Поскольку плотины являются критически важной национальной инфраструктурой, их структурный отказ может привести к катастрофическим наводнениям. Современные системы мониторинга служат интегрированной «нейронной сетью», встроенной в конструкцию плотины, превращая традиционную пассивную защиту в проактивное управление рисками посредством замкнутого цикла управления, основанного на анализе данных в реальном времени. Это позволяет выявлять риски на ранней стадии (например, распространение трещин в масштабе 0,1 мм, внезапные аномалии просачивания) и своевременно принимать меры до возникновения структурной нестабильности, минимизируя риск отказа плотины и обеспечивая безопасность эксплуатации. Частые экстремальные погодные явления и стареющая гидравлическая инфраструктура привели к увеличению рисков безопасности конструкций плотин. Традиционные методы ручного мониторинга ограничены плохой своевременностью, фрагментарной информацией и задержками оповещений. Они не отвечают современным потребностям управления. Данное решение использует совместную архитектуру, которая интегрирует мультиисточниковые датчики, интеллектуальные сети связи и облачные аналитические платформы для создания системы мониторинга в реальном времени на всем протяжении процесса. Это улучшает возможности реагирования на чрезвычайные ситуации и оценки состояния плотины, приближаясь к цели «цифрового водосбережения».
Подсистемы
- Интегрированная станция мониторинга осадков и уровня воды
- Визуально-звуковая трансляционная станция
- Станция мониторинга давления и потока просачивания
- Слой передачи и платформы
Основные компоненты систем мониторинга безопасности плотин
1. Мониторинг структурной целостности
Отслеживание деформаций
- Массив GPS-позиционирования: Установлен вдоль гребня и склонов плотины, обеспечивая точность ±2 мм по горизонтали / ±5 мм по вертикали (улучшено с помощью BeiDou-3).
- Мониторинг смещений GNSS: Распределен по зонам высокого напряжения, обнаруживает раскрытие трещин на 0,05 мм (
Порог оповещения: скорость расширения 0,3 мм/с).
2. Мониторинг гидрологических параметров
Мониторинг уровня воды в водохранилище
- Пьезорезистивный датчик уровня/80 ГГц радарный датчик уровня: бесконтактное измерение в диапазоне 0–40 м с точностью ±1 мм (
Поддержка пользовательских настроек).
Измерение расхода фильтрации
- Водослив: Установлен в дренажных галереях, обнаруживает изменения потока 0.01L/s.
Обнаружение давления подъемной силы
- Пьезометрический массив: Встроен за водонепроницаемыми стенами для мониторинга порового давления (диапазон 0–2 МПа, точность 0,1% от полной шкалы).
Критично для строительства: Устанавливается во время цементации для проверки противофильтрационных характеристик.
3. Раннее предупреждение об экологических рисках
Мониторинг осадков
- Дождемер с опрокидывающимся ведром: Разрешение 0,2 мм, активирует протоколы контроля паводков при интенсивности >50 мм/ч.
Сеть метеостанций
- Измеряет скорость/направление ветра, температуру, влажность и интегрируется с гидрологическими моделями для прогнозирования воздействия испарения на водохранилище.
Особенности и преимущества системы
- Синергия датчиков из нескольких источников
- Высоконадежная связь и граничные вычисления
- Интеллектуальное многоуровневое оповещение
- Адаптивность к окружающей среде и низкое энергопотребление