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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流大坝安全监测工作手册2010-8.精品文档.江西省大坝安全监测工作手册江西省大坝安全管理中心201 0-8第1章 总则1.1目的和要求1 为了掌握水库大坝（以下简称大坝）安全状态和运用情况，规范大坝安全监测工作，及时发现大坝隐患，充分发挥工程效益，根据水库大坝安全管理条例、江西省水利工程条例及相关规程规范，制定本工作手册。2 大坝安全监测工作的基本任务是掌握和预测大坝工作性态，及时发现异常现象或工程隐患，指导大坝安全运行；为反馈、发展和完善设计、施工理论和工程技术提供科学依据。3 大坝监测系统必须与大坝主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用
2、。经除险加固的水库大坝，大坝安全监测系统应进行专项验收。4 大坝安全监测系统的观测测点应有可靠的保护装置，并受国家法律保护。1.2适用范围本工作手册适用于全省大中型及重要小（1）型水库的水库管理单位及水库管理技术人员，其他小型水库安全管理工作可参照执行。1.3监测工作职责监测工作的基本要求是：保持观测工作的系统性和连续性，按照规定的项目、测次和时间，在现场进行观测。要求做到“四随”（随观测、随记录、随计算、随校核）、“四无”（无缺测、无漏测、无不符合精度、无违时）、“四固定”（人员固定、设备固定、测次固定、时间固定），以提高观测精度和效率。1 水库管理单位职责1) 负责大坝安全监测系统的管理与
3、运行、维养及更新改造。2) 制订大坝安全监测工作制度和操作规程。3) 指定相对稳定的专业人员负责大坝安全监测工作。建立业务培训制度，提高员工技术水平。4) 制定大坝安全年度报告制度，定期组织开展监测资料的整编分析工作。5) 做好大坝安全监测技术档案管理工作。2 大坝安全监测人员职责1) 大坝安全监测工作人员应经培训合格方可上岗。2) 掌握并熟悉本工程的规划、设计、施工和管理运用等资料，熟悉并执行有关安全观测法规及制度。3) 严格按规定的时间、项目、部位、路线（或程序）对大坝进行全面、系统的巡视检查和仪器观测。4) 认真填写每次巡视检查、观测记录表，原始记录不得随意涂改，不得弄虚作假；及时计算整
4、理观测资料、绘制图表，如发现异常现象或数据突变，应进行复查、复测，若数据异常严重，要采取紧急处理措施，并及时报告单位主管处理。5) 每年定期整理分析大坝巡查、观测记录资料，提交大坝安全年度评价报告，提出下年度大坝安全运行建议和意见。6) 负责监测系统设备的检查、维护、校正，发现异常情况，要及时处理；对监测仪器设备应提出维修或更新计划。7) 保证检查、观测资料的真实性、准确性、完整性和连续性，并及时整编归档。第2章 一般规定2.1 监测范围及内容1 监测范围大坝的坝体、坝基、坝端和与大坝安全有直接关系的输、泄水建筑物和设备，以及对大坝安全有重大影响的近坝区岸坡。2 监测内容1） 巡视检查：监测范
5、围内的建筑物、设备的外观、现象等步行巡视检查。2） 工情观测：大坝渗流压力观测、渗流量观测、变形观测等。3） 水雨情观测：库水位观测、降雨量观测等。2.2监测设施考证大坝安全监测仪器、设施的安装和埋设完毕后，水库管理单位应当组织管理技术人员对观测设备进行必要的考证，并形成考证报告，主要包括：1) 设施概况：安全监测系统设计、布置、埋设、竣工等概况说明。2) 平面图：标明各建筑物所有观测项目及设备的平面位置。3) 剖面图：沿设置的纵、横观测断面剖出；剖面数量以能表明观测项目全部设备和测点的剖面位置和高程为原则；剖面图上应标明建筑物的轮廓尺寸和必要的地质情况。4) 考证表：有关各水准基点、起测基点
