水库大坝监测建设项目需求

水库大坝监测建设项目需求一、建设背景水工建筑物的安全状况，不仅关系到其自身能否正常运用和充分发挥经济效益，更重要的是大坝安全关系到下游人民生命财产的安全和国家建设的发展。我国许多水库大坝下游人口稠密，有重要的城市，广阔的农村，铁路公路交通干线，比其它工程对公众事业的安全有更大的影响。有时因各种原因不得不在自然条件恶劣的坝址修建大坝和水电站，更增加了工程的复杂性和水工建筑物安全监测与维护的重大意义。大坝安全监测是人们了解大坝运行状态和安全状况的有效手段和方法。它的目的主要是了解大坝安全状况及其发展态势，是一个包括由获取各种环境、水文、结构、安全信息到经过识别、计算、判断等步骤，最终给出一个大坝安全程度的全过程。按照“统筹协调、因库制宜、实用有效、信息共享”的原则，充分利用现有条件，结合水库坝型、规模、坝高、坝长、下游影响、通信条件等，依据有关技术标准，合理设置监测设施，并做好与已有监测设施及除险加固项目建设内容衔接，避免重复建设，建立完善监测平台，实现信息汇集、应用和共享。二、项目建设内容2.1建设目标本项目是对普陀区6座小型水库的渗流压力、沉降位移等自动化监测设备的建设，并建立数字档案和监测平台，加快水利工程管理数字化转型升级，推进水利工程治理能力现代化建设，构建普陀区水利工程全生命周期管理体系。本项目实施后，自动化监测得以应用和提升，动态监管水库及大坝运行情况，水库大坝的安全得到进一步的保障。2.2建设内容主要包含大坝变形自动化监测、渗流压力自动化监测、沉降位移自动化监测、安全监测平台建设以及其他项目相关服务。2.3建设站点本次项目共涉及6座水库，分别为：应家湾水库、沙田岙水库、大使岙水库、茅山水库、上龙山水库、小坟坑水库。三、项目建设配置总清单2024年水库大坝监测建设项目设备配置清单如下：序号设备名称单位数量备注一、沉降位移自动化监测1.1GNNS测量精度：

静态相对定位精度:水；平:2.5mm+0.5ppmRMS;垂直:土5mm+0.5ppmRMS；

动态相对定位精度:水平:8mm+lppm；RMS;垂直:士15mm+lppmRMS；套181.2太阳能板及控制器1、功率≥80W；

2、电池板为单晶硅，DC18V输出，80W；

3、太阳能控制器，12V、10A；套181.3蓄电池12V/≥65AH；套181.4GNNS配套安装设施基础采用现浇C25钢筋混凝土+DN150镀锌钢管，锌钢管壁厚4.5mm，高度根据现场实际情况定制；套18二、渗流压力自动化监测2.1渗压计1、振玄式；2、量程：0～4MPa,标准量程：0.35、0.7、1、2、3、4MPa；

3、分辨力：0.025%F.S；个332.2采集终端GDA1）通道数量：8；

2）测量类型：振弦、差阻、电阻、电流、电压、数字量，外加一路开关量；

3）通讯方式：RS485、4G全网通、蓝牙、Lora；

4）测量范围：频率400Hz～6000Hz，温度-20℃～+80℃；个62.3测压管保护罩材质：304不锈钢；

尺寸：不小于30cm×30cm×20cm；个332.4水工线缆信号传输采用4芯屏蔽水工电缆；米30002.5线缆保护管DN25，PE管，含地面开挖保护；米30002.6测压孔成孔钻井孔径不小于90mm且不大于110mm，钻孔倾斜度≤3°，不允许泥浆护壁，包干。米4702.7镀锌钢管测压管材质为DN50镀锌钢管；进水；

