CN205300634U - 一种中小型土石坝安全预警监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种中小型土石坝安全预警监测系统，所述预警监测系统包括数据采集装置、数据接收设备、服务器和终端设备，所述数据采集装置包括微芯桩，所述微芯桩通过GPS采集石坝的经纬度，并采集上下游控制水位、渗流渗压突变、坝体三维空间形变、坝体相对形变和/或坝体震动的数据，所述微芯桩采集的数据传送至数据接收设备内，所述数据接收设备接收数据后传送至服务器并通过服务器传送至终端设备。本实用新型可以实现多个指标同时定期监测、主动超值监测、超值报警、小型化、低功耗、远程实时监控等多种功能，并能实现对巡检人员的监督，结构简单，性能稳定。

Description

一种中小型土石坝安全预警监测系统

技术领域

本实用新型属于灾害防治领域，具体涉及一种中小型土石坝安全预警监测系统。

背景技术

水库安全度汛一直是我国防汛抗洪的难点和重点，中小型水库的安全度汛已成为当前全国防汛工作的一个薄弱环节，大部分小型水库缺少必要大坝安全监测等设施，现有土石坝的监测设备功耗大且只能针对唯一指标定时被动采集数据和处理，造价高，导致多数小型水库处于无监测状态。对于水库的安全检测主要涉及如何有效的监测土石坝的状态，而如何有效降低土石坝监测设备的价格以及对相关土石坝安全数据的多个指标采集，一直是制约本技术领域的难题。

中国专利文献CN201607222U公开了一种岩土工程多种信号遥测装置，包括带485信号输出的传感器、电流或电压信号采集仪、振弦式频率信号采集仪、带485接口的GPRS/DTU和中心站带互联网固定IP的计算机；带485信号输出的传感器、电流或电压信号采集仪和振弦式频率信号采集仪与带485接口的GPRS/DTU构成现场采集单元，通过GPRS无线网络与所述中心站带互联网固定IP的计算机连接。该装置以GPRS网络为无线数据实时传输通道，实现对现场采集仪的控制，采集仪将数据通过GPRS/DTU实时上传至中心站的计算机，通过中心站的计算机将数据进行存储和后处理，从而实现多种信号数据的自动实时遥测。

中国专利文献CN201917329U公开了一种半固定组合的测量岩体应变装置，该装置由测标环、测标环间距支撑管、带有非有线数据通讯收发器的独立应变测试单元和应变读数缓存控制器组成。各独立应变测试单元分别依序组合置入岩体孔内相邻的二测标环间，独立应变测试单元外壳二端球面状接触头与相邻测标环上、下圆锥接触座面分别相互接触固定，各独立应变测试单元外壳二端接触头的端部，分别安装有非有线数据通讯收发器，并与相邻独立应变测试单元非有线数据通讯收发器首尾面面相对，测标环间各独立应变测试单元感测的应变值经单元内电子信号调理及数字信号采集板处理后，在软件控制下由其首尾对应的非有线数据通讯收发器逐一从内向外传送到位于岩体孔外的应变读数缓存控制器中，并通过无线通讯方式与计算机连接传数。

中国专利文献CN101629799B公开了一种无通视高陡边坡变形监测方法及其装置，涉及岩土工程边坡变形监测技术。本实用新型包括依次连接的目标靶点(1)、测试连接线(2)、测试固定基座(3)、位移传感器(4)、数据采集记录系统(5)和PC计算机(6)；所述的目标靶点(1)或为地表目标靶点，或为深层目标靶点；地表目标靶点或为单个，或为多个；深层目标靶点或为单个，或为多个。本实用新型不受边坡的通视条件限制，同时不受地形条件以及光线条件制约，可以在任何时间及气候条件下实时对边坡变形予以监控，也可运用于基坑开挖、地下矿山开采等的岩土工程变形监测领域。

中国专利文献CN200950318U公开了一种基于分布式光纤传感的堤坝渗流与探测模拟装置，它包括光纤传感解调单元，预埋在箱体内堤坝模型介质中的传感光缆，在传感光缆周边设堤坝渗流模拟与控制单元，此单元包括主输液管和多支伸入箱体内的分输液管，分输液管管口端部处设介质滤网及温湿度传感器传感头，主输液管上设流量控制阀，箱体底部设活动底板；它采用将传感光缆预埋在箱体内的堤坝模型介质中，从而实现对堤坝渗流监测进行模拟的技术方案，克服了现有堤坝渗流检测系统在一处安装后直接监测真实渗流需要长时间待机才能取得监测结果及更换监测地点时需要重新埋设光缆的缺陷。

上述的监测预警系统仍然存在监测数据单一、被动，布设复杂，价格昂贵等问题，如何简便布设监测系统以及有效降低监测设备价格并实现对于土石坝安全数据的多个指标采集，一直是制约本技术领域的难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种中小型土石坝安全预警系统，其可以实现简便布设监测系统以及有效降低监测设备价格并实现对于土石坝安全数据的多个指标采集。

本实用新型提供的预警系统包括微芯桩、手持机和现场测站，通过微芯桩对石坝的经纬度、上下游控制水位、渗流渗压突变、坝体三维空间形变、坝体相对形变、坝体震动的相关数据实时自动采集，现场实现土石坝安全诊断及预警，同时通过服务器的数据管理及专业分析，网络上实现土石坝的实时巡视监管、自动诊断及预警。

本实用新型提供的中小型土石坝安全预警监测系统，包括数据采集装置、数据接收设备、服务器和终端设备，所述数据采集装置通过GPS采集石坝的经纬度，并采集上下游控制水位、渗流渗压突变、坝体三维空间形变、坝体相对形变和/或坝体震动的数据，所述数据采集装置采集的数据传送至数据接收设备内，所述数据接收设备接收数据后传送至服务器并通过服务器传送至终端设备。