6、、工作基点、校核基点，以及各种观测设施、测点的平面坐标、高程、结构、安装埋设情况、设置日期和测读起始值、基准值等文字和数据考证表。水文、气象观测，以及泄水建筑物水力学观测等设备的安装埋设考证表格式，可根据工程具体情况参照有关专业的规定执行。5) 仪器说明：各种观测仪器的型号、规格、主要附件、购置日期、生产厂家，以及精度检定等资料。6) 设施变更：观测设施和仪器有变化时，如校测高程改变、设施和设备检验维修、设备或仪表损坏、失效、报废、停测、新增或改扩建等，均应重新填制（或补充）相应的考证图表，并注明变更原因、内容、时间等有关情况备查。7) 观测房：有关观测房情况，如平面坐标、建基高程、附属标点，
7、以及其室内仪表和电缆布设等也宜作出相应的考证或资料说明。附录A 原始资料及考证资料表格式A1A62.3监测记录和报告1 监测记录1) 大坝安全巡查、观测记录本由水库管理单位按照要求格式统一印制。2) 每次巡视检查、仪器观测均应按规范和本工作手册的要求进行观测，并填写巡查记录和观测记录表。记录日期一律用公历。3) 记录内容力求详实，一律使用黑色水笔，字迹清楚、端正，严禁杜撰、随意涂改。4) 如发现异常情况，除应详细记述时间、部位、险情和绘出草图外，必要时应测图、摄影或录像。同时，立即采取应急措施，向单位主管报告。如情况严重、紧急，同时直接上报县级水行政主管部门和防汛指挥部门，并立即向下游报警。2
8、 整理和报告每次观测后，观测人员应及时进行观测数据的计算与整理，负责坝工的技术人员应对原始记录进行校核、审查，主要内容：1) 整理：观测人员及时进行巡视检查记录（含摄像资料）的整理。2) 计算：观测人员及时进行各观测值的计（换）算，填写数据记录表格。3）校核：技术人员对各巡视检查记录和观测计算数据的正确性、准确性和完整性进行校核，如发现有漏测、误读（记）或异常，应及时补（复）测、确认或更正，对资料的真实性和可靠性负责，。4）绘图：技术人员应及时点绘各观测值的过程线图，考察和判断测值的变化趋势，初步判断是否存在变化异常值。5）报告：如发现巡视检查、观测数据出现突变或异常点，应及时查找原因，原因不
9、详或影响工程安全时，应及时上报单位主管。单位主管应及时组织技术人员检查分析及处理，若问题严重应及时报告上级主管部门。2.4资料整编与分析 1）年度巡视检查和特别巡视检查结束后，应提出简要报告。对发现的问题及时采取应急措施，对较严重问题应根据设计、施工、运行资料进行综合分析比较，写出详细报告，并立即报告水行政主管部门。2）每年年底都应将本年度的日常巡查、观测资料进行整理分析，按要求编写水库大坝年度安全报告。3）各种巡视检查、观测的记录、图件和报告等均应整理归档。4）每5年应委托有资质的技术单位对监测资料进行全面的整编分析、刊印。第3章 巡视检查3.1巡查类别、次数及要求巡视检查分为日常巡视检查、
10、年度巡视检查和特别巡视检查三类。1 日常巡视检查由有经验的水库安全管理技术人员负责巡查。按照规定的具体巡视检查时间、线路、部位、内容和要求，进行大坝巡视检查和观测。巡查次数：在非汛期每10天至少巡查一次；汛期每二天至少巡查一次，暴雨后立即巡查一次；当水位变化较快（土石坝每天大于30cm，砼坝每天大于50cm）或接近正常蓄水位时每天至少巡查一次，超过正常蓄水位时每天至少二次；病险水库接近限制运行水位时，每天巡查至少二次。2 年度巡视检查年度检查有自查和上级主管部门检查两种。自查由水库管理单位负责人组织有关技术人员进行检查。在每年的汛前及汛后、用水期前后、白蚁活动显著期等，应按规定的检查项目，对大
11、坝进行比较全面或专门的巡视检查。上级主管部门一般是进行汛前检查，由专家组对大坝度汛安全性态进行检查。巡查次数：一般每年不少于二次。3 特别巡视检查由水库主管单位负责人组织技术人员进行检查，必要时应组织专人对可能出现险情的部位进行连续巡视。当大坝遇到严重影响安全运用的情况（如发生暴雨、大洪水、有感地震、强热带风暴，以及库水位骤升骤降或持续高水位等）、发生比较严重的破坏现象或出现其他危险迹象时；当水库放空时应进行全面巡视检查。3.2 检查范围和内容1 巡查范围巡视检查范围包括坝体、坝基、坝肩；各类泄水、输水建筑物及其闸门；对大坝安全有重大影响的近坝库岸；其他与大坝安全有直接关系的建筑物和设施。 巡