段开孔面积≥10%，孔径8mm，呈梅花状分布；包干。米4702.8太阳能板及控制器1、功率≥80W；

2、电池板为单晶硅，DC18V输出，80W；

3、太阳能控制器，12V、10A；套62.9蓄电池12V/≥65AH；套62.1设备立杆DN120，镀锌钢管，高度根据实际情况定制；锌钢管壁厚3mm，烤漆。套62.11设备箱材质要求：防锈、防雨,防雷,防尘。套62.12基础现浇C25混凝土。套392.13标识标牌点位标注牌。套62.14高程测量85高程测量，四等及以上。项6三、数据采集服务3.1数据采集服务（水库大坝安全监测平台）提供自动化监测运行平台及相关服务，功能满足：1、兼容多种传感器及GNSS接收机；2、远程显示各传感器的数据；3、远程管理网关/传感器设备。套1四、配套设施4.1布线及安装包含水工线缆布线、PE管有条件地埋或马卡固定。项64.2通讯费12GB/3年。项64.3资料整编分析每年不少于1次，且应在每年汛期前将上一年度的监测资料整编完毕。项64.4设备巡检每年不少于2次。项64.5平台对接不同监测平台的转换、对接和历史数据移交。项6四、主要设备技术参数及要求4.1渗压计1、采用振弦式；2、量程：0～4MPa,标准量程：0.35、0.7、1、2、3、4MPa（量程可选）；3、分辨力：0.025%F.S；4、拟合/端基精度：0.1%F.S/0.5%F.S；5、测温范围：-40～+80℃；6、测温精度：≤0.5℃；7、智能识别：可通过MCU自动测量单元或GDA型数据采集仪等数据采集设备，智能识别传感器编号、传感器类型等参数（1600米以上）；8、智能诊断：可通过MCU自动测量单元或GDA型数据采集仪等数据采集设备，智能诊断出“仪器正常”、“仪器开路”、“仪器短路”、“仪器或接头进水”四种状态（1600米以上）；9、可靠性指标平均无故障工作时间（MTBF）≥35000h；10、非线性度：≤0.06%F.S；11、不重复度：≤0.07%F.S；12、综合误差≤0.07%F.S；13、过范围限：能承受满量程1.2倍的负荷；14、绝缘性能：用100V绝缘电阻表测量样品芯线与壳体之间绝缘电阻,绝缘电阻应＞50MΩ；15、外观质量、力学性能参数、过范围限、绝缘性能、防水密封性、温度性能、温度影响、稳定性、气候环境适应性、机械环境适应性符合GB/T3411.1-2009标准要求；4.2采集终端GDA1、通道数量：1/4/8/16路（可选）；2、测量类型：振弦、差阻、电阻、电流、电压、数字量，外加一路开关量；3、测量范围：频率400Hz～6000Hz，温度-20℃～+80℃；4、支持多中心上报模式：可向不少于4个中心站分发数据；5、数据丢失率：0；6、自动校时：具有自动校时功能，可实现手动对时、远程中心站对时及网络自动对时功能；标称时钟精度≤5ppm；7、通讯方式：应支持RS485、4GLTE-FDD/LTE-TDD、蓝牙BLE5.0以及Lore通讯方式；8、智能识别：采集装置连接传感器，应可以识别传感器编号、传感器类型、传感器参数、计算公式等信息(1600米以上)；9、智能诊断：可诊断振弦类传感器“仪器正常”、“仪器开路”、“仪器短路”、“仪器或接头进水”四种状态(1600米以上)；10、通道复用：每个通道均可采集差阻式传感器、振弦式传感器、电压电流信号传感器、RS485信号传感器的测量数据；11、数据补发:应具有数据补发功能，当网络信号较差导致数据发送失败时，设备可记录时间并在下次上线时补发；12、阈值告警:应具有阙值告警功能，可解析前端采集数据南并通过预设阀值进行自主判断预警；13、蓝牙APP:APP应具有配置、查询、实时采集、智能识别、智能诊断等功能，并支持蓝牙APP对设备升级；14、应可标称存储不低于5年