事故提前分析预警，充分保障人民生命财产安全。

02、实践检验大坝稳定安全运行有保障

溪洛渡水电站位于四川省雷波县和云南省永善县交界，电站以发电为主，兼顾防洪，并发挥拦沙、改善库区及坝下河段通航条件等综合效益，今年迎来了首台机组投产发电十周年。在工程建设期，为全面监测水电站库区滑坡体安全，溪洛渡水电站安装了基于北斗的安全监测自动化系统。该系统核心硬件及软件全部采用司南导航自主研发的水电站大坝安全监测系统。

溪洛渡水电站大坝安全监测系统

司南导航的技术团队进行了严格的测试，在确保技术可行、稳定可靠的前提下，开展设备的全面推广应用。自项目实施以来，该套系统历经了10个年度的考验，通过两岸布设的110个监测点，北斗卫星24小时不间断，以毫米级的精度助力边坡稳定测量，对于水电站库区地灾滑坡体的灾害，能够发挥有效的实时监控预警作用，成为了溪洛渡水电站工程安全稳定运行的保障。