12、查重点是大坝上游水面附近、上下游坝面、坝脚、涵洞进出口部位、溢洪道进出口及两岸、监测系统、病险隐患部位等。2 巡视检查内容巡视检查的项目和内容见表2-1。表2-1 巡视检查项目和内容检查项目检查部位检查内容大坝坝顶有无裂缝、异常变形、积水或植物滋生等现象；防浪墙有无开裂、挤碎、架空、错断、倾斜等情况。上游坝坡护坡是否损坏；有无裂缝、剥落、滑动、隆起、塌坑、冲刷、或植物滋生等现象；近坝水面有无冒泡、变浑或漩涡等异常现象。下游坝坡有无裂缝、剥落、滑动、隆起、塌坑、雨淋沟、散浸、积雪不均匀融化、冒水、渗水坑或流土、管涌等现象；坝面排水系统是否通畅；草皮护坡植被是否完好；有无兽洞、蚁穴等隐患； 坝趾坝
13、趾反滤体、减压井（或沟）等排水、导渗降压设施有无异常或破坏现象。渗漏水的水量、颜色、气味及浑浊度、酸碱度、温度有无变化；基础廊道是否有裂缝、渗水等现象。廊道坝内廊道有无裂缝、渗水、析钙等现象；坝体及坝基排水孔有无堵塞、析出物是否正常；总渗水量是否异常等。观测设施大坝观测设施运行是否正常，有无损坏、堵塞等现象坝区坝端坝体与岸坡连续处有无裂缝、错动、渗水等现象；两岸坝端区有无裂缝、滑动、崩塌、溶蚀、隆起、塌坑、异常渗水和蚁穴、兽洞等。坝址近区有无阴湿、渗水、管涌、流土或隆起等现象；排水设施是否完好。坝端岸坡绕坝渗水是否正常；有无裂缝、滑动迹象；护坡有无隆起、塌陷或其他损坏现象。续表2-1 巡视检查
14、项目和内容溢洪道进水渠（引渠）有无坍塌、崩岸、淤堵或其他阻水现象；流态是否正常。堰顶或闸室、闸墩、胸墙、边墙、溢流面、底板有无裂缝、渗水、剥落、冲刷、磨损、空蚀等现象；伸缩缝、排水孔是否完好。消能工有无冲刷破损或砂石、杂物堆积等现象。工作桥是否有不均匀沉陷、裂缝、断裂等现象。输、泄水洞（管）引水段有无堵塞、淤积、崩塌。进水塔（竖井）有无裂缝、渗水、空蚀等损坏现象。洞（管）身洞壁有无裂缝、空蚀、渗水等损坏现象；洞身伸缩缝、排水孔是否正常。出口放水期水流形态、流量是否正常；停水期是否有水渗漏。消能工有无冲刷或砂石、杂物堆积等现象。工作桥是否有不均匀沉陷、裂缝、断裂等现象。闸门及启闭机闸门及其开度指
15、示器、门槽、止水等能否正常工作，有无不安全因素。启闭机能否正常工作；备用电源及手动启闭是否可靠。通讯及交通设施通讯设施是否完好、畅通；照明及交通设施有无损坏及障碍。3.3 检查方法和要求1 检查方法1) 常规方法：用眼看、耳听、手摸、鼻嗅、脚踩等直观方法，或辅以锤、钎、钢卷尺、放大镜、石蕊试纸等简单工具对工程表面和异常现象进行检查。眼看察看大坝上游附近水面有否漩涡；护坡块石有否移动、凹陷或突鼓；防浪墙、坝顶有否出现新的裂缝或原存在的裂缝有无变化；下游坝面、坝脚及镇压层范围内有否出现渗漏突鼓现象；渗漏水的浑浊变化情况；大坝附近及溢洪道两侧山体岩石有否错动或出现新裂缝；通讯、电力线路是否畅通等。耳
16、听耳听有否出现不正常水流声。脚踩检查坝坡、坝脚是否出现土质松软或潮湿甚至渗水。手摸当眼看、耳听、脚踩中发现有异常情况时，则用手作进一步检查，对大坝渗漏水用手感测试水温是否异常，嗅嗅水质是否有异味。2) 特殊方法：采用开挖探坑（或槽）、探井、钻孔取样或孔内电视、向孔内注水试验、投放化学试剂、潜水员探摸或水下电视、水下摄影或录像等方法，对工程内部、水下部位或坝基进行检查。2 检查要求检查线路 每座水库应根据具体情况规定检查路线，一般可采用在大坝上行走之字形路线或平行路线的方式检查；在步行巡视过程中，应随时地停下环视360进行观察，有些缺陷可就近发现，而有些缺陷只能人远处观察到。应尽量多巡查，保证各
17、部位都能巡视到，确保不遗漏任何缺陷。检查准备：日常巡视检查时应带好巡查记录本，及时记录检查情况。年度巡视检查和特别巡视检查须制定详细的检查计划，并做好如下准备工作： 安排好水库调度，为检查输水、泄水建筑物或进行水下检查创造条件。 做好电力安排，为检查工作提供必要的动力和照明。 排干检查部位的积水，清除检查部位的堆积物。 安装好临时交通设施，便于检查人员行动。 采取安全防范措施，确保工程、设备及人身安全。 准备好工具、设备、车辆或船只以及量测、记录、绘草图、照相、录像等器具。3.4检查记录及报告1 检查记录日常巡视检查、年度巡视检查、特别巡视检查都应做好相应的记录，记录格式见附录B。根据检查情况
