水利工程在防洪、灌溉、供水等方面发挥着关键作用,其安全状况直接关系到人民生命财产安全与社会经济稳定。然而,水利工程长期受水流冲刷、地质变化、气候影响等因素作用,易出现结构损坏、渗漏等安全隐患。因此,构建一套精准、高效的安全监测解决方案至关重要。
1、传感器监测技术
○位移传感器:在大坝坝体、边坡等关键部位安装位移传感器,可实时监测水平和垂直位移变化。例如,通过测量大坝坝顶的水平位移,能及时察觉坝体是否存在滑动趋势,为预防大坝坍塌提供关键数据。
○渗压传感器:用于监测水利工程基础及坝体内部的渗透压力。在大坝基础埋设渗压传感器,一旦渗透压力异常升高,可能意味着基础出现渗漏通道,需及时采取防渗措施。
○应力应变传感器:安装在水工建筑物的混凝土结构中,可监测混凝土的应力应变情况。当混凝土结构承受的应力超出设计范围时,传感器能及时反馈,防止结构出现裂缝甚至断裂。
2、卫星遥感监测技术
利用卫星遥感影像,可对大型水利工程及周边区域进行宏观监测。通过对比不同时期的遥感影像,能发现水利工程周边地形地貌的变化,如是否存在新增的滑坡体、河道变迁等情况,为水利工程的安全评估提供宏观依据。
3、无人机监测技术
无人机可携带高清摄像头、红外热像仪等设备,对水利工程进行近距离巡检。特别是对于一些人工难以到达的区域,如大坝的高边坡、溢洪道的复杂结构部位等,无人机能获取清晰的图像和视频资料,及时发现表面裂缝、渗漏痕迹等安全隐患。
1、数据采集层:由各类传感器、监测设备组成,负责实时采集水利工程的各项安全数据,如位移、渗流、应力应变等,并将数据传输至数据传输层。
2、数据传输层:采用无线传输(如4G、LoRa等)和有线传输(如光纤)相结合的方式,将数据采集层获取的数据稳定、快速地传输至数据处理层。对于偏远地区的水利工程,无线传输可解决布线困难的问题;而在对数据传输稳定性要求较高的核心区域,采用光纤传输确保数据可靠。
3、数据处理层:配备专业的数据处理软件,对传输过来的数据进行清洗、存储、分析。通过建立数学模型,对水利工程的安全状况进行评估,如预测大坝变形趋势、分析渗流稳定性等,并生成可视化的监测报表和预警信息。
4、用户管理层:通过电脑端或移动端的管理平台,水利工程管理人员可实时查看监测数据、报表和预警信息。同时,平台具备权限管理功能,不同层级的管理人员可根据职责范围获取相应的监测信息,便于及时做出决策。
1、实时性与准确性:能实时获取水利工程的安全数据,并通过先进的分析算法保证数据的准确性,为及时发现安全隐患提供保障。
2、全面性:综合运用多种监测技术,对水利工程的结构、渗流、周边环境等进行全方位监测,确保无安全死角。
3、预警及时性:当监测数据超出安全阈值时,系统能迅速发出预警信息,通知相关人员采取措施,有效降低安全事故发生的风险。
4、决策科学性:基于大量的监测数据和科学的分析结果,为水利工程的维护、加固等决策提供有力支持,提高工程管理的科学性和效率。