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收藏!《小型水库雨水情测报和大坝安全监测技术规范》!

 华风云 2022-06-27 发布于广西
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 总  则

1.0.1  为加强小型水库安全管理,适应水利信息化的需要,规范小型水库雨水情测报和大坝安全监测设施建设(含更新改造)和运行管理,制定本规范。

1.0.2  本标准适用于总库容10万立方米以上、1000万立方米以下的小型水库雨水情测报和大坝安全监测设施建设与运行管理。

1.0.3  本标准所称监测设施包括水库监测站、数据传输系统和提供监测信息汇集应用与共享服务的安全监测平台。水库监测站由水库雨水情测报、大坝安全监测、工程视频监视、通信等设施设备组成。

1.0.4  小型水库监测项目的设置应基于工程的风险分析结论,主要包括降水量、库水位、渗流、变形及视频图像等,其他监测项目根据需要设置。

1.0.5  监测信息宜实现自动采集和报送,不能自动采集报送的监测项目应进行人工采集和报送。

1.0.6  监测设施采用的平面坐标及高程系统,应与设计、施工和运行等各阶段的控制网坐标系统相一致。

1.0.7  小型水库应建立巡视检查制度,并开展安全巡视检查工作。

1.0.8  监测设施建设应结合工程实际,按照统筹协调、因库制宜、实用有效、信息共享原则,综合考虑工程规模、坝型特点、坝高坝长、下游影响和通信条件等工程实际,采取新建、改建、扩建方式,协调衔接现有设施设备,避免重复建设。

1.0.9  小型水库监测平台可利用现有水利信息化资源,进行整合完善,满足雨水情测报和大坝安全监测需求。

1.0.10  监测仪器设备应结合通信条件和供电方式,选用稳定可靠、技术成熟、经济实用的产品。所选用监测仪器设备应符合相关技术标准要求,并通过专业检验检测机构认证合格。

1.0.11  监测设施应验收合格后投入运行,功能、性能指标及运行稳定性应满足监测要求。

1.0.12   本标准主要引用标准有:

GB/T 3161 光学经纬仪

GB/T 10156 水准仪

GB/T 22482    水文情报预报规范

GB/T 22385    大坝安全监测系统验收规范

GB/T 27663 全站仪

GB/T 28181    公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求

GB/T 41368   水文自动测报系统技术规范

GB/T 50138    水位观测标准

SL 21 降水量观测规范

SL 180 水文自动测报系统设备遥测终端机

SL 268 大坝安全自动监测系统设备基本技术条件

SL 323 实时雨水情数据库表结构与标识度标准

SL 330 水情信息编码标准

SL 515   水利视频监控系统技术规范

SL 517 水利水电工程通信设计技术规范

SL531 大坝安全监测仪器安装标准

SL 551 土石坝安全监测技术规范

SL 601 混凝土坝安全监测技术规范

SL 621 大坝安全监测仪器报废标准

SL 651 水文监测数据通信规约

SL 700 水利工程建设与管理数据库表结构与标识符标准

SL725 水利水电工程安全监测设计规范

SL 766 大坝安全监测系统鉴定技术规范

SLT 292 水利系统通信业务技术导则

SLT 782 水利水电工程安全监测系统运行管理规范

SL/T 783    水利数据交换规约

SL/T 812         水利监测数据传输规约第1部分总则

 术  语

2.0.1  水库安全监测平台 small reservoir safety monitoring platform

依托专用网络和互联网对小型水库进行雨水情测报、大坝安全监测、工程视频监视的专业监测系统。

2.0.2   自报式 self reporting mode

水库监测站在被测要素值发生变化或定时等事件触发条件下,主动发送数据的工作模式。

2.0.3  查询-应答式 answer mode

水库监测站响应查询指令发送数据的工作模式。

2.0.4  水库监测中心站 reservoir monitoring junction station

建设在小型水库管理所的安全监测中心站,用于对本水库雨水情、大坝安全监测和视频图像等信息的采集、处理和管理,主要应用于水库管理人员开展日常工作使用,并具备将采集信息上传至监测平台的功能。

 巡视检查

3.1  一般规定

3.1.1   小型水库大坝应进行现场巡视检查。

3.1.2   应根据大坝的实际情况和阶段制定现场检查程序,规定检查的时间、部位、内容和方法,并确定其路线和顺序;并配置必要的工器具。

3.1.3   现场巡视检查包括日常检查、年度检查、定期检查和应急检查,应符合下列要求:

1  日常检查。指大坝运行维护人员对大坝进行日常巡视检查。日常检查的次数:每月不宜少于1次;汛期及遭遇特殊工况时,应增加检查次数。检查结果以表格方式记载。

2  年度检查。在每年汛前、汛后,冰冻严重地区的冰冻及冻融期,水库管理单位组织大坝运行维护专业人员按规定的检查程序,对大坝进行全面详细的现场检查,并审阅大坝检查、运行、维护记录和监测数据等档案资料;提出大坝安全年度检查报告。

3  定期检查。定期进行大坝安全鉴定前,主管单位(或业主)应按规定组织运行、设计、施工、科研等有关单位的专家,查阅工程勘察设计、施工与运行资料,对大坝外观状况、结构安全情况、运行管理条件等进行全面检查和评估,编制大坝现场安全检查报告,为大坝安全鉴定提供依据。

4  应急检查。在坝区(或其附近)发生地震、遭受大洪水、库水位骤变、高水位低气温、水库放空以及发生其它影响大坝安全运用的特殊情况时,主管单位组织安全检查组及时进行应急检查,必要时还应派专人进行连续监视。

3.1.4   现场检查中如发现大坝有异常迹象,应分析原因并及时上报。

3.1.5   具备条件的水库,人工巡视检查结果可上传至监测平台,可采用智能巡视等自动巡查手段。

3.2  巡视检查项目和内容

3.2.1   坝体检查应包括下列内容:

1  坝顶有无裂缝、异常变形等现象;防浪墙有无开裂、挤碎、架空、错断、倾斜等情况。

2  迎水坡护面或护坡是否损坏;有无裂缝、剥落、滑动、隆起、塌坑、冲刷等现象;近坝水面有无冒泡、变浑等异常现象。块石护坡有无块石翻起、松动、塌陷、垫层流失、架空或风化变质等损坏现象。

3  背水坡及坝趾有无裂缝、剥落、滑动、隆起、冒水、渗水坑或流土、管涌等现象;表面排水系统是否通畅,有无裂缝或损坏;滤水坝趾、减压井(或沟)等导渗降压设施有无异常或破坏现象;排水反滤设施是否堵塞和排水畅,渗水有无骤增骤减和发生浑浊现象。

3.2.2   坝基和坝区检查应包括下列内容:

1  基础排水设施的工况是否正常;渗漏水的水量、颜色、气味及浑浊度、酸碱度、温度有无变化。

2  坝体与岸坡连接处有无错动、开裂及渗水等情况;两岸坝端区有无裂缝、滑动、滑坡、崩塌、溶蚀、隆起、塌坑、异常渗水等。

3  坝趾近区有无阴湿、渗水、管涌、流土或隆起等现象;排水设施是否完好。

4  坝端岸坡有无裂缝、塌滑迹象;护坡有无隆起、塌陷或其他损坏情况;下游岸坡地下水露头及绕坝渗流是否正常。

5  有条件时应检查上游铺盖有无裂缝、塌坑。

3.2.3   输泄水洞(管)检查应包括下列内容:

1  引水段有无堵塞、淤积、崩塌。

2  进水口边坡坡面有无新裂缝、塌滑发生,原有裂缝有无扩大、延伸;地表有无隆起或下陷;排(截)水沟是否通畅、排水孔工作是否正常;有无新的地下水露头,渗水量有无变化。

3  进水塔(或竖井)混凝土有无裂缝、渗水、空蚀或其他损坏现象;塔体有无倾斜或不均匀沉降。

4  洞(管)身有无裂缝、坍塌、鼓起、渗水、空蚀等现象;原有裂(接)缝有无扩、延伸;放水时洞内声音是否正常。

5  工作桥是否有不均匀沉陷、裂缝、断裂等现象。

3.2.4   溢洪道检查应包括下列内容:

1  进水段(引渠)有无坍塌、崩岸、淤堵或其他阻水现象;流态是否正常。

2  堰顶或闸室、闸墩、胸墙、边墙、溢流面、底板有无裂缝、渗水、剥落、冲刷、磨损、空蚀等现象;伸缩缝、排水孔是否完好。

3.2.5   近坝岸坡检查应包括以下各项:

1  岸坡有无冲刷、开裂、崩塌及滑移迹象。

2  岸坡护面及支护结构有无变形、裂缝及位错。

3  岸坡地下水露头有无异常,表面排水设施和排水孔工作是否正常。

3.3  检查方法

3.3.1   常规检查方法主要为眼看、耳听、手摸、鼻嗅、脚踩等直观方法,或辅以锤、钎、钢卷尺、放大镜、石蕊试纸等简单工具器材,对工程表面和异常现象进行检查。对安装了视频监控系统的大坝,可利用视频图像辅助检查。有条件的水库可采用先进实用技术为辅助检查手段,如无人机巡检、遥感巡检等。

3.3.2   日常巡视检查人员应相对稳定,检查时应带好必要的辅助工具和记录笔、簿以及照相机、录像机等影像设备。巡查应做到检查全覆盖、不留死角、不出现遗漏,可采取“之”字形或平行路线。

3.3.3   汛期高水位情况下对大坝表面(包括坝脚、镇压层)进行巡查时,宜由数人列队进行拉网式检查,防止疏漏。

3.4  记录和报告

3.4.1   每次巡视检查均应按规范要求作好详细的现场记录。如发现异常情况,除应详细记述时间、部位、险情和绘出草图外,必要时应测图、摄影或录像。对于有可疑迹象部位的记录,应在现场就地对其进行校对,确定无误后才能离开现场。

3.4.2   日常巡视检查中发现异常现象时,应分析原因,及时上报主管部门。

3.4.3   各种巡视检查的记录、图件和报告的纸质文档和电子文档等均应整理归档。并及时上传到小型水库安全监测平台。

 水库监测站与监测中心站

4.1  一般规定

4.1.1   监测站分为雨水情测报站、大坝安全监测站和视频监视站,可根据水库实际按监测项目单独设立或多个监测项目合并设立在一个监测站。

4.1.2   监测站的主要功能是监测信息采集、存储、编码、传输,并具备一站多发功能。

4.1.3   可根据需要建设监测中心站。水库监测信息可通过水库监测中心站传输至监测平台。

4.1.4   监测中心站应具备数据采集接收、掉电保护、自检自诊断、数据异常报警及故障显示、数据存储、整编、分析及管理功能。

4.1.5   应采取必要的防雷措施保证监测站、监测中心站设施可靠运行,防止从天馈线、电源线、遥测设备与传感器间的信号线引入雷电损坏设备。

4.1.6  水库监测站和监测设备应设置明显的标识,并设置监测设施简介、警示牌等。

4.2  水库监测站

4.2.1   监测站宜由传感器、数据采集传输终端、通信设备和供电设备等组成。雨水情测报站主要可包括雨量计、水位计等。大坝安全监测站主要包括渗压计、量水堰计等。视频监视站主要包括视频摄像机及相关设备。数据采集传输终端主要可包括遥测数传仪(RTU)和测量控制单元(MCU)等,通信设备包括通信模块、天馈线等,供电设备应包括太阳能电池板、蓄电池组、充电控制器或交流供电设备等,组成结构见附录A.1。传感器与水库监测站之间线缆应加以保护。

4.2.2   监测站一般设置在水库大坝坝顶或结合启闭机房等基础设施布置,雨水情测报宜采用立杆式测站,大坝安全监测站宜采用落地式,有条件的可采用站房式监测站,见附录A.2。

4.2.3   监测站可采用太阳能电池浮充或交流供电方式。当采用太阳能电池浮充供电时,蓄电池应能保证雨水情测报及大坝安全监测设施设备连续可靠工作30天以上。视频监视站宜采用交流供电方式。

4.2.4   雨水情测报宜采用自报工作方式,大坝安全监测宜采用定时自报和查询-应答工作方式。

4.2.5   雨水情数据采集装置应满足下列性能要求:

1  具有自动数据采集、存储、远程传输和电源管理功能,并预留扩展传感器接口、通信接口及软件升级功能。

2  工作体制:可设置自报式和查询—应答式。

3  具备现场和远程修改参数功能。

4  支持脉冲计数、4mA~20mA、0V~5V、SDI-12 RS232和RS485/422接口。

5  具有接入VHF、GSM、GPRS、CDMA、北斗卫星等远程信道。

6  具备检测与发送遥测终端机电源电压等工况功能,水文参数无变化时,能定时自报。

7  具有保持测站1年以上数据固态存储功能。

4.2.6   安全监测数据采集装置应满足下列性能要求:

1  应具备监测数据、时间信息等存储与设置功能,并应保障意外断电时的数据安全性。

2  采集模块标准配置宜为8~32个通道,采样时间巡测时小于5min,单点采集时小于10s/点,单通道数据存储容量不少于60测次。

3  通信接口及方式宜使用RS485、RS232、CANbus、以太网等通用通信接口,并支持GSM、GPRS、CDMA或专用网络等通信方式。

4  通信协议应具有支持网络结构的通信协议,并具备兼容相关协议的控件、函数库、动态链接库等文档或软件接口。

4.2.7   图像视频数据采集装置应满足下列性能要求:

1  视频信息采集设备接口应与传输系统的接口匹配。

1  本地设备的时延,满足系统时延的整体要求。

2  采集设备对其控制信息的即时响应能力宜不大于0.1s;从直接链接前端采集设备的控制端发岀操作云台镜头的控制指令,到现场视频信息传送到控制端,并显示控制指令有效执行的时延宜不大于0.8s。

4.2.8   数据采集装置还应满足下列要求:

1  平均无故障工作时间(MTBF)≥10000h。

2  防雷电感应:不小于500W。

3  产品名称、注册商标等标志字迹清晰,表面无划痕、损伤。

4  防潮、防锈蚀、防鼠、抗振、抗电磁干扰等。

4.2.9   监测站与监测平台之间可采用有线或无线通信方式,宜具备主、备双信道数据通信。有线通信可采用光纤、RS-485/422A,以太网(TCP/IP)等方式。无线通信可采用超短波、移动通信、无线网桥、卫星、NBIoT、LoRa等方式。通信误码率不应大于10-4。是否缺少单位

4.3  监测中心

4.3.1   监测中心站可建设在水库现场办公房、水库管理所(站)等便于开展水库安全管理的场所。

4.3.2   监测中心站应结构简单、维护方便、扩展性好、易于改造和升级,宜具备与监测平台通信的接口。

4.3.3   监测中心站的设备包括计算机网络设备、通信设备、电源及防护设备等。

4.3.4   计算机网络性能应满足现场应用环境,有较高的运算速度和满足长期运行需要的存储容量,并根据需要配置打印机等外部设备。

4.3.5   监测中心站和监测站之间可采用有线或无线通信方式,并与监测平台传输方式相协调。当采用有线方式时,所使用电缆应加以保护,室外电缆应布设在电缆沟或电缆保护管内。电缆沟宜封闭,并应有排水设施。

4.3.6   监测中心站应采用交流电供电,并配置稳压及不间断电源。

4.4  避雷与接地

4.4.1   避雷措施应满足下列要求:

1  安装避雷针时,其高度应满足保护范围要求。

2  天馈线系统应根据具体情况安装合适的避雷装置。

3  交流电源输入端应增加浪涌吸收器、隔离变压器或其他防雷装置。

4  在雷电多发地区,交流电源输入端应采用可靠的电源避雷措施。

5  交流电源接地、防雷接地和设备接地应各自单独引线接入不同的接地网,引线应作绝缘保护措施,且各接地网之间应有一定距离。

6  应有可靠的防雷电感应措施,系统的接地应可靠,监测站接地网的接地电阻应小于10W,监测中心站接地电阻应小于4W。

4.4.2   接地网可采用板材接地地网、矩形二次重复地极网、均衡电位地网、一字形地网等。

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 雨水情测报

5.1  一般规定

5.1.1   雨水情测报项目应包括降水量和库水位。

5.1.2   降水量观测应满足下列要求:

1  降水量以mm为单位,记录精度至0.5mm。

2  采用人工雨量计观测应每日8时统计降水量,采用自记式雨量计观测应每日8时检查观测记录。日降水量以8时为日分界限,即从昨日8时至今日8时的降水量为昨日降水量。

3  降水量测报频次原则上每日不少于1次,当库区降雨加大时,根据情况增加测报频次。

5.1.3   库水位观测应满足下列要求:

1  库水位应每日8时定时测读,天气条件不允许的,可改在其他时间定时观测。水位宜读记至1cm。

2  人工测读时,按水面与水尺的相交处读取数值。当水面出现风浪时,应读取浪峰、浪谷时的数值,取其平均值作为水位测值。

3  当水位监测断面全部结冰冻实时,可不测读水位,需记录冻实时间;水尺附近未冻实时,可将水尺周围的冰层清除,待水面平静后再测读水位。

4  水位自动监测设备应根据观测需要设置定时观测和加密观测时段。

5  水位自动监测设备应定期进行校测,校测频率为每年不少于1次,宜在汛前开展。设有水尺的自动监测站,可采用水尺观测值进行校测,未设置水尺的自动监测站,应采用水准测量的方法进行校测。

5.1.4   日常应检查雨量器器口变形、器口面水平、器身稳固情况,检查、清除承水器滤网上的杂物和漏斗通道堵塞物。应对自记雨量计的准确性定期进行比测和校验;定期检测承水器口的直径和水平度。

5.1.5   库水位零点标高每1~2年应校测一次,水尺、水位计每年汛前均应进行检查。

5.1.6   监测仪器设施安装后应填制考证表。

5.2  量观测

5.2.1   降水量观测点应符合下列要求:

1  小(1)型水库设置不少于1个降水量观测点,其中1个坝区观测点,库区面积超过20km2的可增加1个观测点。 

2  小(2)型水库设置1个降水量观测点,一般布置在坝区。

5.2.2   降水量观测点布设应符合下列要求:

1  降水量观测点应避开强风区,周围应空旷、平坦,不受突变地形、树木和建筑物的影响。 

2  雨量计(器)至障碍物边缘的距离应大于障碍物顶部与承雨器口的高差的2倍。如周边为边坡或山体时,应使承雨器口至山顶的仰角不大于30°。

3  流域内降水量观测点布设应满足流域面雨量计算精度要求。

5.2.3   降水量宜采用翻斗式雨量计观测,主要技术指标应符合下列要求:

1  承雨口径:Φ200mm。

2  量程:降雨强度0mm/min~4mm/min。

3  分辨率:0.5或1.0mm;

4  精度:±4%(以仪器自身排水量为准)。

5.2.4   降水量传感器安装应符合下列要求:

1  雨量计应检查确认仪器部件完整无损及灵敏正常后进行安装。

2  雨量计支架或基础应保证仪器装置牢固和承雨器口水平,遇暴风雨不发生抖动或倾斜。

3  安装完成后,应按照仪器使用说明书要求检查仪器各部件安装是否正确,运转是否正常,量测精度是否符合要求。

5.2.5   人工观测应坚持随测、随算、随整理、随分析,以便及时发现观测中的差错和不合理记录,及时进行处理、改正,并备注说明。遥测记录资料应定期从遥测数传仪或数据接收中心原始数据库下载降水量资料,结合计算机软件进行资料审核、处理。

5.2.6   应根据工程实际情况制定并填写降水量观测记录表和统计表,统计表格式见附录B.0 .1。根据实际需要,绘制相应的过程线、分布图等。

5.3  库水位监测

5.3.1   小型水库均应设置1个库水位监测站。

5.3.2   库水位监测点应设置在便于安装和观测的岸坡稳固处或永久性建筑物上,能够代表坝前水位,满足水面平稳、受风浪或泄流影响小要求。

5.3.3   库水位监测应根据监测条件选择浮子式水位计、雷达式水位计或压力式水位计等。

5.3.4   设置库水位自动监测应同时设置人工测读水位尺,满足人工观测和校核要求。

5.3.5   水位尺可采用直立式、倾斜式或矮桩式水位尺,一般沿大坝上游坝面或近坝稳定岸坡布设,不应设置在溢洪道、泄洪洞、输水洞进水口等受泄洪水流影响的位置。

5.3.6   库水位观测应制定观测记录表和统计表,统计表格式见附录B.0.2。观测资料应定期整编。

 大坝安全监测

6.1  一般规定

6.1.1   小型水库大坝安全监测项目应包括渗流和变形监测,应力应变及温度等其他监测项目可根据需要设置。

6.1.2   监测范围应包括坝体、坝基,以及影响工程安全的泄输水建筑物和近坝岸坡等。

6.1.3   各监测项目应针对工程实际配合布置,突出重点,兼顾全面。关键部位测点可冗余布置。

6.1.4   监测仪器设备应先进实用和便于实现自动化监测,并应配备必要的人工监测仪器设备,用于自动化设备故障期间观测以及运行期比测、校核等。

6.1.5   监测仪器安装埋设前应进行检验测试,相关工作应按SL530的规定执行。

6.1.6   监测仪器安装埋设应按设计要求,应减少对主体工程安全和施工影响。主体工程运行或施工应为仪器设备安装埋设提供必要的条件。安装埋设过程应及时测读并记录初始值,填写安装考证表,考证表格式见附录C。

6.1.7   监测设施应定期进行检查、维护、鉴定,必要时应进行更新改造。更新改造应在可靠性评估基础上合理利旧,保持监测数据的连续性。监测设施可靠性评估宜按照SL766进行。

6.1.8   各监测项目在不同阶段的监测频次要求见附录C.1,当发生地震、大洪水、库水位骤变、高水位运行、大坝出现异常等特殊情况,应加密监测频次。

6.2  渗流监测

6.2.1   小型水库渗流监测项目主要包括渗流量、渗流压力或扬压力。

6.2.2   存在明显渗漏且便于汇集的小型水库,应设置渗流量监测项目。监测点数量根据渗漏部位、严重程度、汇集条件等综合确定。

6.2.3   渗流量监测方式根据渗流量大小和汇集条件采用容积法或量水堰法,应符合下列规定:

1  渗流量不超过1L/s的可采用容积法监测。

2  渗流量1~300L/s的可采用量水堰法,其中渗流量1~70L/s的可采用直角三角堰,70~300L/s的可采用梯形堰或矩形堰。

6.2.4   量水堰的设置和安装应符合下列规定:

1  量水堰应设在排水沟直线段的堰槽内,堰槽段应采用矩形断面,两侧墙应平行和铅直。槽底和侧墙应加衬砌,不允许渗水。

2  堰板应与堰槽两侧墙和来水流向垂直。堰板应平整、水平,高度应大于5倍的堰上水头。

3  堰口水流形态应为自由式。

4  测读堰上水头的水尺、测针或量水堰计,应设在堰口上游3~5倍堰上水头处。其零点高程与堰口高程之差不应大于1mm。当堰槽水流杂物较多时,可在测读装置上游设拦污栅,防止杂物影响流态。

5  宜安装量水堰计自动监测渗流量,量水堰及量水堰计安装完成后,应及时填写考证表,考证表格式见附录C.2。

6.2.5   渗流量监测方法应符合下列规定:

1  采用容积法测量渗流量时,容器充水时间根据渗流量的大小确定,宜不小于10s,渗流量两次测值之差不应大于其平均的5%。

2  用量水堰监测渗流量时,水尺的水位读数应精确至1mm,测针、量水堰计的水位读数应精确至0.1mm,堰上水头两次监测值之差不应大于1mm。

6.2.6   土石坝渗流压力监测布置应符合下列规定:

1  土石坝渗流压力监测内容主要包括坝体与坝基渗流压力,应根据大坝结构、地质条件及运行情况等,布置坝体、坝基渗流压力监测。

2  小(1)型水库、坝高15m以上或下游影响较大的小(2)型水库,应设置不少于2个监测横断面;坝高15m以下小(2)型水库有条件时应设置不少于1个监测横断面;坝长超过500m可增加监测横断面。

3  监测横断面宜设置在最大坝高、地质条件复杂、坝体与穿坝建筑物接触部位、渗流隐患等坝段。

4  每个横断面宜设置不少于2个监测点,一般设置在坝顶下游侧或心(斜)墙下游侧、坝脚或排水体前缘,必要时在下游坝坡增设1个监测点;监测点高程应位于预计最低浸润线以下。

5  应至少设置1个下游水位或近坝地下水位监测点。

6  存在明显绕坝渗漏的,应设置绕坝渗流监测点。绕坝渗流监测宜沿流线方向或渗流较集中的透水层布置1个监测断面,监测断面上布置2~3个测点。

6.2.7   土石坝渗流压力监测仪器设施及其安装埋设应符合下列规定:

1  宜采用在测压管内安装渗压计的自动监测方式。

2  测压管宜采用PE管或镀锌钢管,内径宜采用50mm。

3  测压管由透水管和导管组成,管底封闭,不留沉淀管段。透水段长度宜为1~2m,面积开孔率约为15%,开孔应均匀分布、管内无毛刺,外部包扎无纺土工织物。导管段应顺直,内壁平整无阻。透水段与坝体之间回填反滤料,导管段回填与坝体相同或接近的材料。

4  测压管管口应高于地面;封孔回填完成后,应进行孔内注水或提水灵敏度试验,试验合格后加保护装置,防止人为破坏与外水渗入。

5  测压管可随坝体填筑埋设,也可通过钻孔方式埋设。测压管安装埋设技术要求见附录C.3。

6  渗压计吊装高程应根据测压管水深与仪器量程确定,并与测压管底距离不宜小于0.5m;吊装线缆长度超过15m的,应采用钢丝绳悬吊安装;线缆在管口固定可靠,管口应留有通气孔;渗压计安装至设计高程后应进行人工比测。

7  测压管、渗压计安装埋设后应及时填写考证表,考证表格式见附录C.4。

6.2.8   混凝土坝扬压力监测布置应符合下列规定:

1  4级和下游影响较大的5级混凝土坝,宜设置1个扬压力监测纵断面,监测纵断面宜布置在第一道排水幕线上;宜根据坝体结构、坝基地质条件等设置不少于3个扬压力监测点。

2  监测点高程宜位于建基面高程以下1m范围内,监测孔与排水孔不应互换或代用。

3  应至少设置1个下游水位或近坝地下水位监测点。

4  存在明显绕坝渗漏的,应设置绕坝渗流监测点。绕坝渗流监测布置按6.2.6条6款的规定执行。

6.2.9   混凝土坝扬压力监测仪器设施及其安装埋设应符合下列规定:

1  宜采用在测压管内安装渗压计的自动监测方式。

2  测压管可在施工期预埋,也可通过钻孔方式埋设。测压管制作与安装、渗压计安装方法按6.2.7条规定执行,有压测压管管口应封闭并加装压力表,无压测压管管口应设保护装置。

3  测压管、渗压计安装埋设后应及时填写考证表,考证表格式参考附录C.4。

6.2.10   渗流压力或扬压力监测应符合下列规定:

1  测压管管口高程,在施工期和初蓄期应每半年校核1次,运行期应每两年至少校核1次,疑有变化时随时校测。

2  运行期应每两年至少检测1次测压管深度和灵敏度;测压管水位应每年至少人工比测1次。

6.3  变形监测

6.3.1   小型水库大坝变形监测项目主要为坝体表面变形,对影响工程安全的裂(接)缝与近坝岸坡变形,应进行必要的监测。

6.3.2   变形监测的正负号应符合下列规定:

1  垂直位移:下沉为正,上升为负。

2  水平位移:向下游为正,向左岸为正;反之为负。

3  裂(接)缝:张开为正,闭合为负。

6.3.3   坝体表面变形监测内容有坝面垂直位移和水平位移,监测布置应符合下列规定:

1  对坝高超过15m或下游影响较大的土石坝,4级或下游影响较大的5级混凝土坝,应设置表面变形监测项目;其他小型水库根据需要设置。

2  土石坝以监测垂直位移为主,混凝土坝以监测水平位移为主。

3  土石坝应设置不少于2个监测纵断面,混凝土坝应设置不少于1个监测纵断面,一般设置在坝顶、下游马道、坝脚等位置;纵断面上的监测点应设置在最大坝高、合龙段、地形突变处、地质条件复杂处、坝内埋管处或可能异常处,一般不少于3个;纵断面上的监测点间距,当坝轴线长度小于300m时,宜取30~50m;坝轴线长度大于300m时,宜取50~100m。

4  应设置必要的工作基点和基准点。

6.3.4   坝体表面变形监测方法应符合下列规定:

1  水平位移监测可采用视准线法、前方交会法和GNSS法,有关方法要求参考附录C.5。

2  垂直位移监测宜采用水准测量或三角高程测量,应采用四等水准及以上要求测量。

3  变形监测精度相对于临近工作基点应不大于±3mm。

6.3.5   坝体表面变形监测设施安装埋设应符合下列规定:

1  基准点应设在不受工程影响的稳定区域,工作基点可布设在工程附近相对稳定位置,监测点应与坝体牢固结合。

2  垂直位移及水平位移监测宜共用一个观测墩,可采用柱式或墩式,顶部安装水平位移监测装置,底部安装垂直位移监测装置。

3  岩基上的基准点、工作基点可直接凿坑浇筑混凝土埋设;土基上的基准点、工作基点观测墩底座埋入土层深度不应小于1.5m,监测点观测墩底座埋入土层的深度不小于0.5m;冰冻区基准点、工作基点、监测点观测墩底座应深入冰冻线以下。

4  基准点、工作基点周围宜建立保护设施,防止雨水冲刷和侵蚀、车辆机械及人为碰撞破坏。

5  水平位移基准点、工作基点和监测点宜采用带有强制对中基座的混凝土观测墩,基座对中误差不超过±0.1mm,水平倾斜度不应大于4′;基准点、工作基点观测墩应高出地面或坝面1.2m以上,监测点观测墩应高出坝面0.6m以上。

6  视准线监测点对中基座中心与视准线的距离偏差不应大于20mm。

7  监测设施安装埋设后,应及时观测初始值,并填写安装埋设考证表,安装埋设考证表见附录C.6。

6.3.6   大坝裂(接)缝、近坝岸坡变形监测布置、方法与要求可参照SL551、SL601的规定执行,安装埋设考证表见附录C.7。

 视频监视

7.1  一般规定

7.1.1   小型水库应设置视频监视站,通信可采用有线互联网或移动互联网等。

7.1.2   视频监视站宜设置在大坝、溢洪道、放水涵等部位,重点监视大坝全貌,覆盖水尺、坝前水面、溢洪道进出口、放水涵出口、坝体渗漏等区域。

7.1.3   小(1)型水库应设置不少于2个视频监视站,小(2)型水库应设置不少于1个视频监视站,坝长500m以上的根据需要增加视频监视站。

7.1.4   数据传输采用有线或网桥通信方式的应保证视频实时传输,其他通信方式可根据需要传输短视频或图片。

7.1.5   视频监视站应满足防尘、防腐蚀、防人为破坏及易检修的技术要求。

7.1.6   视频监视站应符合下列要求:

1  视频监视站具备图像接入、管理、调用、存储、转发和显示等功能。

2  视频监视站单路画面像素数量不小于352×288(CIF), 采用有线网络或无线网桥传输的,单路显示基本帧率不小于25fps;若采用无线公网的,单路显示基本帧率不小于20fps。 

3  视频监视站应实现图片定时拍摄、异常抓拍以及实时报送功能,根据需要可具有入侵捕捉与语音广播联动报警功能。

4  太阳能供电方式的宜选择低功耗摄像机;视频监视应实现自动连续循环存储,视频图像存储时间不少于15天,重点视频和图片存储时间不小于60天。

5  视频监视站信息传输采应满足《公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》(GB/T 28181)。

6  视频监视站控制信息即时响应能力宜不大于0.1s,控制指令有效执行时延宜不大于0.8s。

7  视频监视站供电应符合下列要求:

1)交流电供电方式:

稳态电压偏移AC220V (1±2%)/50Hz

稳态频率偏移50Hz±0.2Hz

2)太阳能电池浮充供电方式:

太阳能功率及蓄电池容量应保证连续3天以上阴雨天气正常工作。

8  网络传输要求:

1)网络传输时延≤300ms。

2)传输时延抖动≤ 50ms。

3)传输丢包率w≤1×10-3 。

7.2  设备技术要求

7.2.1   视频监视站设备主要包括摄像机和云台等,对坝区、水面等监视范围较大及需要经常快速变换监视对象的,宜选用一体化高速球型摄像机;对溢洪道、放水涵等固定对象的,可选用固定式枪机。

7.2.2   视频监视摄像机主要技术指标应符合下列要求:

1  不小于400万像素,具备夜视功能且视距不小于50m。

2  不小于23倍光学变倍,16倍数码变焦,自动聚焦。

3  支持预置位拍摄功能,图像分辨率不低于1920×1080像素。

4  支持H.265,H.264、MPG等视频格式,支持远程监控。

5  内置RJ45 网口,支持10M/100M 网络数据。

6  支持不小于256GB的Micro SD/SDHC/SDXC卡存储。

7  支持SDK、ONVIF、CGI、PSIA、GB/T28181协议接入。

8  球机云台支持范围:水平 360°;垂直 -15°~90°;支持自动翻转。

9  具有防雷、防浪涌以及IP67防护等级。

10  摄像机平均无故障间隔时间(MTBF)应大于20000h,系统运行后首次故障时间应大于 3 个月。

7.2.3   摄像机室外设备箱防护级别应高于 IP65。

7.3  视频监视站安装

7.3.1   摄像机安装位置宜布置在视野开阔,摄像机前无遮挡,光线充足,离地面应高于3m。

7.3.2   立杆在≤6级风力时不晃动,保障摄像机的输出视频图像不抖动。

7.3.3   线缆铺设宜采用开沟地埋铺设,特殊地段可架空。地埋时,沟深≥0.5m,并采用套管防护;架空铺设时,应采用加强钢丝、安装支架和接线座等。

7.3.4   太阳能电池浮充供电方式时,蓄电池宜采用地埋式安装;太阳能板安装仰角宜为45度左右,方向宜为正南方,且安装牢固。

 信息传输与通信

8.1  一般规定

8.1.1   信息传输与通信系统应准确、及时、可靠地采集和传输水库雨水情及大坝安全监测信息及设备工况信息。

8.1.2   水库监测站宜配置相互独立的主、备数据传输信道,具有传输信道的主、备模式选择设置和自动切换功能。

8.1.3   水库监测站宜具有远程或现场设定及修改各类运行参数功能,并具有自动校时功能。

8.1.4   县市级监测平台与省级监测平台之间宜配置信息传输主、备用信道。

8.1.5   通信技术指标应满足下列要求:

1  系统一次完成各省、市、自治区范围内水库监测站实时数据收集、处理和转发的时间不应超过10 min;系统实时数据上报国家监测平台的时间不应超过20 min。

2  信道误码率见表8.1.5。

表8.1.5 信道误码率Pe规定

信道

超短波通信

微波、卫星通信

移动通信

DDN、SDH、MSTP

Pe

≤1×10-4

≤1×10-6

≤1×10-5

≤1×10-6

3  水库监测站月平均畅通率应不低于95%,监测平台之间月平均畅通率应不低于99%。

4  系统基准时钟宜采用GNSS授时系统,可采用BDS授时系统作为系统时钟同步时钟源。

8.2  通信组网

8.2.1   小型水库雨水情测报及大坝安全监测设施通信组网设计应符合下列规定:

1  根据水库所在省、市、自治区的通信资源、系统规模、信息流程、信息交换量等条件和要求,合理选择通信组网信道。

2  在满足数据传输可靠性和速率的前提下,优先选择公网和已建专网。

3  省级监测平台与县市级监测平台的通信信道应能满足系统最大数据量的传输要求。

4  组网设计应充分考虑提高通信资源利用率。

8.2.2   采用移动通信组网时应符合下列规定:

1  信号强度应满足通信误码率要求。个别测站信号强度达不到要求,可通过自建短距离信道将测站信息传至移动通信信号符合要求的地点,再采用移动通信信道。自建短距离信道宜选用超短波、传感器网络、无线网桥或光纤等。

2  传输速率应由实际使用需求确定,并保证数据的准确性和时效性。

3  可以用于数据通信和图像通信。

4  应对移动通信服务商提出通信可靠性等服务技术指标的要求。

8.2.3   采用卫星信道时应符合下列规定:

1  响应时间不超过5s,定位信息时延不超过5s,数据传输时延不超过5s。

2  上行数据波特率为 16.625kb/s,下行数据波特率为 31.25kb/s,波特率 9600bps。

3  使用定向天线系统时,应考虑避免其天线指向的前方有遮挡物;使用全向天线系统时,应考虑减少天线周边树木、高压线、房屋等对其信号传输的影响。

8.2.4   采用超短波信道时应符合下列规定:

1  超短波通信使用的工作频率应优先选用国家无线电管理部门分配给水利系统的专用频率并报当地无线电管理局(检测站)审批确定。

2  超短波信道的数据传输速率宜1200bps,接口速率可选择9600bps。

3  可自定义用户区字节数,模拟收发机字节长度≤30B,数字收发机字节长度≤140B,必要时采用报文拆分发送。

8.2.5   采用光纤通信时,应根据建设要求、网络结构、规模容量,制定合理的通信组网方案,数据传输速率宜根据系统数据传输要求以及通信资源本身的传输能力来确定。

8.2.6   图像视频传输设施应选用较高通信速率的移动通信和光纤通信等信道,其传输速率应不低于1Mbps。

8.3  信息流程与工作模式

8.3.1   小型水库雨水情测报及大坝安全监测设施信息流程应根据各省、市、自治区实际情况选用逐级上传、集中分发或多目标并发模式。逐级上传模式是水库监测站发送信息至县市级监测平台,再由县市级监测平台向省级监测平台转发的信息流向;集中分发模式是水库监测站发送信息至省级监测平台,再由省级监测平台向县市级监测平台转发的信息流向;多目标并发模式的信息流向是水库监测站同时向2个以上县市级监测平台或省级监测平台发送信息,可以是逐级上传,也可以是集中分发。

8.3.2   应根据业务工作需求,同时考虑管理维护、供电、交通和可利用的通信信道以及信道质量等条件,选择工作模式,并应符合下列规定:

1  省级监测平台或县市级监测平台仅需要获取水库监测站数据变化情况时,宜采用自报工作模式,并具有定时自报功能。

2  省级监测平台或县市级监测平台需要主动随时取得水库监测站数据时,宜采用查询—应答工作模式。

3  水库监测站与省级监测平台或县市级监测平台交互时,采用自报、查询—应答混合工作模式。

8.4  数据传输规约

8.4.1   小型水库雨水情测报及大坝安全监测设施应执行统一的数据传输规约,需符合SL/T  812.1规定;水库雨水情测报通信规约还应符合SL 651规定,视频监控通信规约还应符合GB/T 28181规定。 

8.4.2   有信息传输安全要求的系统,宜在统一数据传输规约基础上增加信息加密传输编码或技术措施。信息传输加密可采用对报文正文加密或对整个报文帧加密等方式。

8.4.3   系统使用的RTU和MCU等数据采集终端设备应具有水利部水文仪器及岩土工程仪器质量监督检验测试中心的出具的检测报告,证明其通信规约符合本标准要求。

 监测平台

9.1  一般规定

9.1.1   小型水库安全监测平台主要实现雨水情测报、大坝安全监测和工程视频监视的数据汇集与应用,为相关业务系统提供数据共享。

9.1.2   小型水库安全监测平台包括省级监测平台,以及市县级监测平台和部级监测平台。各级监测平台均通过网络连接,各级小型水库大坝安全监测平台总体框架见附录E图E-1。

9.1.3   省级监测平台由省级负责建设,应为市县级和水库用户提供应用服务。

9.1.4   省级监测平台与水库监测站或市县级监测平台连接,汇总、管理全省水库雨水情测报和大坝安全监测数据,并通过网络上报至部级监测平台。省级监测平台应提供接口供部级监测平台访问水库现场视频。

9.1.5   市县级监测平台根据需要设置,数据应与省级监测平台保持同步。市县级监测平台数据可由水库监测站汇总,也可从省级监测平台通过接口共享。

9.1.6   部级监测平台通过省级监测平台上报的数据实现应用,为部级相关系统提供数据共享,不直接对接市县级监测平台和水库监测站。

9.2  数据库

9.2.1   监测平台数据库应存储水库雨水情信息、大坝安全监测信息、视频图像信息和监测点信息,以及运维基本信息等。

9.2.2   水库基础信息应包括水库名称、所在地、工程规模、流域、河流、经纬度、特征水位、总库容、最大坝高、坝顶高程、注册登记号等。

9.2.3   雨水情信息应包括、降水量、水位等。

9.2.4   大坝安全监测信息应包括巡视检查信息,表面垂直位移监测基点、表面垂直位移测点、表面垂直位移,表面水平位移监测基点、表面水平位移测点、表面水平位移,渗流压力测点、渗流压力水位、测压管、测压管水位,渗流量测点、渗流量信息等。