18、对大坝等建筑物工作性态作出结论，检查判断标准为：良好 指大坝建筑物性态和运行性能良好，能达到预期效果；正常 指大坝建筑物性态和运行性能正常，能达到预期效果，但需要维修；较差 指建大坝筑物性态和运行性能可能达不到预期效果，必须修理；很差 指建大坝筑物质量无法达到预期效果。检查报告要求检查记录表：格式详见表B1 巡视检查记录表2 检查报告日常检查报告一般在年终，根据全年检查情况、观测资料进行全面分析，具体工作见第6章节。年度及特别检查报告在检查完成后，必须立即做出检查报告，主要内容：在各项检查记录的基础上，对各建筑物工程性态提出总体判断结论。对大坝性态提出检查意见，包括从管理上、技术上。提出大坝安
19、全建议以及安全度汛建议。检查报告表：格式详见表B2 汛前（后）现场检查报告第4章 工情观测4.1一般规定目前我省大中型水库大坝主要设置的工情观测项目只有表面变形及渗透观测。1 变形观测 包括大坝表面竖向位移（沉降）和水平位移。内部变形、裂缝及接缝监测按照有关规范进行。表面竖向位移及水平位移观测一般应共用一个测点。竖向及水平位移观测应配合进行。水平位移中包括垂直坝轴线的横向水平位移和平行坝轴线的纵向水平位移。变形观测的正负号规定：水平位移：向下游为正，向左岸为正，反之为负。竖向位移：向下为正，向上为负。2 渗流观测1）坝体渗压：观测坝体横断面上的渗压力分布，确定浸润线的位置。2）坝基渗压：观测坝
20、基渗流压力分布情况，确定坝基扬压力折减情况。3）绕坝渗压：观测两岸坝端及部分山体、土石坝与岸坡或混凝土建筑物接触面、以及防渗齿墙或灌浆帷幕与坝体或两岸接合部等关键部位渗流压力分布。4）渗流量及水质：观测大坝下游坝趾排水体后的导渗沟或排水沟内的渗漏水量大小及其渗漏水的温度、透明度，必要时作水质化学成分分析。对设有检查廊道的坝，可在廊道内分区、分段设置量水设施观测水量及水质。3 观测频次运行中的大坝表面变形观测测次：124次/年。渗流观测测次为：63次/月。大坝出现异常现象时或超设计洪水时增加测次。每次观测时，所有仪器测读应连续进行两次观测，取两次观测平均值为最后读数，并做好记录。观测记录表：格式
21、详见表B38 观测记录、计算表4.2表面变形观测1 竖向位移表面竖向位移，一般用水准法测量。可参照国家三、四等水准测量规范（GB12898-2009）方法进行，但闭合差不得大于mm（n为测站数，下同）。起测基点的引测、校测，可参照国家一、二等水准测量规范（GB12897-2006）方法进行，但闭合差不得大于mm。竖向位移观测时，应自工作基点引测各位移标点高程，不应从位移标点再引测其他标点高程，严禁从中间点引测其他各测点高程。观测方法：三等水准测量采用中丝读数法往返观测，当使用有光学测微器的水准仪和线条式因瓦水准标尺观测时，也可进行单程双转点观测。四等水准测量采用中丝读数法进行单程观测。一条路线
22、的往返测，必须使用同一类型的仪器和转点尺承，沿同一道路进行。观测中应遵守的事项： 1） 观测前30分钟，应将仪器置于露天阴影下，使仪器与外界气温趋于一致；设站时，须用白色测伞遮蔽阳光；迁站时，应罩以仪器罩。2） 在连续各测站上安置水准仪的三脚架时，应使其中两脚与水准路线的方向平行，第三脚轮换置于路线方向的左侧与右侧。3） 除路线转弯处外，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置，应尽量接近一条直线。4） 同一测站上观测时，不得两次调焦。仅当三、四等水准测量的视线长度小于10m，且前后视距差小于1m时，可在观测前后标尺时调整焦距。一、二等水准测量，转动仪器的倾斜螺旋和测微鼓时，其最后旋转方向，均应为
23、旋进。5） 每一测段无论往测与返测，其测站数均必须为偶数。由往测转向返测时，两支标尺须互换位置，并应重新整置仪器。6）下列情况下，不得进行观测：日出后与日落前30分钟内；中午大太阳前后各约2小时内；标尺分划线的影像跳动而难于照准时；气温突变时；风力过大而使标尺与仪器不能稳定时。2 水平位移表面横向水平位移，一般用视准线法测量。可采用经纬仪或视准线仪，当视准线长度大于500m时，应采用J1级经纬仪。1) 视准线的观测方法，可据实际情况选用活动标法或小角度法。观测时宜在视准线两端各设固定测站，用各测站的仪器观测其靠近的位移测点的偏离值。2) 用活动标法校测工作基点、观测增设的工作基点时，允许误差应