以上采集数据，支持数据导出；具备串口、USB或TF卡插拔现场升级配置及远程批量升级运维功能；15、平均无故障时间（MTBF）≥50000小时；16、变送器电流/电压信号传感器类测量模块、振弦式传感器类测量模块、差动电阻式传感器类测量模块的测量范围、分辨力及准确度符合DL/T1134-2009《大坝安全监测数据自动采集装置》标准要求；4.3GNSS1、接收机类型：五星16频；2、卫星载波：GPS:L1、L2、L5；BDS:B1、B2、B3、B1c、B2a;GLONASS:L1、L2:GAl.:E1、E5a、E5b；QZSS:L1、LS、L5；3、测量精度：静态相对定位精度:水平:2.5mm+0.5ppmRMS;垂直:土5mm+0.5ppmRMS；动态相对定位精度:水平:8mm+lppmRMS;垂直:士15mm+lppmRMS；4、通道数：不少于1400通道；5、加速度测量范围：土2000mg；6、倾角测量范围：三轴±90°；7、输入/输出格式：差分电文:RTCM3.2、RTCM3.x;定位数据/状态信息:NMEA-0183V2.30；8、数据传输：支持TCP/IP，MQTT，NTRIPServer，HTTPS协议；9、断点续传功能：自动判断数据是否发送成功,自动补发未成功数据；10、数据输出：支持多个数据流同时发送，位移、倾角、振动加速度支持RTCM32原始数据(静态模式)、动态位移(动态模式)结果数据上传；11、输出频率：1Hz；12、防雷：内置光电隔离；13、首次定位时间：热启动30s，冷启动45s，重捕获时间:L1/L2:0.5/1.0sec数据输出:速率:≤lHz(默认1/15Hz)，数据格式:RTCM3.2，通讯协议:MQTT；14、工作模式：支持内置MEMS传感器动态触发调整监测频率功能；15、防护等级：IP68；16、通讯接口：有线通讯:RJ45/RS232;无线通讯:4G全网通；17、功耗：整机平均功耗:1.4W；18、天线抗干扰性能：有强抗干扰性能,在电离层活动强时或较强无线电干扰时仍能正常工作;有较强的抗多路径效应能力；19、工作温度：-40C~+85℃；20、湿度：99%无冷凝；21、电源：DC12V，适应宽电压工作9~18VDC；22、供电上传：支持供电信息上传；23、自启动：接收机具有上电自启动功能,在主机断点恢复后会自动按照原设置继续工作，不需要人工干预；4.4水库大坝安全监测平台1、数据管理：1)支持自报采集周期设定，5min~24h自定义，远程修改。2)系统对所有数据进行统一管理，可对监测数据进行人工剔除，数据绘图支持断点自动连接。3)可查询任意测点，任意时刻的测量数据，同时可导入、4)导出、删除、清空数据库。5)导入库容曲线数据，绘制库容与水位趋势图，便捷查询具体水位对应的库容量。6)汇总显示项目下所有的库水位及雨量监测站，根据库水位的实时数据，自动判断是否超汛限；统计各雨量站时间范围内的累计降雨量，分析出降雨量最大的站点，并自动判断是否超出告警阈值。可查询1小时、3小时、12小时、日、周、月累计降雨量数据。7)支持接入GNSS设备，展示GNSS表面变形数据变化过程线。2、数据分析：1）支持单个或多个相关量组合绘制过程线图，自定义图表显示样式，支持图表缩放、保存等。2）统计测点数据的历史最大值、历史最大值发生的时间、历史最小值、历史最小值发生的时间、自定义时间范围内的最大值和最小值及发生的时间、以及平均值等。3）支持浸润线图表自定义配置及图形绘制。支持两个相关量的相关性分析，绘制相关性图表，观察二者相关性的强弱关系。3、测点管理：1）测点信息手动、批量录入，自定义对测点监测项目、安装位置进行管理。2）批量修改测点基本信息和公式参数信息，导出测点信息。