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海时中心助力彭村水库大坝灾害监测与预警

2022.12.26 分享到:

海时中心为保证水库大坝安全,弥补人工测量的实时性、连续性不足,提升企业管理水平,补充完善大坝安全监测手段,对彭村水库进行实地勘测,结合GNSS技术,为彭村水库灾害监测与预警提供一套安全可靠的实时在线监测系统。

图一:彭村水库

一、项目概况

彭村水库是泉州战略性水源工程和应急备用水源,年均可对德化城区供水3715万立方米,为德化县大城关发展提供水资源保证。但在使用过程中,大坝直接受到库水位变化产生的渗流和压力影响,同时也受到外界因素如地震、强降雨等环境变化的影响,可能导致坝体及坝体两岸边坡产生变形,而一旦大坝产生严重的变形并发生意外,可能造成大坝漏水甚至坍塌的严重后果。因此,针对大坝的灾害监测与预警工作显得尤为重要。

海时中心基于已有研究现状分析,针对大坝的变形特点和潜在诱发变形因素,通过对典型大坝变形特征的分析和监测技术的应用,构建出针对典型大坝灾害的自动化监测技术方法,建设基于大坝表面变形自动化监测系统,构建基于变形分析的大数据实时预警系统,提升大坝安全监测管理水平,降低人工管理工作量,全面提高水库日常安全管理及水库安全运行服务水平。

二、优质解决方案

根据勘测分析,海时中心设计在该水库坝体上及边坡布设11处GNSS监测站和2处GNSS基准站,通过软硬件协同的方式,为水库大坝及两侧边坡提供全天候的自动化监测,为及时反馈大坝和边坡变形发展趋势提供了新的技术支持。

图二:单个站点图

单个站点图

监测点

海时中心采用的实时在线监测系统将北斗高精度关键监测技术与大坝形变预警模型相结合,构成安全预警平台。平台通过3D实景展示、数据图例、过程曲线等方式,提供全天候、实时、准确的预警信息,使大坝安全状态一目了然。

同时平台通过监测数据等资料整理,结合水库实际管理需要,制定监测报告模板,定期自动生成水库监测报告,作为资料整编分析报告,为相关部门和领导决策提供科学依据。

图四:监测点平面图

三、核心技术优势

本次海时中心采用的北斗测量系统测点布置相对于传统观测手段,具有不受通视条件的限制,系统做到全自动、全天候的监测,数据汇聚和联网,可提前发出临滑预报信息,为现场应急处置和人员疏散提供可靠的时间参考,避免人员伤亡和巨额财产损失,产生不可估量的社会效益。

而水库大坝自动化监测管理平台具有数据采集、数据处理、资料管理、资料分析等功能,它采用物联网和4G移动通信技术,确保设备24小时可进行实时数据传输,按照小时、日、月、年等时段即时自动输出电子台账报告,全面实现自动化测量采集、数据传输、存储、分析、预警等全生命周期管理。

四、相关场景衍生

海上丝绸之路时间中心由中国科学院国家授时中心与泉州市人民政府联合发起,于2019年12月27日正式在福建省泉州市挂牌成立。自成立以来,着力于建设服务福建省重点城市的高精度地基授时系统,优先重点区域和重要单位提供授时精度优于百皮秒的精准时间频率服务,同时以大科学装置为核心,围绕时空大数据传输、存储、挖掘、灾备、应用,融入从科学研究、科技交流、运控管理到衍生产业的时空产业全链条,也将致力于使泉州成为具有国际影响力的时空产业新高地。

2022年,海时中心依托安全监测预警系统,对彭村水库大坝、泉州燃气霞美门站高边坡、永春公路边坡实施自动化监测与预警,解决灾害自动化监测预警难题,进一步提升北斗技术在边坡、大坝灾害监测与预警中的应用能力,为防灾减灾提供重要的技术参考。

除了在水库大坝、边坡形变监测上,未来,海时中心将不断利用安全监测预警系统的核心技术优势,积极应用于高层大楼、大桥等建筑物的安全监测及工程基坑沉降、位移和倾斜等场景,为实现工程和地壳形变及灾害形变监测中的应用提供高质量的保证!


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