24、不大于2mm（取两倍中误差）。观测位移测点时，每测回的允许误差应小于4mm（取两倍中误差）。所需测回数不得少于两个测回。3) 用小角度法观测横向水平位移时，一般应采用J1级经纬仪。测微器两次重合读数之差不应超过0.4；一个测回中，正倒镜的小角值较差不应超过3；同一测点，各测回小角值较差不应超过2。4) 用三角网前方交会法观测增设工作基点（或测点）的横向水平位移时，应用J1级经纬仪和全圆测回法，且不少于4个测回。各项限差要求为：半测回归零差6；二倍视准差之互差8；各测回的测回差5。表面纵向水平位移观测，一般用因钢尺测量，或用普通钢尺加改正系数，其中误差不大于0.2mm。有条件时可用光电测距仪测量
25、。3 基点水准基点和其他基点的引测、校测的记录，按国家一、二等水准测量规范（GB 12897-2006）的记录手簿执行。4 其它观测 对于拱坝的水平位移与挠度监测，可采用垂线法、准直线法、边角网法、前方交会法、导线法等方法进行。其具体要求参照相关规范执行。对土石坝表面裂缝，一般可采用皮尺、钢尺及简易测点等简单工具进行量测。对于砼面板坝裂缝及接缝观测，可采用测缝计可三向测缝计进行观测。4.3渗流压力观测1 观测仪器大坝渗流压力观测仪器根据不同的观测目的、土体透水性、渗流场特征以及埋设条件等选用。在可靠、坚实、精确、经济、实用的前提下，力求先进和便于实现自动化观测。用于渗流压力观测的仪器可统称为孔
26、隙水压力计。按我国习惯叫法可分为测压管（即水管式孔隙水压力计）和渗压计（压膜式孔隙水压力计）两大类。1）测压管：适用于水头差小于20m的坝、坝体土的渗透系数大于或等于110-4cm/s的、渗透压力变幅小的部位、监测防渗体裂缝等。观测的渗透压力为测压管进水段（花管段）的平均水压力。2） 渗压计：适用于水头差大于20m的坝、坝体土的渗透系数小于110-4cm/s的、观测不稳定渗流过程以及不适宜埋设测压管的部位（如铺盖或斜墙底部、接触面等）。渗压计所测读的为点压力。渗压计的型式甚多，但其基本部件都由以下三部分组成：测头（传感器）、电缆（讯号传输）、二次仪表（讯号接收）。其工作原理是测头先以某种承压膜
27、片接受水压力引起薄膜的变形，再借附于膜后的其它感应元件（如振弦、电阻片等）间接反映出水压力的大小，以某点的压强来表示。渗压计也可安放测压管内，能解决水位的自动测读，所观测的测值为测压管花管段长的平均水头。安装时必须将传感器放置在测压管最低水位以下，但不宜直接放置在管底。2 灵敏度检验1）测压管：测压管在安装、封孔完毕后应立即进行灵敏度检验；运行中每5年进行一次检查试验。方法有： 注水法：适用于管中水位低于管口情况，一般应在库水位稳定期进行。试验前先测定管中水位，然后向管内注清水。一般情况下，用水将导管灌满，测得注水水面高程后，分别以5、10、15、20、30、60min的间隔测量水位一次，以后
28、时间可适当延长，直至水位回降至原水位并稳定2h为止。据记录测量结果，并绘制水位下降过程线。管内水位在下列时间内恢复到接近原来水位的，可认为灵敏度合格：粘壤土5天；砂壤土24h；砂砾料12h。如管内水位长时间未恢复到接近原来水位的，可以考虑测压管可能已经堵塞，相反，如管内水位没有上升或上升很少且下降很快，就要考虑测压管是否失效或与上下游贯通等问题。当一孔埋多根测压管时，应自上而下逐根检验，并同时观测非注水管的水位变化，以检查它们之间的封孔止水是否可靠。 放水法：适用于管中水位高于管口情况。先测定管中水位，然后放水，直至放不出为止，测得水面高程后，分别以5、10、15、20、30、60min间隙测
