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摘 要：水电站安全监测系统一般由安置在拱坝、坝基、消能塘、山体、引水涵洞等重要部位的觀测设备和自动分析评价系统组成。监测项目包括：大坝内部变形监测、大坝外部变形监测、坝体强震响应监测、引水涵洞监测、消能塘监测、渗流监测、库岸坡地监测、环境监测等。水电站安全监测自动化系统的建设，关系到水电站的安全运行和管理决策。
关键词：水电站 安全监测 自动化系统
一、引言
为了充分掌握水电站枢纽工程的整体运行状态，保障工程的安全，建设水电站安全监测自动化系统，为水电站的安全运行和管理决策提供支撑，是十分必要的。水电站安全监测系统一般由安置在拱坝、坝基、消能塘、山体、引水涵洞等重要部位的观测设备和自动分析评价系统组成。监测仪器多达几百套，形成全方位的安全监控系统。安全监测系统的监测项目包括：大坝内部变形监测、大坝外部变形监测、坝体强震响应监测、引水涵洞监测、消能塘监测、渗流监测、库岸坡地监测、环境监测等。
二、安全监测自动化系统的建设
水电站安全监测系统是一套比较复杂的、自动化程度较高的监测系统，下面较为详细地讲述一下这套监测系统。
1、系统配置
水电站安全监测系统主要由数据采集设备、监测设备、安全分析评价软件组成。监测设备分作四大类：外部观测、内部监测、环境监测、强震观测等设备。一般情况下，设置1个监测中心，1个强震观测站，12—15个DAU 数据采集站。数据采集设备即为DAU（安全监测控制单元），每一个数据采集站需要设置1—3个数据采集设备，通过光纤与监测中心相连接，受监测中心的控制，为了提高可靠性，布置为双环自愈组网模式。水电站多处于山区，为了保证DAU的安全，需要在每个数据采集站安排防雷设施。安全分析评价软件相当于监测中心的大脑，负责数据的采集与处理、资料的管理和整编、汇总分析、连接指令等。安全分析评价软件多使用技术性能比较成熟的DSRTAES系统，该系统具有高可靠性、高安全性、兼容性好、功能完备的特点，可实现无人值守。
2、DSRTAES系统结构及功能
DSRTAES系统的总体结构为“五库四系统”。“五库”是指：工程库、信息库、模型库、方法库、知识库；“四系统”是指：信息管理系统、综合分析评价系统、信息发布系统、维护管理系统。
“五库”中的工程库，其作用是存储设备采集到的数据，包括：各个监测设备传回的监测数据，人工输入的指令等；信息库的作用是记录系统管理信息、输入的指令、报警信息、运行日志等；知识库、模型库和方法库的作用是根据数据进行分析评价、构建计算数据模型等。
“四系统”中的信息管理系统，其主要功能是：录入数据、管理资料、采集和查询信息：综合分析评价系统是系统的核心，其主要功能是：提供智能化技术支持；维护管理系统的主要功能是：记录系统运行和维护情况；信息发布系统的主要功能是：通过显示系统发布安全监测的情况和主要参数指标。随着网络技术的进步，DSRTAES系统可以与外网连接，进而实现远程发布、浏览、操控等功能。
3、安装监测设备
作为安全监测系统的基础，数据监测必须做到安全、可靠、真实、及时。正确安装检测设备是一项繁琐而重要的工作。由于各个监测设备所处的位置是不同的，所以，监测设备的安装必须随着水电站的建设施工进度来合理安排。
最开始安装的是环境监测设备，可以实现随时随地监测工程施工对环境的影响和破坏情况；随着大坝边坡的施工，大坝外部监测设备也随之安装到位，安装有多点位移计、渗压计、锚索测力计、锚杆应力计、测压管；随着大坝坝体施工的进行，大坝内部监测设备开始安装，有多点位移计、测缝计、温度计、渗压计、无应力计、压应力计、应变计、扬压力计；在引水涵洞安装多点位移计、锚杆应力计、应变计、无应力计、测缝计、渗压计、钢板计；在消能塘的施工过程中，安装锚杆应力计、锚索测力计、测缝计、渗压计；在监测地质地震方面，通过1个强震观测站连接了多个强震观测点，安装多点位移计、渗压计、锚索测力计、锚杆应力计、测压管。
4、安监系统网络建设
为了切实保障数据传输的稳定性和安全性，安全监测系统采用光纤双环自愈组网方式，构建成双向网络体系，另外在省市二级行政水利管理部门搭建专线，实现远程监控和调度管理。在水电站的监控中心控制室，铺设两条光纤闭合线路，一条经右岸强震观测站、监测工作站与监测中心站组成一个环路；另一条经左岸强震观测站、引水涵洞观测站、边坡仪器观测站与监测中心站组成一个环路。
5、安全监测系统的调试
