一种中小型水库土石坝大坝一体化安全监测系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种中小型水库土石坝大坝一体化安全监测系统，包括坝体、安全监测一体杆、渗压埋设管和坝基渗流检测装置，所述坝体设于水库库区和坝体下游之间，所述安全监测一体杆设于所述坝体的顶端位置，太阳能发电、避雷针和LED照明功能，所述渗压埋设管埋设于所述坝体中，所述渗压埋设管用于测量孔隙水压力或液位，所述坝基渗流检测装置设于所述坝体下游和所述坝体的交界处，本实用新型专利技术将大坝安全监测渗压计、安全监测一体杆与MCU采集箱通过电缆线链接，MCU采集箱内部置入无线远程设备主机与电源预警装置，可实现全天候无间断的实时在线监测。并为水库大坝安全管理、运行调度提供及时准确的信息，提高水库工程管理的效率和质量。率和质量。率和质量。

【技术实现步骤摘要】
一种中小型水库土石坝大坝一体化安全监测系统


[0001]本技术涉及物联网感知体系
，具体而言，属于水库大坝安全监测
，具体为一种中小型水库土石坝大坝一体化安全监测系统。

技术介绍

[0002]水库大坝安全监测是通过仪器观测和巡视检查对水利水电工程主体结构、地基基础、两岸边坡、相关设施以及周围环境所作的测量及观察。其中，大坝位移监测是规范所规定的必须日常工作，主要包括对坝体的变形、渗流、环境量等监测。目前，全国土石坝安全监测自动化滞后于混凝土坝，并且大部分中小型水库大坝安全监测手段仍然落后，监测设施设备老化，信息的采集精度低，甚至很多小型水库没有对大坝的监测手段。一旦遇大洪水，将严重威胁大坝及下游人员和财产安全。因此，迫切需要建设一套自动化程度高、又先进的大坝监测系统，以提高防洪减灾能力，保障人民生命财产的安全。
[0003]如中国专利公开了“大坝水库安全监测系统”(专利号：CN202210119659.3)，该专利包括数据感知单元：包括N个姿态传感器，N>10；姿态传感器均匀分布且固定设置在大坝和水库的坝面；边缘计算端：获取数据采集单元数据并进行数据分析；控制终端：部署在安全监测中心的服务器或云端，用于数据管理、预警接收和数据可视化呈现；可以有效节约监控成本，提高监测效率。
[0004]然而，上述的大坝水库安全监测系统，无法监测库区雨量、水位、坝体渗流、坝基渗漏，并及时发出预警信息。