29、量水位一次，以后时间可适当延长，直至水位回升至原水位并稳定2h为止。对不同地基水位恢复时间的判别标准同注水法。2）渗压计：对于采用埋设渗压计法，一定要确保仪器和电缆质量，选型前一定要仔细研究仪器的长期性和稳定性、精确度和在其它工程应用情况，安装前要对所有仪器进行率定和电缆测试；安装时要反复测读，直至稳定，观测记录测头的零压频率，并做好仪器和电缆保护。 3 观测方法与要求1）测压管测压管水位观测，对于管中水位低于管口的，一般采用电测水位计、测深钟、示数水位计等进行观测；对于管中水位高于管口的，一般采用压力表、压差计等进行观测。有条件的可采用管中放渗压计进行自动观测。 电测水位计法：一般由提匣、吊
30、索（电缆）和测头三部分构成，提匣内装干电池、指示器和手摇滚筒。滚筒上缠有标尺的电缆。观测时，将测头徐徐放入管内，待指示器反应后，将吊索稍许上提，到指示器不起反应时，再慢慢上下数次，趁指示器开始反映的瞬间，捏住吊索与管口相平处的吊索，量读管口至管中水面间的距离。 测深钟法：用一柔性好、伸缩率低的绳索系于测深钟或重锤顶上，慢慢放入测压管内，空心园柱体接触管内水面时即发生锤击面的响声，当即拉紧测绳，并重复几次，以测锤口刚接触水面为准，然后量读管口至管中水面的距离。 压力表法：用压力表观测测压管水位时，压力表应根据在管口处可能产生的最大压力值选用。一般压力表读数在1/32/3量程范围内较为适宜。压力表
31、与测压管连接时各接头处不应漏水。压力表安装有固定式和装卸式两种，采用固定式时要注意防潮，避免压力表受潮破坏。采用装卸式时，每次装表观测要待压力表指针稳定后才能读其压力值P（MPa）。2）渗压计渗压计的信号采集一般由测控单元（MCU）自动采集，也可人工定时采集。 人工数据采集：通过电缆接入到手动集线箱中，手动集线箱可将所选的振弦信号送入振弦式读数仪中，由操作人员通过读数仪的人机交互按键定时进行数据采集。 自动数据采集：渗压计的信号通过电缆接入到MCU（Micro Controller Unit）微控制单元自动进行采集，MCU中的数据采集单元DAU可自动实现选点测量、选箱测量、巡回测量、定时测量等
32、多种测量方式，采集周期根据工程要求，运行人员可在监控主机或信息管理主机上设定或修改监测周期。另外MCU本身还具有存储功能，可自动存储一定数量的采集数据，并可将采集到的数据通过串行通讯传送到监控主机或信息管理主机中，监控主机可通过处理软件对数据进行进一步的分析和处理。4 测量精度1) 水位：采用测钟法或电测水位计法观测时，测压管水位都必须连续独立观测两次，最小读数至1cm，两次读数差不得大于等于2cm，取其平均值，成果取至0.01m；采用示数水位计法观测时，最小读数取1cm；采用压力表法观测时，压力值应读至最小估读单位。2) 测绳：电测水位计的测绳长度标记，应每隔13个月用钢尺校正一次。3) 管
33、口高程：测压管的管口高程在运行期至少应每年校测一次。4) 自动观测仪器：应定期校验，一般每年进行一次，可采取人工方法观测测压管水位，与自动观测值比较，计算测量精度，并对仪器进行适当调整。5 常见问题1）测压管测压管存在的问题主要有：一是测压管有一个较长的花管段或外层透水段（一般为2.0m），因管段上的水压力不等而引起的管内部的水流运动，使得观测结果不能代表土层中某点的渗流压力，管段上的平均压力的概念也不很明确，这就是测值代表性较差的问题。二是除土体自身的渗流压力传达时间外，测压管是用不同管径的充水体积来反映渗流压力变化的，这一体积的充水需要时间，实际渗流一般是非稳定运动，不能维持足够长的稳定时
34、间来使压力达到平衡，故测压管的观测结果存在滞后时间较长的问题，这一问题在渗透系数相对较小的土层中尤为突出。三是人为破坏较多，较为常见的是附近群众出于好奇，强行打开管口保护装置后向管内投放石块，从而导致测压管堵塞损坏。四是测压管水位宜受降水影响。此外，因测压管使用维护不当或土体中可溶性化学物质的作用，也会引起测压管淤堵，使测压管的灵敏度逐渐下降或无法正常使用，但这一问题可以通过定期的养护来解决。测压管一般都是人工观测的，工作量较大，不适应现代化管理技术的采用。2）渗压计渗压计的主要问题有：一是传感器的率定、安装、理设技术的专业性较强，稍有不慎则可导致参数及考证资料不准确，使观测结果差错直至不可用