3）支持上传多张图纸，对测点安装位置进行配置，配置后可在首页展示。4）测点公式库管理，支持自定义公式，批量修改测点计算公式。4、设备管理：1）支持通过串口、端口等方式连接设备，进行本地化通讯。2）支持线上对设备进行调试，包括实时采集、通道设置、同步时钟、智能识别传感器身份参数、智能诊断传感器故障等。3）支持设备组网关系查询，获取设备在线、下线等实时状态。5、数据预警：1）系统具有多级预警机制，自定义预警级别及阈值范围。2）系统对预警对象、预警类型、预警级别、预警时间、预警详情等自动统计，可依据时间范围进行查询。6、水库“一张图”：根据实际项目需求可额外定制，水库“一张图”实时展示水库各监测量的数据、测点分布情况、库容曲线、雨水情信息等。用户管7、理：支持创建和管理多个用户，维护用户行吗、手机号、邮箱等基础信息，修改用户账号使用状态。8、数据源配置：导入并管理项目外部数据源，匹配到项目内测点，支持批量读取数据，在数据管理模块对数据进行查询。9、本地部署：支持本地化部署。10、中英文切换：支持简体中文和英文两种语言，用户可自由切换，满足更多项目场景的需要。4.5太阳能板硅太阳能电池是将光能直接转换成电能的半导体器件，具有体积小、可靠性高、寿命长、无环境污染、使用维护方便等特点。它可以单独使用，也可以多个连接起来组成方阵使用，与蓄电池配合可作为直流电源连续使用。遥测站太阳能供电系统的设计，由于无人看守，且要求连续不间断供电，考虑计算负载的日用电量、太阳能电池修正系数（考虑灰尘、气候、蓄电池特性）等方面的影响，采用不小于80W的太阳能电池板。1）、单晶，功率不小于80W。2)、充电电压不低于18V。3)、提供质量监测报告。4.6蓄电池电源系统的设计要求是：1.12V65AH蓄电池应采用高性能、高可靠性的全密封阀控式免维护铅酸蓄电池。为了以后电池可升级远程单节体监测。2.蓄电池浮充设计寿命不能低于10年（环境温度为25℃时）。3.技术参数气密性：能承受50KPa正压或负压而不破裂、不开胶，压力释放后壳体无残余变形；大电流放电：以30I10放电3min，极柱不熔断，内部汇流排不熔断，外观不出现异常；密封反应效率：≥98.54%；端电压均衡性：开路状态下，最高与最低电压差值≤44mV；浮充状态：进入浮充24小时后，端电压差值≤28mV；放电状态：端电压差值≤0.3V；容量一致性：同组蓄电池10小时率容量试验时，最大实际容量与最小实际容量差值≤2.47%；蓄电池的安全阀有自动开启和关闭的功能，开阀压应是17～18kPa，闭阀压应是13～14kPa；4.7高程测量技术要求测量高程点要求1、基准点的选址与埋设基准点是变形监测的基准，应埋设在变形影响区域外稳固可靠的位置。（1）标石占用的土地，必须取得土地管理部门和土地使用单位或个人的同意，并办理征地手续。（2）标石柱体可先行预制，底盘须在现场浇灌。（3）标石顶面的水准标志，采用加接铁质根络的铜或不锈钢半球顶的标志，也可采用玻璃钢或石质标志。标石埋设类型参考下表序号标石类型适用地区1混凝土普通水准标石土层不冻或冻土深度小于0.8m的地区。2岩层普通水准标石岩层出露或埋入地面不深于1.5m处。3混凝土柱普通水准标石冻土深度大于0.8m的地区。4钢管普通水准标石5爆破型混凝土柱普通水准标石6墙脚水准标志坚固建筑物或直立石崖处。2、变形观测点选址与埋设变形观测点应布设在变形体的闸墩、基础、启闭机房及上部结构等能反应变形特征的敏感位置。水准路线要联测选埋的控制点，成果便于后期相关项目的使用。相关技术要求参考下表。标石顶面的水准标志，采用加接铁质根络的铜或不锈钢半球顶的标志，也可采用玻璃钢或石质标志。等级测段、路线往返测高差不符值测段、路线的左、右路线高差不符值附合路线闭合差或环闭合差检测已测测段高差之差平原山区三等四等3、起算点具有国家三等水准及以上精度的控制点作为高程起算点。