安全监测系统是随着水电站工程施工进程分批安装设置的，当水电站总体工程完工之后，必须进行全面的调试，按照“五库四系统”的总体结构，按照各个管理模块的功能，先进行专项调试，然后进行联合调试，最终完善安全监测系统，实现信息管理、误差处理、资料整编、实时安全分析等功能，为水电站的安全运行提供实时分析和安全测评。系统功能框架如下图所示：
三、安全监测系统运行分析
加装DSRTAES系统的水电站安全监测系统，是一套比较成熟稳定的安监系统，通过对多个使用该安全监测系统的水电站的跟踪分析报告看，该系统运行稳定，已经获得了完整的数据资料，可为水电站的运行管理提供数据分析和技术支撑。
在大坝内外、引水涵洞、两岸边坡、消能塘建筑物等重要地段，监测到的量值变化情况均属正常变化，符合水利工程的变化规律。具体的监测情况如下：
边坡锚杆拉应力变化稳定，多点位移计测值缓慢增大，在加固边坡后，外部变形趋于稳定.多点位移计测值变化呈现稳定状态；大坝内部监测设备监测大坝的接缝变形、渗流情况、应力变化和温度的变化，坝体帷幕后各监测点的扬压力测点数值稳定，坝基扬压力折减系数在0～0.13之间，小于设计值O.3，说明坝体工作状态处于正常；受山地降水迅猛的影响，渗压计测量数值会出现偏大现象，排除这个影响因素，坝体渗流是正常的；引水涵洞的监测系统就围堰变形情况、衬砌混凝土应力、锚杆应力、钢管应力进行时时监测，应变计与无应力计的监测数值有缓慢增大趋势，经综合分析数据，发现涵洞仍处于受压状态，应力正常，引水涵洞运行基本正常。在水库不断增加蓄水量的过程中，大坝、引水涵洞、发电系统、左右边坡、消能塘等各监测站的监测数值没有异常变化；在地震监测方面，强震观测系统可以有效地检测到不同的地震情况。
四、结论
水电站安装的安全监测自动化系统综合了外部观测、内部监测、环境监测、强震观测等功能，通过数据采集设备、监测设备、安全分析评价软件，构建成一整套完整的安监系统，实现了多层次的动态安全监测，该安监系统结构先进、功能完整、运行稳定，可以及时提供水电站的运行状态和安全情况，帮助水利安全监测人员实现信息化管理，最终提高水电站的安全运行性能。
参考文献
[1]郑付刚，游强强.基于安全监测系统的大坝安全多层次模糊综合评判方法[J].河海大学学报，2011（4）.
[2]谭志伟，邹青，刘伟.糯扎渡水电站高心墙堆石坝监测设计创新与实践[J].水力发电，2012（12）.
[3]杨志旭.浅述水电站大坝安全监测现状及其自动化动态[J].广东科技，2013（1）.
[4]黄文钰.浅析水电站大坝安全监测自动化现状及发展趋势[J].广东科技，2008（11）.
[5]吕永宁，王玉洁，沈海尧.水电站大坝安全监测自动化的现状和展望[J].大坝与安全，2007（1O）.
关键词：水电站 安全监测 自动化系统
一、引言
为了充分掌握水电站枢纽工程的整体运行状态，保障工程的安全，建设水电站安全监测自动化系统，为水电站的安全运行和管理决策提供支撑，是十分必要的。水电站安全监测系统一般由安置在拱坝、坝基、消能塘、山体、引水涵洞等重要部位的观测设备和自动分析评价系统组成。监测仪器多达几百套，形成全方位的安全监控系统。安全监测系统的监测项目包括：大坝内部变形监测、大坝外部变形监测、坝体强震响应监测、引水涵洞监测、消能塘监测、渗流监测、库岸坡地监测、环境监测等。
二、安全监测自动化系统的建设
水电站安全监测系统是一套比较复杂的、自动化程度较高的监测系统，下面较为详细地讲述一下这套监测系统。
1、系统配置
水电站安全监测系统主要由数据采集设备、监测设备、安全分析评价软件组成。监测设备分作四大类：外部观测、内部监测、环境监测、强震观测等设备。一般情况下，设置1个监测中心，1个强震观测站，12—15个DAU 数据采集站。数据采集设备即为DAU（安全监测控制单元），每一个数据采集站需要设置1—3个数据采集设备，通过光纤与监测中心相连接，受监测中心的控制，为了提高可靠性，布置为双环自愈组网模式。水电站多处于山区，为了保证DAU的安全，需要在每个数据采集站安排防雷设施。安全分析评价软件相当于监测中心的大脑，负责数据的采集与处理、资料的管理和整编、汇总分析、连接指令等。安全分析评价软件多使用技术性能比较成熟的DSRTAES系统，该系统具有高可靠性、高安全性、兼容性好、功能完备的特点，可实现无人值守。
2、DSRTAES系统结构及功能
DSRTAES系统的总体结构为“五库四系统”。“五库”是指：工程库、信息库、模型库、方法库、知识库；“四系统”是指：信息管理系统、综合分析评价系统、信息发布系统、维护管理系统。
“五库”中的工程库，其作用是存储设备采集到的数据，包括：各个监测设备传回的监测数据，人工输入的指令等；信息库的作用是记录系统管理信息、输入的指令、报警信息、运行日志等；知识库、模型库和方法库的作用是根据数据进行分析评价、构建计算数据模型等。
