產(chǎn)品詳情
水庫水電站安全運行監(jiān)測預警/水庫水電站大壩變形監(jiān)測:
目前大壩的表面變形監(jiān)測主要采用GNSS監(jiān)測方法比較適合。
GNSS(全球定位系統(tǒng))監(jiān)測系統(tǒng)主要由空間部分(人造地球衛(wèi)星)、地面監(jiān)控部分(分布在地球赤道上的若干個衛(wèi)星監(jiān)控站、注入站和主控站)和用戶部分(用于接收衛(wèi)星信號的設備)三部分組成。GNSS監(jiān)測系統(tǒng)主要包括天線、接收機、通訊系統(tǒng)及相關解算、坐標轉換及分析處理軟件等組成部分。GNSS具有速度快、精度高、全天候等優(yōu)點,除在飛行器導航成功應用外,還在大地測量、精密工程測量、地殼形變監(jiān)測等領域得到成功應用。GNSS用于形變監(jiān)測,監(jiān)測的區(qū)域一般不是很大,但變形監(jiān)測點布設比較密集。當GNSS用于大壩形變監(jiān)測或滑坡監(jiān)測時,往往是對一定范圍內(nèi)具有代表性的區(qū)域建立變形監(jiān)測點,在遠方距離監(jiān)測點合適的位置(如穩(wěn)固的基巖上)建立基準點。在基準點架設GNSS接收機,根據(jù)其高精度的已知的三維坐標,經(jīng)過幾期監(jiān)測從而得到變形點坐標(或者基線)的變化量。根據(jù)監(jiān)測點的形變量,建立安全監(jiān)測模型,從而分析滑坡、大壩等的變形規(guī)律并實現(xiàn)及時的反饋。
GNSS技術具有全天候作業(yè)的特點不但可以自動化采集數(shù)據(jù),而且可以將GNSS信號傳輸?shù)街行模瑢崿F(xiàn)數(shù)據(jù)自動化傳輸,通過監(jiān)測整體的微小變形量,構造統(tǒng)計分析模型,預測變形體長期的變化趨勢,為以后的分析決策提供依據(jù)??傮w來說GNSS的主要體現(xiàn)在以下三個方面:
定位精度高:應用實踐已經(jīng)證明,GNSS相對定位精度在50km以內(nèi)可達10-6m,100-500km可達10-7m,1000km可達10-9m。在300-1500m工程精密定位中,1小時以上監(jiān)測的解其平面位置誤差小于1mm,與ME-5000電磁波測距儀測定得邊長比較,其邊長校差最大為0.5mm,校差中誤差為0.3mm。
監(jiān)測時間短:隨著GNSS系統(tǒng)的不斷完善,軟件的不斷更新,目前20km以內(nèi)相對靜態(tài)定位,僅需15-20分鐘;快速靜態(tài)相對定位測量時,當每個流動站與基準站相距在20km以內(nèi)時,流動站監(jiān)測時間只需1-2分鐘,然后可隨時定位,每站監(jiān)測只需幾秒鐘。
全天候實時監(jiān)測:目前的GNSS監(jiān)測系統(tǒng)可以通過設置進行自動化數(shù)據(jù)采集,進行24小時全天候作業(yè)。
根據(jù)水庫實際情況,通過設備選型,確定水庫監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測以GNSS監(jiān)測系統(tǒng)為主,實施自動化監(jiān)測,為滿足水庫達標建設要求,在建立GNSS監(jiān)測系統(tǒng)的同時,恢復人工觀測,建立人工觀測數(shù)據(jù)檔案,通過對兩種監(jiān)測方式采集的數(shù)據(jù)的后處理,綜合分析計算,提高壩體表面位移的監(jiān)測精度。
GNSS系統(tǒng)在不增加建設成本的同時提供垂直位移監(jiān)測數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)上傳至大壩安全監(jiān)測管理系統(tǒng),為水庫關鍵部位增加預警頻次,補充人工觀測頻次少的缺陷。
監(jiān)測點位布置
對水庫水電站壩高超過15m以上或下游影響較大的土石壩,壩高超過50m或下游影響大的重力壩、混凝土壩、拱壩、砌石壩,宜設置表面變形監(jiān)測設施。對出現(xiàn)異常變形的,根據(jù)情況設置表面變形監(jiān)測斷面或監(jiān)測點;對壩體裂縫、輸泄水建筑物開裂根據(jù)情況設置開合、錯位、傾斜監(jiān)測;對影響工程運行安全的近壩岸坡,根據(jù)情況設置變形監(jiān)測點。
(1)土石壩以表面垂直位移監(jiān)測為主,重力壩、拱壩、混凝土壩、砌石壩以表面水平位移監(jiān)測為主。變形監(jiān)測斷面根據(jù)壩型、壩高、壩長等情況設置,宜在壩頂下游側設置1個變形監(jiān)測縱斷面,對土石壩必要時可增設1個監(jiān)測縱斷面, 測點間距,當壩軸線長度小于300m時,宜取20~50m;壩軸線長度大于300m時,宜取50~100m。表面垂直位移及水平位移監(jiān)測,宜共用一個測墩,并兼顧壩體內(nèi)部變形監(jiān)測斷面布置。表面變形監(jiān)測基準點應設在不受工程影響的穩(wěn)定區(qū)域,工作基點可布設在工程相對穩(wěn)定位置,各類監(jiān)測點應與壩體或岸坡牢固結合?;鶞庶c、工作基點和監(jiān)測點均應建有可靠的保護設施。
詳細技術方法:
(1)在集中連片的監(jiān)測項目區(qū)域,選擇半徑20km覆蓋監(jiān)測項目區(qū)域最多的一個點,在該點建設GNSS基準站;
(2)在每個監(jiān)測項目依據(jù)設計要求,建設GNSS監(jiān)測站即可;
(3)GNSS基準站及GNSS監(jiān)測站均以15s/次(可配置)發(fā)送RTCM32數(shù)據(jù)至GNSS解算軟件,由GNSS解算軟件自動分配基準站差分數(shù)據(jù)給各監(jiān)測站進行靜態(tài)解算;
(4)為了保障水利監(jiān)測系統(tǒng)對于精度要求,建議6小時解算一次,精度可滿足水利監(jiān)測規(guī)范要求;
GNSS建站要求:
(1)GNSS基準站應部署在穩(wěn)定處,并充分考慮共用基準站,位置距離監(jiān)測項目的距離宜在20km范圍內(nèi);距易產(chǎn)生多影響效應的地物(如高大建筑、樹木、水體和易積水地帶等)和大功率無線電發(fā)射源(如電視臺、電臺、微波站等發(fā)射塔架)的距離應大于200m;應有視野開闊且具備15°以上地平高度角的衛(wèi)星通視條件,能夠接收可靠的衛(wèi)星信號;應進行連續(xù)24h以上的實地環(huán)境測試,基準站數(shù)據(jù)可用率應大于85%,多路徑效應小于0.5;選擇年平均下沉和位移小于2mm的穩(wěn)固位置,避開易產(chǎn)生振動的地帶;考慮未來規(guī)劃和建設,選擇周圍環(huán)境變化較小的區(qū)域進行建設;便于人員維護和站點長期保存;
(2)GNSS監(jiān)測站應布設在監(jiān)測體變形量較大、穩(wěn)定性狀態(tài)差處;應保證搜星條件良好,監(jiān)測點位位置空曠,在±15°高度截止角上空不能有成片障礙物,以便于接收衛(wèi)星信號,周圍無高壓電線、變電站等電磁干擾源。