高程系统采用1985国家高程系统。4、要求四等水准及以上。4.8施工要求一）、GNSS监测自动化设施施工1、观测墩的建设要求观测墩应浇注安装强制对中标志，并严格整平，墩外壁或内部应加装（或预埋）适合线缆进出硬制管道（钢制或塑料），起保护线路作用。GNSS观测墩采用钢筋混凝土现场浇铸+镀锌钢管的方法施工。混凝土浇铸过程中的水泥、沙子、石子及其他添加剂的用量以及混凝土施工的要求均按照要求执行。GNSS观测墩中的钢筋骨架采用直径≧10mm的螺纹钢筋，使用时须在距两端10cm处，分别向内弯成∩形弯（足筋下端30cm处向外弯成∟形弯）用料。箍筋采用直径≧6mm的普通钢筋。基座建造时浇灌混凝土至基座深度的一半，充分捣固后放入捆扎好的基座钢筋骨架，在基座中心垂直安置捆扎好的柱石钢筋骨架，将柱石钢筋骨架底部与基座钢筋骨架捆扎一起，浇灌混凝土至基座顶面，充分捣固并使混凝土顶面处于水平状态。混凝土浇灌至地面下0.2米时，在观测墩外壁应预埋适合线缆进出的直径不小于25mm的硬质管道（钢制或塑料），供安装电缆保护线路用。根据监测区域的实际情况及监测点所监测的内容，各观测站的高度按照人的平均身高计算，建设为1.8米左右。观测墩基础应立于新鲜基岩上，对基岩进行开挖，并埋设地笼，采用地脚螺栓将立柱固定在基岩上。2、设备安装在观测墩上安装卫星接收天线，通过同轴电缆接入到北斗接收机或天线切换器，然后通过传输模块或固网宽带将接收机实时输出的原始数据发送到数据中心服务器。采用全封闭式的双频天线的保护罩，以起到防水、防风等效果，同时天线罩的衰竭率不大于1%。二）、渗流自动化监测施工1、测压管施工（1）开孔测压管钻孔采用钢套管冲击法干钻，坝基终孔直径110mm，要求孔斜小于1°，测压孔钻孔孔位与设计孔位偏差不超过5cm，孔深应达到设计深度，达到设计深度后应进行灵敏度检查，灵敏度检查的水压力为0.1～0.2Mpa，当漏水量极微或基本不漏水时，应及时通知项目监理，决定是否加深钻孔或重新钻孔。坝体终孔直径130mm，开孔孔径150mm，终孔孔径130mm。钻孔应取岩芯，并对岩芯做编录描述。（2）测压管测压管采用加厚镀锌钢管，由透水段和导管组成。透水段可用导管管材加工制作，每管4m，面积开孔率约10%～20%，打孔直径为8-10mm，竖的孔距为10公分。孔眼梅花型布置，内部无毛刺，透水管外部包扎60到80目的钢丝网包扎两到三层，再用一层土工布包扎。测压管接头应采用外接箍接头。测压管的底端留50公分的沉淀管。测验管在采购时应在管口的原有长度上多加35cm～40cm用于后续做墩子添加保护罩。在离管口50公分处开一个直径15mm～20mm的小孔，方便后续穿线。测压管埋设前，应对钻孔深度、孔底高程、孔内水位、有无塌孔等进行全面检查，并做好记录。超深部分应用反滤料进行填充。下管前应先在孔底填约10cm厚的反滤料。对封堵段，应严密封闭。（3）封孔施工及封孔材料包括：普通水泥、石英砂、小石子等。坝体测压管在下管前提干孔内积水，后用石英砂填平孔底。测压管就位后，将洗净的石英砂（2～4mm的四号石英砂）填至过滤管顶部以上0.5m左右，再填一层细纱，其上灌普通水泥浓浆（水灰比1:0.5），待凝12小时后用混凝土封至孔顶。封孔结束后再用提水器将孔内水反复提出，利用渗水和提水，洗清管内杂质。（4）测压管冲洗冲洗操作中需将导管深入到沉淀管底部，放水冲洗，至回水清澈后再冲洗30分钟，清洗的过程中记录数据。（5）测压管灵敏度测试新打测压管灵敏度测试在清洗完测压管口进行，先将水填满至管口，然后开始记录管内水下降的数据，起始记录时间为5、10、30、60分钟记录一次，后续按照实际情况慢慢延长时间，直到管中的水位恢复或接近清洗前的水位方可。