技术实现思路

[0005](一)解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足，本技术提供了一种中小型水库土石坝大坝一体化安全监测系统，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007](二)技术方案
[0008]为实现以上目的，本技术通过以下技术方案予以实现：一种中小型水库土石坝大坝一体化安全监测系统，包括坝体、安全检测一体杆、渗压埋设管和坝基渗流监测装置，坝体设于水库库区和坝体下游之间，安全检测一体杆设于坝体的顶端位置，安全检测一体杆集成了雨量监测、水位监测、视频AI监控、语音播报提醒、太阳能发电、避雷针和LED照明功能，渗压埋设管埋设于坝体中，渗压埋设管用于测量孔隙水压力或液位，坝基渗流监测装置设于坝体下游和坝体的交界处，渗压埋设管和安全检测一体杆之间由电缆连接。
[0009]安全监测一体杆包括立杆、MCU采集箱、视频AI监控设备、水位监测仪和横杆，横杆通过铰接头与立杆中段相连结，立杆顶端设有避雷针，横杆远离立杆一端设有水位监测仪，横杆另一端设有LED照明，LED照明相对于立杆的另一侧设有视频AI监控设备，立杆远离横杆的一侧设有语音播报提醒装置，语音播报提醒装置与横杆位于同一水平面，语音播报提醒装置上方设有太阳能板与立杆连接，语音播报提醒装置下方设有MCU采集箱与立杆连接，
MCU采集箱内部设有无限远程设备主机。渗压埋设管包括测压管和渗压计，测压管设于坝体内部，渗压计设于测压管底部。
[0010]优选的，坝基渗流检测装置采用一体化物联网智能雷达水位计，安装于2底部量水堰处，一体化物联网智能雷达水位计通过小量程的雷达水位传感器采集量水堰水位，内置的渗流计算分析功能实时计算水库大坝的渗流量，定时将实时数据通过LoRa传输到一体化水库监测终端。
[0011]优选的，太阳能板，采用微型太阳能发电系统，为水库大坝安全监测系统提供能源。
[0012]优选的，MCU采集箱，采用至少8通道的数据采集模块，并支持扩展模块，具有主动上传、远程传输功能。
[0013]优选的，无限远程设备主机，采用包括但不限于5G的远距离无线传输设备，内置充电电池，支持视频、安全监测数据不间断传输。
[0014](三)有益效果
[0015]本技术提供了一种中小型水库土石坝大坝一体化安全监测系统。具备以下有益效果：
[0016]1、本技术将大坝安全监测渗压计、安全监测一体杆与MCU采集箱通过电缆线链接，MCU采集箱内部置入无线远程设备主机与电源预警装置，可实现全天候无间断的实时在线监测。
[0017]2、本技术在无线远程设备主机中嵌入大坝安全研判分析模型和环境量分析模型(水位、水温、监控AI分析等)，实现实时分析、实时预警、实时处置，并为水库大坝安全管理、运行调度提供及时准确的信息，作为水库大坝日常管理及应急管理的数据支撑及决策依据，提高水库工程管理的效率和质量。
[0018]3、本技术中安全监测一体杆集成了雨量监测、水位监测、视频AI监控、语音播报提醒、太阳能发电、避雷针、LED照明等诸多功能，结构稳定、拆装方便、科学合理，使用安全方便。
附图说明
[0019]图1为本技术结构示意图；
[0020]图2为本技术中安全监测一体杆结构示意图；
[0021]图3为本技术渗压埋设管结构示意图。
[0022]图中：1、水库库区；2、坝体；3、坝体下游；4、安全监测一体杆；5、渗压埋设管；6、坝基渗流监测装置；7、电缆；40、立杆；41、避雷针；42、太阳能板；43、MCU采集箱；44、视频AI监控设备；45、水位监测仪；46、无线远程设备主机；47、语音播报提醒装置；48、LED照明；49、横杆；51、测压管；52、渗压计。
具体实施方式
[0023]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实
施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0024]水库大坝安全监测是通过仪器观测和巡视检查对水利水电工程主体结构、地基基础、两岸边坡、相关设施以及周围环境所作的测量及观察。其中，大坝位移监测是规范所规定的必须日常工作，主要包括对坝体的变形、渗流、环境量等监测。
[0025]中小型水库土石坝的渗流监测是直接关系到大坝安全性的不可缺少的重要参数。渗流监测是指在上下游水位差作用下产生的渗流场的监测，主要包括渗流压力、渗流量及其水质的观测。结合我国土石坝的病害情况，可将土石坝的渗流病害分为：坝基渗漏，坝肩渗漏，坝体及防渗体渗漏，下游排水体及反滤料淤堵，坝下涵管渗漏，防渗体与刚性建筑物接触渗漏，动物危害，岩溶渗漏，侵蚀性危害等。
[0026]针对上述病害，土石坝在渗流方面主要监测项目有坝体渗流压力观测，坝基渗流压力观测及渗流量观测等。坝体渗流压力观测主要包括观测断面上的压力分布和浸润线位置的确定。坝基渗流压力观测主要包括坝基天然岩土层、人工防渗和排水设施等关键部位渗流压力分布情况的观测。渗流量观测主要由三部分组成，分别为坝体的渗流量、坝基的渗流量、通过两岸山体绕渗或两岸地下水补给的渗流量。
[0027]大坝监测真正进入自动化监测应该从上世纪80年代辽宁参窝水库投入运行开始，之后经历本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中小型水库土石坝大坝一体化安全监测系统，其特征在于：包括坝体(2)、安全监测一体杆(4)、渗压埋设管(5)和坝基渗流检测装置(6)，所述坝体(2)设于水库库区(1)和坝体下游(3)之间，所述安全监测一体杆(4)设于所述坝体(2)的顶端位置，所述安全监测一体杆(4)集成了雨量监测、水位监测、视频AI监控、语音播报提醒、太阳能发电、避雷针和LED照明功能，所述渗压埋设管(5)埋设于所述坝体(2)中，所述渗压埋设管(5)用于测量孔隙水压力或液位，所述坝基渗流检测装置(6)设于所述坝体下游(3)和所述坝体(2)的交界处，所述渗压埋设管(5)和所述安全监测一体杆(4)之间由电缆(7)连接。2.根据权利要求1所述的一种中小型水库土石坝大坝一体化安全监测系统，其特征在于：所述安全监测一体杆(4)包括立杆(40)、MCU采集箱(43)、视频AI监控设备(44)、水位监测仪(45)和横杆(49)，所述横杆(49)通过铰接头与所述立杆(40)中段相连结，所述立杆(40)顶端设有避雷针(41)，所述横杆(49)远离所述立杆(40)一端设有所述水位监测仪(45)，所述横杆(49)另一端设有LED照明(48)，所述LED照明(48)相对于所述立杆(40)的另一侧设有所述视频AI监控设备(44)，所述立杆(40)远离所述横杆(49)的一侧设有语音播报提醒装置(47)，所述语音播报提醒装置(47)与所述横杆(49)位于同一水平面，所述语音播报提醒装置(47)上方设有太阳能板(42)与所述立杆(40)连接，所述语音播报提醒装置(47)下方设有MCU采集箱(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：史燕南，俞炯奇，胡晓明，何泽兴，郑少逸，史奔骏，詹敏杰，彭强，
申请(专利权)人：浙江广川工程咨询有限公司，
类型：新型
国别省市：