黄金洞水库除险加固项目--中海达水库大坝监测案例

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黄金洞水库除险加固项目



项目背景

黄金洞水库位于平江县长寿镇,总库容9600万立方米,正常蓄水位225米, 大坝为心墙土坝,坝高60.5米,坝长184米,坝顶高程232.5米,是平江县最大的中型水库。修建初期,黄金洞水库被定位为灌溉为主兼有发电防洪功能为辅的综合水利工程。2012年,平江县政府将黄金洞水库列为该县供水枢纽的水源地,不仅承担着日供水10万吨的供水任务,而且承担着全县40余万群众的饮用水供应任务。2014年3月,经水利部大坝安全管理中心鉴定,黄金洞水库为三类坝,存在一些病险问题,其中大坝存在坝坡、边坡失稳等隐患。2019年,在湖南省水利厅和岳阳市水利局的大力支持下,黄金洞水库除险加固工程列入了中央投资、省政府督办的重点水利工程建设项目。

水利除险加固

痛点分析

黄金洞水库大坝的安全监测一直采用传统的人工观测方法,即在坝坡的不同部位安装基准点,人工操作全站仪定期观测基准点的水平位移及沉降量,以了解大坝运行状态,确保坝体安全。因为人工观测的方法一方面精度低、周期长,数据分析成果滞后,不能及时了解坝体的变形状况,同时存在人员操作造成的轻微变化及人工校准的误差,使得观测结果不够精准。另一方面观测工作容易受天气等环境影响,不仅做不到及时观测,并且在汛期还会加大观测频次,从平时一个月观测一次增加至一周观测一次,增加了巡查人员的工作强度。


实施方案

中海达自主研发的水库大坝安全监测系统(下称大坝安全监测系统)具备水陆空天立体感知的能力,涵盖了水库雨水情测报和大坝安全监测,同时实现了数据跨部门跨平台推送。在设备精度上,中海达北斗高精度定位接收机精度可达毫米级;在设备的稳定性上,自主研发的高精度GNSS接收机,能够全天候全天时不间断的提供监测数据。接到平江县水利局提出的需求后,中海达迅速响应,为黄金洞水库除险加固提供了可以24小时自动监测大坝安全监测系统解决方案。同时,中海达构建了标准化的施工流程和专业的施工队伍,可以实现高效的交付和运维服务,满足其应急安全监测的需求。


作业流程

首先是现场勘察,确定GNSS监测站和基准站安装位置和数量;其次是土建施工,此环节按施工工艺进行基坑开挖和混凝土浇筑,完成黄金洞水库大坝安全监测系统设备基础施工建设;最后是设备安装与调试,技术人员在安装完所有设备后,对监测点GNSS接收机等硬件和软件进行调试,确保现场数据正常接入。经过三个月的试运行,黄金洞水库大坝安全监测系统收集的数据稳定可靠,初见成效,达到平安县水利局的要求,并顺利通过验收。

GNSS接收机安装

成果展示

建成后的黄金洞水库大坝安全监测系统由18套安装在坝体和水库滑坡体上的GNSS监测站、1套安装在稳定区域的GNSS基准站,1套部署在计算机平台的解算平台和监测云平台组成,其中GNSS监测站的作用是对大坝的水平和垂直两个方向上的位移量进行全天候的高精度监测,解算平台和监测云平台的作用则是对GNSS监测站的数据进行解算,以及直观展示、统计分析大坝监测的数据,且数据超过警告上限时,会第一时间发出预警信息。    

基于中海达大坝安全监测系统,水库管理单位对黄金洞水库实现了全天候实时监测,有助于及时发现隐患。项目完成后,今年汛期以来黄金洞水库巡查频次明显变少,中海达安全监测系统继续高效地守护其安全运行。    

   

▲安装在坝顶坡面的GNSS接收机    

   

▲水库三维模型    

   

▲水库大坝GNSS监测站    

     

▲水库滑坡体GNSS监测站    

   

项目总结

相较于传统的人工观测方法,依托GNSS技术的中海达大坝安全监测系统通过对大坝变形数据的实时采集、传输、计算、分析,在提高大坝观测工作的精度和效率、降低劳动强度及人力投入,以及实现自动化监测的同时,有助于平江县水利局及时发现大坝隐患,为水库的安全运行提供了强有力的保障。中海达大坝安全监测等高科技对黄金洞水库进行了“武装”,其为水库安全运行保驾护航,确保了人民群众生命财产安全。