优选的，所述数据接收装置通过GPRS数据传输、无线网络或北斗卫星将数据传送至服务器。

优选的，所述数据采集装置设置位置包括设置于坝体的最大坝高处、合龙段坝体、地形或地质条件复杂坝段、土石坝与岸坡或混凝土建筑物接触面、下游排水体前缘和渗流各相异性明显的土层中。

优选的，所述预警监测系统包括按照横断面和纵断面设置的数据采集装置，所述数据采集装置的测点不少于3个。

优选的，所述终端设备还包括报警装置。

优选的，所述终端设备包括监控大厅、手机客户端和/或电脑。

本实用新型可以实现多个指标同时定期监测、主动超值监测、超值报警、小型化、低功耗、远程实时监控等多种功能，并能实现对巡检人员的监督，结构简单，性能稳定。

附图说明

图1、本实用新型的预警装置示意图。

具体实施方式

如下将结合图1和实施例来说明本实用新型，其仅用做对本实用新型的解释而并非限制。

本实用新型提供的中小型土石坝安全预警监测系统，所述预警监测系统包括数据采集装置、数据接收设备、服务器和终端设备，所述数据采集装置包括微芯桩，所述微芯桩通过GPS采集石坝的经纬度，并采集上下游控制水位、渗流渗压突变、坝体三维空间形变、坝体相对形变和/或坝体震动的数据，所述微芯桩采集的数据传送至数据接收设备内，所述数据接收设备接收数据后传送至服务器并通过服务器传送至终端设备。

所述终端设备还包括报警装置。所述数据接收装置通过GPRS数据传输、无线网络或北斗卫星将数据传送至服务器。所述微芯桩设置位置包括设置于坝体的最大坝高处、合龙段坝体、地形或地质条件复杂坝段、土石坝与岸坡或混凝土建筑物接触面、下游排水体前缘和渗流各相异性明显的土层中。所述预警监测系统包括按照横断面和纵断面设置的微芯桩组，所述微芯桩组的测点不少于3个。所述终端设备包括监控大厅、手机和/或电脑，所述终端设备根据服务器传入的数据提示信息或者预警。

如下还针对预警监测系统不同的用途给出了相应的预警监测系统的构成。

针对坝体上下游控制水位，一般设置一个横断面，测点不少于3个，布设在水流稳定区域，上游坝坡正常蓄水位以上、校核洪水位附近分别布设一个测点、正常蓄水位下布设一个测点，下游坝坡视情况布设，对上下游控制水位数据进行监测，手持机界面在相对数值范围内，无任何警示，若数据超出一定范围，产生预警。微芯桩数据同时可以传送至数据接收设备，再通过北斗卫星传输或者GPRS数据传输，传送至服务器，满足用户远程实时监控坝体上下游控制水位。

针对坝体渗流渗压突变，微芯桩布控于坝体上，测点宜选在合龙段、地形或地质条件复杂坝段、土石坝与岸坡或混凝土建筑物接触面、下游排水体前缘、渗流各相异性明显的土层中，对渗流渗压突变数据进行采集，微芯桩采集的相关数据，通过无线传输，送至数据接收设备，在相对数值范围内，无任何警示，若数据超出一定范围，产生预警。数据接收设备的相关数据通过北斗卫星传输或者GPRS数据传输可以传送至服务器，满足用户远程实时监控坝体渗流渗压突变。

针对坝体三维空间形变，微芯桩布控于坝体上，一般设置横断面和纵断面，每个断面测点不少于3个，对“V”形河谷中的高坝和两坝端以及坝基地形变化陡峻坝段，测点应适当加密，对坝体三维空间形变数据进行监测，微芯桩相关数据通过无线传送至数据接收设备，在相对数值范围内，无任何警示，若数据超出一定范围，产生预警。数据接收设备的数据再通过北斗卫星传输或者GPRS数据传输，传送至服务器，满足用户远程实时监控坝体三维空间形变。

本领域技术人员可以根据需求灵活的选择相应的微芯桩的功能并根据需要设置其位置进而来实现不同的功能。

Claims (6)

1.一种中小型土石坝安全预警监测系统，其特征在于，所述预警监测系统包括数据采集装置、数据接收设备、服务器和终端设备，所述数据采集装置通过GPS采集石坝的经纬度，并采集上下游控制水位、渗流渗压突变、坝体三维空间形变、坝体相对形变和/或坝体震动的数据，所述数据采集装置采集的数据传送至数据接收设备内，所述数据接收设备接收数据后传送至服务器并通过服务器传送至终端设备。

2.根据权利要求1所述的预警监测系统，其特征在于，所述终端设备还包括报警装置。

3.根据权利要求1或2所述的预警监测系统，其特征在于，所述数据接收装置通过GPRS数据传输、无线网络或北斗卫星将数据传送至服务器。

4.根据权利要求1或2所述的预警监测系统，其特征在于，所述数据采集装置设置位置包括设置于坝体的最大坝高处、合龙段坝体、地形或地质条件复杂坝段、土石坝与岸坡或混凝土建筑物接触面、下游排水体前缘和渗流各相异性明显的土层中。

5.根据权利要求1或2所述的预警监测系统，其特征在于，所述预警监测系统包括按照横断面和纵断面设置的数据采集装置，所述数据采集装置的测点不少于3个。

6.根据权利要求1或2所述的预警监测系统，其特征在于，所述终端设备包括监控大厅、手机和/或电脑。