35、。二是因信号传输电缆铺设不当、保护不够，造成自然、动物或人为损坏，使部分测点不能观测。三是采集仪表的保管不善、维护不够，造成仪表性能下降直至损坏，由此影响正常观测；四是工程电磁环境特殊或观测房选址不当，使仪器信号干扰较大，致使信号或数据不够稳定，造成观测结果误差较大；五是雷击损坏，从工程实践情况看埋入部分遭受雷击的可能性不大，一般是因观测房防雷保护不够，使个别测头遭雷击损坏。4.4渗流量观测1 观测方法渗透流量是最直观、最综合全面反映工程渗流安全性态和水库效益损失的综合性指标，即便是相对量，在工程的安全监测中也具有重要意义，绝非可有可无。渗流量观测包括渗漏水的流量、温度、透明度和化学成分。根据
36、渗流量的大小和汇集条件，选用如下几种方法和设备：1） 容积法：当流量小于1L/s时，宜采用容积法。2） 量水堰法：当流量在1300L/s之间时，宜采用量水堰法。堰槽段的尺寸及其与堰板的相对关系应满足如下要求：堰槽段全长应大于7倍堰上水头，但不小于2m。其中，堰板上游段应大于5倍堰上水头，但不得小于1.5m；下游段长应大于2倍堰上水头，但不小于0.5m。堰槽宽度应不小于堰口最大水面宽度的3倍，如示意图。堰板应为平面，局部不平处不得大于3mm。堰口的局部不平处不得大于1mm。堰板顶部应水平，两侧高差不得大于堰宽的1/500。直角三角堰的直角，误差不得大于30。堰板和侧墙应铅直。倾斜度不得大于1/2
37、00。侧墙局部不平处不得大于5mm。堰板应与侧墙垂直，误差不得大于30。两侧墙应平行。局部的间距误差不得大于10mm。 量水堰与堰槽结构示意图1水尺或测针；2堰板；3堰槽侧墙；4堰槽底3）测流速法：当渗流量大于300L/s时或受落差限制不能设量水堰时，应将渗漏水引入排水沟中，采用测流速法。2 测量精度1) 容积法：采用量桶或水桶及秒表进行量测。容积的充水时间不得少于10秒，平行二次测量的流量误差不应大于均值的5%。2) 量水堰法：量水堰上用水尺的水位读数应精确至1mm；用测针的水位读数应精确至0.1mm。堰上水头两次观测值之差不得大于1mm。量水堰堰口高程及水尺、测针零点应定期校测，每年至少一
38、次。3) 测流速法：可采用流速仪法或浮标法（具体方法可参照现行河流流量测验规范和水文普通测量规范的有关规定）。两次流量测值之差不得大于均值的10%。4) 水质观测：在观测渗流量的同时，必须测记相应渗漏水的温度、透明度和气温。温度须精确到0.1C。透明度观测的两次测值之差不得大于1cm。当为浑水时，应测出相应的含沙量。渗水化学成分分析的取样及有关要求，可按水质分析要求进行，并同时取库水水样做相同项目的分析，以资对比。3 观测计算1）量水堰的流量计算公式：直角三角形量水堰：式中：渗流量，m3/s；堰上水头，m。梯形量水堰（边坡为1:0.25）：式中：堰口底宽，m；其余符号代表意义同前。 无侧收缩矩
39、形量水堰：式中：堰上水头，m；堰槽宽度，m；堰口至堰槽底的距离，m；重力加速度，m2/s。2）测流速法渗流量观测记录、计算表格式，可按现行河流流量测验规范执行。4、常见问题量水堰存在的主要问题有：一是汇集不全、分区不严，影响对观测结果的分析判断，这是设计的问题，应在设计时注意改进；二是堰前杂草生长、乱石及漂浮物聚集、堰后排水不畅导致水舌淹没、堰口附着藻类等，均不同程度影响观测结果，应注意维护、经常清理；三是观测堰上水头后，渗流量一般按标准堰公式计算，往往因堰口不标准、堰口肥厚等制造原因，使得计算结果不够准确，故重要或有条件的工程在安装前应对量水堰进行率定；四是渗流量观测结果受降水和人为用水影响
40、比较明显，应注意不要将生产、生活用水排入量水堰前，注意记录降水情况，必要时适当避开降水影响高峰进行观测。第5章 水雨情观测5.1 库水位观测1 测点设置库水位观测设置在岸坡稳固处或永久性建筑物上，要求水面平稳、受风浪和泄流影响较小、便于安装设备和观测的地点。2 观测仪器1) 水尺水尺分直立式、倾斜式、矮桩式和悬锤式四种。其中直立式水尺应用最普遍，其它三种，则根据地形和需要选定。一般沿水位观测断面设置一组水尺桩，其延伸测读高程应高于校核洪水位。水尺板安装后，需用四等以上水准测量的方法测定每支水尺的零点高程。在读得水尺板上的水位数值后加上该水尺的零点高程就是要观测的水位值。水尺零点高程每隔35年应
