水電站大壩的安全運行可以調節(jié)徑流、調蓄洪水,大大提高了所在區(qū)域的水旱災害防御能力、水資源集約利用能力和水資源優(yōu)化配置能力。
2023年2月28日,國家能源局發(fā)布《水電站大壩安全提升專項行動方案》,為進一步加強水電站大壩安全監(jiān)督管理,深入排查整治大壩安全問題,有效提升大壩安全總體水平,決定在全國范圍內組織開展大壩安全提升專項行動。
目前,在我國水庫及水電站管理中部分地方存在“重建輕管”“以建代管”的現象,導致維修養(yǎng)護不及時,積病成險。水庫水電站安全信息化監(jiān)測主要存在的問題:
●信息化管理水平較低,缺乏新興技術運用
●信息化監(jiān)測施工復雜,成本高
●成果轉化率低,無法支持“四預”和應急指揮調度
四信大壩安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)提升方案
大壩智慧安全監(jiān)測終端硬件數據是信息化平臺的數據來源,完善各個致災監(jiān)測項的布設,做到全面全方位的安全監(jiān)控。硬件的部署有水位傳感終端、雨量計、位移傳感終端、滲壓滲流監(jiān)測設備及視頻監(jiān)控終端等設備。
安全系統(tǒng)建設不僅僅需要硬件設備的監(jiān)測支撐,也需要借助信息化軟件系統(tǒng)來更快更精準的發(fā)現和分析問題。建設一套與其發(fā)展能力相匹配的安全運營管理平臺,能夠加強集中管理與監(jiān)控,加強對動態(tài)監(jiān)控能力,實現對大壩安全的變化的及時預警。
01監(jiān)測站點建設
1.一體化水雨情監(jiān)測
水雨情監(jiān)測包括:庫水位、庫區(qū)降雨量。雨量計采用翻斗式雨量計,水位計根據現場環(huán)境可選擇雷達水位計、氣泡式水位計、投入式水位計等;配備上觀測水尺,實現現場人工查看。監(jiān)測數據通過GPRS/4G/5G或北斗三代衛(wèi)星等通信方式傳輸到管理平臺。
2.一體化壩體表面監(jiān)測
針對大壩安全進行大壩地表位移監(jiān)測,評價大壩結構的穩(wěn)定性?,F場根據大壩大小按縱斷面布設點位數量,建設GNSS基準站和監(jiān)測站,支持前后端解算模式,高度集成。
3.一體化滲壓監(jiān)測
采用一體化大壩滲流壓力監(jiān)測站,對壩體各斷面滲流壓力進行監(jiān)測,構建大壩整體浸潤線分布。無線振弦采集儀連接振弦滲壓計,內置電池支持長時間采集,通過與網關進行LoRa通信,解決布線繁瑣的問題。
4.一體化滲流監(jiān)測
實時監(jiān)測大壩滲流流量,它關系到大壩壩體內部的安全狀況。根據各省的規(guī)劃要求進行建設,一般一個大壩至少建設一個滲流監(jiān)測點。設備采用磁致式量水堰計或超聲波流量計,磁致式的精度可達0.1%F.S;超聲波式結構一體式設計,無需配置額外電池、RTU。
5.視頻監(jiān)測站
一體化視頻監(jiān)控站,主要對大壩壩體現場情況進行安全監(jiān)控,并實現本地儲存且以4G/以太網的傳輸方式把現場情況傳輸到監(jiān)控中心,實現實時現場監(jiān)控預警。根據各省的規(guī)劃要求進行建設,每個大壩至少建設1個視頻觀測點,實時監(jiān)控壩體全景、壩前水位、溢洪道進出口等情況。
02安全運營管理平臺
四信針對水庫水電站監(jiān)管運營困難、管理成本高、數據管理不直觀、應急響應速度慢等問題,打造出智能信息化監(jiān)管系統(tǒng)——四信安全運營平臺。平臺結合BIM模型、洪水調度模型等,通過數據融合、大數據計算、模型分析等,實現科學化精準管理,打通數據壁壘、提升管理質量,為安全保障建立堅固的數據壁壘。
平臺具備可視化監(jiān)管、視頻監(jiān)管、信息化數據管理、水位庫容計算表、水情分析、雨情分析、位移分析、浸潤線分析、巡查管養(yǎng)、閘門遠控、預警廣播通知、洪水四預、移動應用等功能。
可視化監(jiān)測系統(tǒng)
水庫庫容表
位移分析
洪水四預
新疆阿勒泰地區(qū)
廣東黃埔區(qū)
吉林省遼源市