案例——南水北調安全監測

南水北調風險部位安全監測設施自動化改造

一、項目概況

南水北調中線工程，是從長江最大支流漢江中上游的丹江口水庫調水，在丹江口水庫東岸河南省淅川縣境內的工程渠首開挖干渠，經長江流域與淮河流域的分水嶺方城埡口，沿華北平原中西部邊緣開挖渠道，通過隧道穿過黃河，沿京廣鐵路西側北上，自流到北京市頤和園團城湖的輸水工程。

渠首分局轄區內風險部位安全監測設施自動化改造，主要為針對建筑物及重點渠段形變較大測斜管安裝柔性測斜儀，實現數據實時自動采集和分析。

二 監測內容

渠首分局轄區內風險部位安全監測設施自動化改造，主要為針對建筑物及重點渠段形變較大測斜管安裝柔性測斜儀，實現數據實時自動采集和分析。包括柔性測斜儀及配件的采購、運輸、驗收和保管；柔性測斜儀及配件的率定、檢驗、安裝、埋設、軟件開發維護和使用；柔性測斜儀安裝施工、電纜敷設等土建工程；施工期間及驗收移交前的數據采集、資料整編；觀測設施和觀測資料的移交等。

三 監測方法

項目采用了華思（廣州）測控科技有限公司自主研發的HS-ADMS型陣列位移計（柔性測斜儀），華思測控 ADM系列陣列位移計是一款靈活柔韌的、標準的 3D 測量系統。使用一組密實的微電子機械系統加速度計陣列和經過驗證的計算程序測量 2D、3D 變形值。沒有優先軸，可自由彎曲，安裝方式多樣，可以豎直安裝、水平安裝或環形安裝。華思測控 ADM 系列陣列位移計通過測量加速度計在不同的軸向上的加速度變化量來反應出對應軸與重力方向的角度變化量，通過角度的變化量從而推算相應節點的位移變化量。華思測控 ADM 系列陣列位移計利用先進的測控技術、重力加速度測量技術、傳感器溫度補償技術、核心算法技術等，實現對監測物體 X、Y、Z 三維變形量的實時監測。

HS-ADMS型陣列位移計

陣列位移計安裝完成后，接入華思變形監測云平臺，華思變形監測系統云平臺具有監測數據實時獲取、云端綜合處理、多樣化圖表展示、專業相關性分析、災害預警報警、報表統計上報等功能，可同時管理多項目多設備，提供安全可靠、實時全面、及時有效的信息服務。

云平臺功能圖

四 監測意義

南水北調中線渠首分局轄區風險部位安全監測設施自動化改造項目的實施，降低了人工觀測及資料整編分析等工作量，陣列位移計結合變形監測云平臺可對渠首分局轄區風險部位實現實時自動化監測，當監測變形量超過預警值時，可及時預警，相關人員收到預警后可及時查看并采取相關應對措施，該項目的實施，為南水北調中線渠首分局轄區風險部位安全穩定運行提供了有力保障。

南水北調滲壓計自動化改造

一、項目概況

南水北調中線工程，是從長江最大支流漢江中上游的丹江口水庫調水，在丹江口水庫東岸河南省淅川縣境內的工程渠首開挖干渠，經長江流域與淮河流域的分水嶺方城埡口，沿華北平原中西部邊緣開挖渠道，通過隧道穿過黃河，沿京廣鐵路西側北上，自流到北京市頤和園團城湖的輸水工程。

河南分局轄區工程自平頂山葉縣段開始，沿線經過7個地級市、17個縣（市），止于穿漳工程北岸明渠，全長546km，其中渠道長502km，建筑物長44km。起點葉縣段設計流量330m3/h，加大流量400 m3/h，設計水位135.727m；終點穿漳工程設計流量235 m3/h，加大流量265 m3/h，設計水位91.87m，總水頭差43.857m。轄區共有建筑物1049座，其中河渠交叉80座，渠渠交叉65座，公路交叉560座，鐵路交叉27座，左岸排水195座，節制閘27座，控制閘40座，退水閘23座，分水口32座。

河南分局轄區大部分左派建筑物均在上游、下游設有滲壓計，由于該部分儀器較為分散，安全監測自動化系統設計時未將該部分一起接入自動化系統，目前尚有735支完好滲壓計未接入自動化系統，施工期和運行期膨脹土加強監測建設的有65支測壓管長期采用人工觀測。該部分儀器大多數分布于渠道左右兩岸較為分散，人工觀測極為不便。本項目采用基于超低功耗窄帶物聯網技術的智能采集終端和液位計方式結合將左排滲壓計及測壓管進行自動化采集采集改造接入安全監測自動化系統中。

二 監測內容

根據各管理處左排滲壓計分布情況：河南分局轄區涉及滲壓計需要接入自動化系統管理處17個，將河南分局轄區未接入自動化系統的735支完好滲壓計與65個測壓管接入安全監測自動化采集系統。根據現場查看儀器設備分布情況和信號測試情況，確定各個儀器接入自動化方式及采集終端固定位置和引線方式，物聯網網絡信號較差部位可增加信號中繼裝置將采集信號引到網絡信號較好部位進行傳輸，采集安裝完成后按管理處組織進行集成調試計入管理處原有自動化系統。包括自動化數據采集設備的采購 、檢驗、安裝調試、驗收等。

三 監測方法

項目采用了華思（廣州）測控科技有限公司自主研發的HS-HDA系列數據智能采集器，HS-HDA系列數據智能采集器是分布式數據采集網絡的節點裝置，它由金屬密封防水外殼、智能數據采集模塊、電源模塊、藍牙讀取模塊、防雷模塊和數據傳輸模塊等組成，具有自動量測、信號處理、控制和無線通訊功能，能在野外惡劣的環境下長期可靠的運行。

HS-HDA系列數據智能采集器

自動化采集系統由監測傳感器、數據采集、數據傳輸、監測云平臺或監控中心四個核心單元組成。系統集成框架圖如下：

四 監測意義

本項目實施后，實現了南水北調中線河南分局轄區左排滲壓計自動化監測，項目實施后極大降低了人工觀測及資料整編分析的工作量，為工程汛期及加大流量輸水期加密觀測提供了有力保障。同時為工程安全穩定運行打下了堅實的基礎。