“四系统”中的信息管理系统，其主要功能是：录入数据、管理资料、采集和查询信息：综合分析评价系统是系统的核心，其主要功能是：提供智能化技术支持；维护管理系统的主要功能是：记录系统运行和维护情况；信息发布系统的主要功能是：通过显示系统发布安全监测的情况和主要参数指标。随着网络技术的进步，DSRTAES系统可以与外网连接，进而实现远程发布、浏览、操控等功能。
3、安装监测设备
作为安全监测系统的基础，数据监测必须做到安全、可靠、真实、及时。正确安装检测设备是一项繁琐而重要的工作。由于各个监测设备所处的位置是不同的，所以，监测设备的安装必须随着水电站的建设施工进度来合理安排。
最开始安装的是环境监测设备，可以实现随时随地监测工程施工对环境的影响和破坏情况；随着大坝边坡的施工，大坝外部监测设备也随之安装到位，安装有多点位移计、渗压计、锚索测力计、锚杆应力计、测压管；随着大坝坝体施工的进行，大坝内部监测设备开始安装，有多点位移计、测缝计、温度计、渗压计、无应力计、压应力计、应变计、扬压力计；在引水涵洞安装多点位移计、锚杆应力计、应变计、无应力计、测缝计、渗压计、钢板计；在消能塘的施工过程中，安装锚杆应力计、锚索测力计、测缝计、渗压计；在监测地质地震方面，通过1个强震观测站连接了多个强震观测点，安装多点位移计、渗压计、锚索测力计、锚杆应力计、测压管。
4、安监系统网络建设
为了切实保障数据传输的稳定性和安全性，安全监测系统采用光纤双环自愈组网方式，构建成双向网络体系，另外在省市二级行政水利管理部门搭建专线，实现远程监控和调度管理。在水电站的监控中心控制室，铺设两条光纤闭合线路，一条经右岸强震观测站、监测工作站与监测中心站组成一个环路；另一条经左岸强震观测站、引水涵洞观测站、边坡仪器观测站与监测中心站组成一个环路。
5、安全监测系统的调试
安全监测系统是随着水电站工程施工进程分批安装设置的，当水电站总体工程完工之后，必须进行全面的调试，按照“五库四系统”的总体结构，按照各个管理模块的功能，先进行专项调试，然后进行联合调试，最终完善安全监测系统，实现信息管理、误差处理、资料整编、实时安全分析等功能，为水电站的安全运行提供实时分析和安全测评。系统功能框架如下图所示：
三、安全监测系统运行分析
加装DSRTAES系统的水电站安全监测系统，是一套比较成熟稳定的安监系统，通过对多个使用该安全监测系统的水电站的跟踪分析报告看，该系统运行稳定，已经获得了完整的数据资料，可为水电站的运行管理提供数据分析和技术支撑。
在大坝内外、引水涵洞、两岸边坡、消能塘建筑物等重要地段，监测到的量值变化情况均属正常变化，符合水利工程的变化规律。具体的监测情况如下：
边坡锚杆拉应力变化稳定，多点位移计测值缓慢增大，在加固边坡后，外部变形趋于稳定.多点位移计测值变化呈现稳定状态；大坝内部监测设备监测大坝的接缝变形、渗流情况、应力变化和温度的变化，坝体帷幕后各监测点的扬压力测点数值稳定，坝基扬压力折减系数在0～0.13之间，小于设计值O.3，说明坝体工作状态处于正常；受山地降水迅猛的影响，渗压计测量数值会出现偏大现象，排除这个影响因素，坝体渗流是正常的；引水涵洞的监测系统就围堰变形情况、衬砌混凝土应力、锚杆应力、钢管应力进行时时监测，应变计与无应力计的监测数值有缓慢增大趋势，经综合分析数据，发现涵洞仍处于受压状态，应力正常，引水涵洞运行基本正常。在水库不断增加蓄水量的过程中，大坝、引水涵洞、发电系统、左右边坡、消能塘等各监测站的监测数值没有异常变化；在地震监测方面，强震观测系统可以有效地检测到不同的地震情况。
四、结论
水电站安装的安全监测自动化系统综合了外部观测、内部监测、环境监测、强震观测等功能，通过数据采集设备、监测设备、安全分析评价软件，构建成一整套完整的安监系统，实现了多层次的动态安全监测，该安监系统结构先进、功能完整、运行稳定，可以及时提供水电站的运行状态和安全情况，帮助水利安全监测人员实现信息化管理，最终提高水电站的安全运行性能。
参考文献
[1]郑付刚，游强强.基于安全监测系统的大坝安全多层次模糊综合评判方法[J].河海大学学报，2011（4）.
[2]谭志伟，邹青，刘伟.糯扎渡水电站高心墙堆石坝监测设计创新与实践[J].水力发电，2012（12）.
[3]杨志旭.浅述水电站大坝安全监测现状及其自动化动态[J].广东科技，2013（1）.
[4]黄文钰.浅析水电站大坝安全监测自动化现状及发展趋势[J].广东科技，2008（11）.
[5]吕永宁，王玉洁，沈海尧.水电站大坝安全监测自动化的现状和展望[J].大坝与安全，2007（1O）.