9.2.5   视频图像信息应包括视频图像监视点、视频图像信息等。

9.2.6   运维基本信息应包括web端和数据库运行情况、网络通信状态、防火墙运行情况、工单流程、操作日志等。

9.2.7   数据库表结构参照《水利数据库表结构及标识符编制总则》(SL/T 478)、《水利对象分类与编码总则》(SL/T 213)。雨水情测站基本属性表、实时信息类表名称和结构遵照《实时雨水情数据库表结构与标识符》(SL 323)执行;大坝安全监测数据库、视频图像数据库主要表结构及标识符见附录E。

9.2.8   部级监测平台可通过数据标准化接口实现与全国相关水利业务系统交换数据。

9.3  平台功能

9.3.1   监测平台应具备数据接收、数据处理、数据存储、资料整编、分析应用、信息管理、信息展示、视频监视、预警提醒、数据统计、系统管理、用户管理等功能。

9.3.2   数据接收应提供数据访问接口,接收水库监测站或下级监测平台的数据。

9.3.3   数据处理应具备数据检验功能,剔除不合理数据和偶然误差。

9.3.4   数据存储应将接收的数据及时存储至数据库,并定期备份。

9.3.5   资料整编包括整编时段内的监测数据、文字和图表,应具备下列功能:

1  打印报表,自动生成时段报表、日报表、月报表、年报表。

2  绘制图形,自动绘制直方图、过程线、相关线、平面分布图、浸润线,实现趋势性分析。

3  监测物理量过程线绘制时,应同时绘制相关环境量的过程线,还应绘制能表示各监测物理量在时间和空间上的分布特征图与有关因素的相关图。

9.3.6   分析应用包括统计模型分析、指标设定等功能,宜具备下列功能:

1  统计模型分析,应采用最小二乘法、多因子线性逐步回归法等建立竖向位移统计模型、水平位移统计模型、渗流压力(扬压力)统计模型、渗流量统计模型。

4  指标设定:应拟定临界降雨量、库水位、渗透压力、变形等监控指标。

9.3.7   信息管理,提供信息管理和运行维护,应包括下列功能:

1  信息管理,管理水库监测点和监测数据,包括新增、修改、删除、统计、下载、导入数据。

5  运行维护,监测设备的通信状态、电压、电池的剩余电量,远程管理监测站点进行配置、校准、升级、维护与重启。

9.3.8   信息展示,具备基于地图的省、市、县、水库等多层级水库安全监测与预警信息的综合展示与查询服务,应提供水库所在地点、工程规模等筛选条件。展示信息应包括下列内容:

1  降水量:结合报表、雨量直方图展示实时降水量和历史量雨量。

6  库水位:结合报表、过程线显示当前库水位、历史库水位。

7  渗流量:单测点或多测点的渗流量过程线,相关线,报表。

8  渗流压力:单测点或多测点的渗流压力过程线,相关线,报表。

9  表面变形:单测点或多测点的表面变形过程线,分布图。

10  水库分布:结合地图显示水库位置分布,应能区分工程规模。

9.3.9   视频监视,应包括下列功能:

1  通过视频接口浏览水库端的实时视频画面。

11  视频展示库水位、库容、降水量等实时数据。

9.3.10   预警提醒,宜实现超汛限水位、历史极值、仪器量程、拟定指标等警戒值分级预警,通过平台自动或人工发布预警提醒至不同级别用户, 具备警戒值联动预警广播功能。

9.3.11   数据统计,应实现最大值、最小值、平均值、总量等特征值统计。

9.3.12   系统管理,应具备用户角色权限管理、菜单管理、数据字典管理、系统日志管理等。

9.3.13   省级监测平台应为市级、县级、水库级、相关业务单位用户提供账号,用户根据角色和权限进行有限的操作。

9.3.14   有条件地区可结合无人机、大数据、人工智能、5G等新技术实现预测预警、风险管理、应急管理、标准化等智慧管理功能,包括下列功能:

1  预测预警。设置监测预警参数,对超阈值的监测项及水库动态预警、分析诊断等。

2  风险管理。危险源识别、风险评估、风险排序、风险动态管控等。

3  应急管理。应急预案管理、应急响应、应急演练等。

4  标准化。维修养护、管理考核等。

5  语音自动播报。支持如上游坝坡、下游坝坡、坝顶人员入侵,库水位越限、降水量大提示、泄洪提示、车辆入侵、循环提示等8类场景触发自动报警。

6  大数据分析。基于海量监测数据,进行异常数据识别、监测物理量预测、隐患图像识别等应用。

7  移动APP。提供移动端的实时监测数据查询、统计分析图表展示、补位监测上报功能。

9.4  硬件设备与系统软件

9.4.1  监测平台支撑环境由硬件设备和系统软件组成,应保障平台稳定运行。硬件设备应配置服务器和计算机设备、存储和网络设备、安全设备及其他设备。系统软件应配置操作系统、数据库管理软件、中间件、认证系统、备份软件等。

1  服务器和计算机设备应符合下列要求:

1)数据库服务器应设置主备服务器,支持备份要求。存储容量应能支持TB级数据,满足全省水库数据存储交换要求。

2)接口服务器和应用服务器宜设置至少两台服务器,出现单台服务器故障事,不影响服务使用。

3)视频服务器接收并存储视频信息,播放实时视频和历史视频,历史视频存储时间不应小于30天。

2  存储和网络设备可采用存储资源池、磁盘存储介质、磁带库、SSD或NVMe闪存及配套设备,核心交换机、服务器接入交换机、办公区接入交换机、光纤交换机等。

3  安全设备应包括内网防火墙、存储服务器防火墙、数据中心出口防火墙、入侵防御设备、上网行为管理设备、防病毒网关、安全接入网关、堡垒机、web应用防护、漏洞扫描、数据库审计、安全管理中心等。

4  其他设备包括VPN设备、UPS不间断电源、KVM系统、空调系统、防雷设备,有条件的地方可配备大屏幕、机房环境监控系统等。

9.4.2   软件设置应符合下列要求:

1  操作系统宜采用国产化操作系统。

5  数据库管理软件应选择主流的关系数据库管理系统,优先考虑国产数据库管理系统。

6  中间件应配置消息中间件、工作流引擎。

7  认证系统宜采用基于数字证书进行双因子身份认证。

8  备份软件应支持所选操作系统和数据库管理软件,支持对操作系统的在线完全及增量备份,支持原机及异机进行恢复。

  监测平台硬件设备及系统软件也可根据情况采用政务云、自建云、第三方云平台等方式。

9.5  系统安全与数据共享

9.5.1   监测平台的系统安全应符合下列要求: 

1  环境安全应具有完善的环境安全防护措施,包括物理位置选择、物理访问控制、防盗窃和放破坏、防雷击、防火、防水和防潮、防静电、温湿度控制、电力供应和电磁防护等内容。

2  网络安全应具备身份认证、数据加密、访问控制等措施。

3  区域边界安全应具有边界访问控制、边界完整性检测、边界入侵防范以及边界安全审计、边界恶意代码防范等内容。

4  数据安全的完整性与可控性应符合下列要求:

1)数据交换过程应具备防篡改和完整性验证功能,确保数据准确、完整、安全。

2)部署在政务外网的数据交换软件和适配器应符合信息安全等级保护要求,部署在政务内网的数据交换软件和适配器应符合信息系统分级保护的要求。

3)敏感数据交换前应进行加密处理。

9.5.2   监测平台应按照GB/T 22239进行等保定级。省级监测平台应符合等级保护2.0三级要求,市县级平台宜符合二级要求。

9.5.3   监测平台应具备监测信息资源共享功能,实现省级和市县级监测信息的互联互通,数据应与省级监测平台保持同步。

9.5.4   监测平台与相关业务平台数据共享与互联互通应符合下列要求:

1  省级监测平台汇集至部级监测平台。汇集数据包括雨水情信息、安全监测信息、巡视检查数据、视频图像信息、异常监测信息等。

2  省级监测平台通过标准化接口为省内相关系统提供数据共享,应确保网络传输安全和数据安全。

5  部级监测平台通过标准化接口实现与全国相关水利业务系统交换数据。

10  监测资料整编与分析

10.1  一般规定

10.1.1   监测资料应及时整编与分析。当监测资料出现异常时应及时分析原因,如影响工程安全应立即上报主管部门。

10.1.2   监测资料整编与分析的内容包括巡视检查、降水量、库水位、渗流、变形等监测项目。

10.1.3   整理整编成果应做到项目齐全,考证清楚,数据可靠,方法合理,图表完整,规格统一,说明完备。整编成果表格格式见附录F。

10.1.4   整编资料应完整、连续、准确,并符合以下要求:

1  安全监测资料整编与分析主要包括监测设施安装后日常整理、定期整编和分析。

5  日常整理应在每次监测后随即进行。人工监测项目,不得晚于次日12点;自动化监测项目应在数据采集后立即自动整理、评判处理和报警。

6  定期整编和分析应按规定时段对监测资料进行整编和初步分析,汇编刊印成册,并生成标准格式电子文档。

7  刊印成册的整编资料主要内容和编排顺序应为:封面目录、整编说明、工程基本资料、监测项目统计、监测设施统计、监测资料可靠性分析、巡视检查资料整编、雨水情监测资料整编、安全监测资料整编、附图附表等。

8  汇编刊印成册和在计算机磁光载体内存储的整编资料,应至少存档两套。

9  仪器监测和巡视检查的各种现场原始记录、图表、影像资料等均应归档保存。

10.1.5   监测资料整编分析可按下列类型对大坝工作状态作出评价:

1  正常状态。指大坝达到设计要求的功能,无影响正常使用的缺陷,且各主要监测量的变化处于正常状态。

3  异常状态。指大坝的某项功能已不能完全满足设计要求,或主要监测量出现异常,因而影响工程正常运行的状态,但在一定控制运用条件下工程能安全运行。

4  险情状态。指大坝出现严重缺陷,危及大坝安全,或主要监测量出现较大异常,若按设计条件继续运行大坝将出现事故的状态,工程不能按设计正常运行。

10.2  监测资料要求

10.2.1   工程基本资料应包括下列内容: 

1  水库概况和特征参数,宜根据工程情况按附录F.1的表格式汇编成总表。

2  水库总体布置图、主要建筑物平面图和剖面图、地质剖面图,监测设施平面布置图和横断面图。

3  安全监测设施汇总表,包括监测项目、测点编号、测点位置和工作状况等,按照附录F. 2的表格式汇编。

10.2.2   雨水情测报和大坝安全监测设施考证资料应包括下列内容: 

1  监测设施设计、布置、埋设、竣工等概况。

2  监测/观测点的平面布置图以及纵横剖面布置图,剖面数量以能表明测报设施和测点的位置和高程为原则。

3  水准基点、起测基点、工作基点、校核基点、监测点,以及各种测报/监测设施的平面坐标、高程、结构、安设情况、设置日期和测读起始值、基准值等文字和数据考证表。

4  各种仪器/设施的型号、规格、主要附件、购置日期、生产厂家、仪器使用说明书、出厂合格证、出厂日期、购置日期、检验率定等资料。

5  数据采集仪表和电缆走线的考证或说明资料。

10.2.3   各种考证资料均应适时、准确地记录。在初次整编时,应按监测项目对各项考证资料进行全面收集、整理和审核。在以后各阶段,监测设施和仪器有变化时,如校测高程改变、设施和设备检验维修、设备或仪表损坏、失效、报废、停测、新增或改(扩)建等,均应重新填制或补充相应的考证表,并注明变更原因、内容、时间等有关情况备查。

10.3  监测资料整理和可靠性分析

10.3.1  资料整理应符合下列基本要求:

1  应及时检查各监测项目原始监测数据的准确性、可靠性和完整性,如有漏测、误读或异常,应及时复测确认或更正,并记录有关情况。

2  原始监测数据的检查、检验应主要包括以下内容:

1))作业方法是否符合规定。

2)监测记录是否正确、完整、清晰。

3)各项检验结果是否在限差以内。

4)是否存在粗差、系统误差。

3  在每次巡视检查完成后,应随即整理巡视检查记录。巡视检查的各种记录、影像和报告等均应按时间先后次序进行整理编排。

4  随时补充或修正有关监测系统及监测设施的变动或检验校测资料,以及各种考证表等,确保资料的衔接与连续性。

10.3.2   在收集有关资料的基础上,应对监测时段内的各项监测物理量按时序进行列表统计和校对。如发现可疑数据,不宜删改,应标注记号,并加注说明。应绘制各监测物理量过程线图,以及能表示各监测物理量在时间和空间上的分布特征图和与有关因素的相关图。

10.3.3   结合水库实际运行情况对监测资料进行分析评价,可与有关联的其他仪器测值进行比对,检查测值变化规律的正确性或相关性,以助分析判断。在此基础上,应分析各监测物理量的变化规律及其对工程安全的影响,并对影响工程安全的问题提出处理意见。当确认为测值异常并对工程安全有影响时,应及时上报主管部门,并附文字说明。

10.3.4   监测资料可靠性分析评价分三个等级,具体标准如下:

1  可靠:变化合理,过程线规律明显,无系统误差或虽有系统误差,但能够排除仪器本身的问题。

2  基本可靠:过程线能呈现出明确的规律,即使有不能排除仪器原因的系统误差,也可处理修正。

3  不可靠:变化无规律,或系统误养常现,难以处理修正,对测值无法分析和引用。

10.4  监测资料整编

10.4.1   资料整编应符合下列基本要求:

10  整编时段视工程运行情况而定,最长不应超过1年。在运行期,每年汛前应将上一年度的监测资料整编完毕。

11  第一次整编时应完整收集工程基本资料、监测设施和仪器设备考证资料等,并单独刊印成册。以后每年应根据变动情况,及时加以补充或修正。

12  整编成果应进行合理性检查,分析研究各监测要素的变化规律,以检验成果的可靠性、合理性。

13  巡视检查资料整编时应对本时段内巡视检查发现的异常问题及其原因分析、处理措施和效果等作出完整编录,并简要引述前期巡视检查结果加以对比分析。大坝巡视检查记录表格式,参见附录F中表F. 3,执行中可根据大坝的实际情况作适当调整。

10.4.2   雨水情测报资料整编应符合下列要求:

1  降水量监测资料整编,按附录F中表F. 4. 1的格式填制逐日降水量统计表。同时将月、年内的极值及其出现的日期,以及总降水量、降水天数等分别填入“全月统计”和“全年统计”栏中。

14  水位监测资料整编,按附录F中表F. 4. 2的格式填制上游和下游水位统计表。表中数字为逐日平均值或逐日定时值,准确到0.01m。同时将月、年内的极值和均值以及极值出现的日期分别填入“全月统计”和“全年统计”栏中。

15  其他环境量监测资料包括气温监测资料整编以及水温监测资料。其中气温监测资料按附录F中表F. 4. 3的格式填制逐日平均气温统计表。同时将月、年内的极值和均值以及极值出现的日期分别填入“全月统计”和“全年统计”栏中。

10.4.3   变形监测资料整编应符合下列要求:

1  根据工程所设置的监测项目进行各监测物理量列表统计,按附录F中表F. 4. 4或F. 4. 5的格式填制。

1  在列表统计的基础上,绘制能表示各监测物理量变化的历年测值过程线图,以及在时间、空间上的分布特征图和与有关因素的相关关系图(如库水位、气温等)。

10.4.4   渗流监测资料整编应符合下列要求:

1  应将各监测物理量按坝体、坝基、坝肩等不同部位分别列表统计,并同时抄录监测时相应的上、下游水位、降水量和气温等。

1  坝体、坝基、绕坝渗流测压管水位统计表按附录F中表F 4. 6的格式填制,渗流压力统计表按附录I中表F. 4. 7的格式填制。并绘制历年测值过程线、上下游水位变化过程线图以及坝区降水量过程线图,必要时绘制分布特征图。

2  渗流量监测统计表按附录F中表F. 4. 8或F. 4. 9的格式填制,并绘制历年测值过程线、上下游水位变化过程线图以及坝区降水量过程线图,必要时还需简述水质直观情况。

5  其他资料包括地震反应监测、泄水建筑物水力学监測以及为其他工作和科研而设置的项目的成果整编,可根据具体情况和需要参照本标准编制有关图表和文字说明。

10.5  资料分析

10.5.1   监测资料分析包括定性、定量以及综合分析,通过编制分析报告对大坝工作状态作出评价。

10.5.2   在下列时期应进行监测资料系统分析,并提出专题分析报告。资料分析重点主要是对坝体及其相关的岸坡、溢洪道等建筑物的工作状态作出评价。

1  监测设施安装完成。

2  大坝安全鉴定时。

3  运行期大坝出现异常或险情状态时。

10.5.3   在对监测资料分析时,应对由于仪器故障、人工测读及输入错误等测量因素产生的异常测值进行删除或修改,以保证分析的有效性及可靠性。

10.5.4   资料分析应包括下列内容:

1  分析历次巡视检查资料,通过大坝外观异常部位、变化规律和发展趋势,定性判断与工程安全的可能联系。分析时应特别注意以下各项:

1)遭受特大暴雨和有感地震后大坝及主要建筑物的异常表现。

2)各阶段中坝体、坝基在变形(如裂缝、沉降或隆起、滑坡等)和渗流(如发展性集中渗漏、涌水翻砂、水质浑浊和浸润线异常等)两大方面的主要表现。

2  分析效应量随时间的变化规律(利用监测值的过程线图或数学模型),尤其注意相同外因条件(如特定库水位)下的变化趋势和稳定性,以判断工程有无异常和向不利安全方向发展的时效作用。

3  分析效应量在空间分布上的情况和特点(利用监测值的各种分布图或数学模型),以判断工程有无异常区和不安全部位或层次。

4  分析效应量的主要影响因素及其定量关系和变化规律,利用各种相关图或数学模型寻求效应量异常的主要原因,考察效应量与原因量相关关系的稳定性,预报效应量的发展趋势,并判断其是否影响工程的安全运行。

5  分析各效应监测量的特征值和异常值,并与相同条件下的设计值、试验值、模型预报值,以及历年变化范围相比较。当监测效应量超出技术警戒值时,应及时对工程进行相应的安全复核或专题论证。

1)定性分析方法包括比较法和作图法。比较法包括监测值与技术警戒值相比较、监测物理量之间的对比、监测成果与理论的或试验的成果相对照等三种。作图法包括各监测物理量的过程线及特征原因量(如库水位等)下的效应量(如变形量、渗流量等)过程线图,各效应量的平面或剖面分布图,以及各效应量与原因量的相关图等。

2)定量分析方法包括特征值统计法和数学模型法。特征值统计法是对物理量的历年最大值和最小值(包括出现时间)、变幅、周期、年平均值及年变化趋势等进行统计分析。数学模型法是建立效应量(如水平位移、渗流量等)与原因量(如库水位等)之间的定量关系,可分为统计模型、确定性模型及混合模型。使用数学模型法作定量分析时,应同时用其他方法进行定性分析,加以验证。

10.5.5   监测资料分析报告主要是根据分析成果,对大坝当前的工作状态作出评估,并为进一步追查原因加强安全管理和监测,乃至采取防范措施提出指导性意见。报告的基本内容应有工程概况、仪器安装埋设、监测和巡视工作情况说明及主要成果、资料分析内容和主要结论。

11  运行维护

11.1  一般规定

11.1.1   水库监测站应由水库管理单位负责运行维护,省级监测平台应明确运维单位和管理人员。

11.1.2   应制定水库监测设施运行维护保障制度,管理单位严格按照规定管理。

11.1.3   运行维护工作的内容包括水库监测站、信息传输和监测平台,以及所涉及的相关监测仪器设备的运行管理、人工比测、检查维护和故障处理。 

11.1.4   运行维护人员应熟悉监测设施布置、有关设备的工作原理和功能技术指标,掌握设施运行管理规程,了解监测平台架构及功能。

11.1.5   应按规定的频次和技术要求进行日常雨水情测报和大坝安全监测,测值异常时应及时复测,并进行记录。

11.1.6   应按规定开展监测设施的定期检查,当发现测值异常或监测设施故障时应及时检查并排除故障,并详细记录。

11.1.7   应参照SL 766要求定期对水库监测站的运行性态进行鉴定评价,按规定程序审查、确认后,按SL 621的要求对监测设施进行封存、报废,并对监测项目、测点、频次进行必要的调整。

11.1.8   水库监测站不能满足监测要求时,应进行更新改造。监测平台应定期进行软件升级和数据维护。

11.1.9   应定期开展运行维护专业技术人员的培训。

11.2  监测设施运行维护

11.2.1   监测设施运行维护宜结合日常观测和工程巡视检查进行,维护频次参考附录G.1。每年的汛前应进行定期检查维护。

11.2.2   监测设施检查维护情况应做好记录,记录表样式参照附录G.2。

11.2.3   监测设施发生故障时应及时查明原因排除故障。常见故障现象和判断参考附录G.3。

11.2.4   雨水情测报设施应开展下列检查维护工作:

1  检查和测试雨水情测报设施的运行状态,保养、校核传感器,发现和排除故障,更换故障设备等。

2  清理雨量计承雨器,清洗太阳能电池板,清理水位井进水口。

3  检查电源供电情况或蓄电池电压。

4  检查设备接地情况。

5  检查各结点接触情况及工作状态。

11.2.5   渗流压力监测设施应开展下列检查维护工作:

1  测压管维护应检查孔口装置的外露构件防护和密封情况。

2  每季度应对电测水位计的测尺长度进行校测,保持尺度标记清晰,对蜂鸣器的工作状态进行检查。

3  检查测试压力表的灵敏性和归零情况,方法参照SL 601。

4  应检查测试测压管灵敏度,方法参照SL 551。

5  应定期比对测压管内渗压计计算水位与人工测量水位。

6  埋入式渗压计应检查电缆线头、标识和保护设施。

11.2.6   渗流量监测设施应开展下列检查维护工作:

1  量水堰监测设备应检查、清理堰板前后排水沟中的淤积物,清除水尺和堰板处的附着物,检查、清除量水堰计浮筒及其进水口附近的杂物。

2  应对量水堰计或水尺的起测点和堰口高程进行校测。

3  监测部位渗流量与量水堰量程不匹配时,应更换量水堰或采用其他监测方法。

11.2.7   变形监测设施应开展下列检查维护工作:

1  应检查变形监测控制网和表面变形监测点,基准点状况,检查并清除影响通视的障碍物,检查修复损坏的观测道路、网点或测点。

2  变形监测仪器的维护应符合相关规范标准规定。

3  应检查GNSS测点通视情况,安装是否稳固、供电系统与保护装置是否正常、卫星信号接收是否稳定,发现天线15°高度角以上障碍物或其他异常时应及时维护。

11.2.8   视频监视设施应开展下列检查维护工作:

1  检查摄像机及电源、风扇、加热、雨刷、辅助照明装置等设备的工作状态;对摄像机镜头、防护罩及附件进行必要的清洁;根据视频监视需要调整摄像机焦距和监视范围等。

2  对视频监视设备的安装支架、立杆等构件进行检查,如发现问题及时进行加固、除锈、防腐、清洁等养护。

3  检查通信线缆有无破损、氧化等情况,接地连接情况。

4  检查设备指示灯、测量设备电压/电流是否正常。

5  检查视频图像信息,存储的视频图像质量、帧率、连续存储周期长度满足要求。

6  发生故障的设备应进行维护或更换。

11.2.9   信息传输应开展下列检查维护工作:

1  超短波通信应检查信道信号传输情况。

2  移动通信应对信号强度测试,对监测设施的移动号码统一管理,及时缴费。

3  有线通信线缆应完好、无破损,线缆接头应接触良好、无锈蚀现象。传输阻抗、信道衰耗等应符合设计指标,信号转换器、光端机等通信设备运行正常。当通信线缆或设备有破损时,应采取措施修复或更换线缆设备。

11.2.10   水库监测中心站应开展下列检查维护工作:

1  水库监测中心站釆集的数据缺失率高、异常数据增多时,应及时查明原因。

2  水库监测中心站的主设备、易损件、保护性器件应配备必需的备品、备件。

3  具有访问功能的水库监测中心站,在进行远程诊断和维护时,应按规定的程序,由经过授权的管理人员进行操作,操作完成后应及时关闭该功能。

4  应建立专门的水库监测中心站维护日志,做好记录并存档。

11.2.11   监测平台应开展下列检查维护工作:

1  应检查监测平台各项功能,服务器及相关软硬件定期维护升级。

2  应检查各级监测平台,异常数据增多时,应及时查明原因。

监测平台与其他系统共享数据时,应检查数据传输状态,保证工作正常。

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来源:水利部国际合作与科技司

编辑:水利设计师茶楼(ID:SLSDSJ)

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