41、校测一次。当怀疑水尺零点有变化时应及时进行校测。2) 水情自动测报水情自动测报系统是一个水情数据自动采集、传输、接收处理及预报作业的实时测报系统，它能将某一流域或区域内的水文数据在短时间内传递至决策机构，以便进行洪水预报和优化调度，达到降低水害损失，提高水资源利用率的目的。系统由中心站、远程数据通讯网、遥测站以及数据通信、数据管理与分析软件等组成。遥测站主要由传感器、遥测终端、电源系统、通讯设备、防雷设备等组成，自动完成水文数据的采集、存储和向中心站传输，并能对于人工观测的水文数据（如含沙量、流量等）进行人工置数。通讯网有超短波通讯、GPRS、GSM、卫星等方式将各遥测站的水情数据实时传送至中
42、心站。中心站由实时监控服务器、数据服务器、预报分析站、通讯设备、电源系统、防雷设施、软件系统等组成。中心站的任务是接收各遥测站的实时采集数据或人工上传数据，进行存储以及各项数据处理，并通过水文信息网，将数据报送上级和有关防汛、水管单位。3 观测规定1) 在枯水期，不下雨，不调水或库水位平稳时，每天早上8时观测水位一次。2) 在汛期，每天8时、20时观测水位两次。库区内有降雨且库水位上升每小时超过4cm，从水位上升时起每隔一定时间（3小时）观测水位一次。3) 水库开始调水、停止调水时各加测一次。4) 水库开始溢洪及停止溢洪各加测一次，溢洪期间每隔一定时间观测一次。5) 自记水位计应每年汛前检验。
43、4 观测方法1) 水尺观测者尽量蹲下，视线接近水面。读取水面反映在水尺刻线上的数值，即水尺读数。有波浪时读最大值和最小值，然后取两者平均值作为最后水尺读数。同时应注意观测库面的风力、风向、水面起伏度。从库容查算表上查出所测量水位下对应的库容，将水位、库容记录到水库水位、降雨量观测记录表。2) 自记水位计自动观测，需按相关要求进行比测。3) 水雨情自动测报系统软件的设计和开发应紧密结合水库水情管理的实际工作需要，应方便地查询水情数据，能进行相应的处理，生成统计数据，能应用多种水利模型进行水库的洪水预报和水库调度的模型计算，为洪水预报、水库调度提供基础数据。水情自动测报系统的工作方式可分为自报式、
44、查询-应答式及混合式三种方式。自报式分增量报送和定时报送。增量报送：当水文参数发生一个事先规定的增减量变化时，自动向上一级报送并记录。定时报送：根据设定的间隔时间，定时采集并自动向上一级报送并记录。 查询-应答式：由上一级定时或随机召测遥测站，遥测站响应上一级的查询，实时采集数据并发送至上一级。 混合式：兼有自报式和查询-应答式两种工作方式。5.2降雨量观测降雨量是以降落到地面的水层深度来表示，用雨量器和自动雨量计来观测，单位以mm（毫米）计，取小数一位。所测降雨量乘以库区集雨面积即为降落到库区的降雨总量。见表5-1。表5-1 降雨强度划分表： （单位：mm)等级12小时24小时小雨5.014
45、0.0200.01 观测规定1) 一般每天8时观测一次，降大雨时应在20时再观测一次。2) 暴雨时适当增加观测次数。3) 自动雨量计有降雨时每天8时换自记纸，无降雨时可几天换一次，记录纸上要注明每天降雨量。4) 以每日8时作为日分界，以本日8时至次日8时的24小时内所有降雨量为本日降雨量。2 观测方法1) 雨量器观测方法从雨量器中小心取出承雨瓶。将瓶内的水倒入雨量杯。将雨量杯放在水平桌面上。视线与水面平齐，以凹月面最低处为准，读取刻度数。2) 自动雨量计观测方法：在自记纸上作记号，注明日期、时间。更换自记纸，上纸要做到纸底边与钟筒底缘对齐，纸面平整，纸首尾的纵坐标衔接。 上划条对准时间，划时间
46、记号、并在纸左边注明日期、时间。 量读储水瓶内水量，并检查漏斗有无杂物堵塞。3、雨量器的维护注意清除承水器、储水瓶内的昆虫、尘土、树叶等杂物。每次观测后必须将承水器放好，否则会造成承水器倾斜等现象。每月检查一次雨量器的水平情况、外筒有无漏水现象，发现问题及时纠正。承水器的刀刃口面要保持正圆，避免碰撞。观测记录表：格式详见表B9 水库水位、降雨量观测记录表第6章 年度安全报告管理人员每年年底应对大坝安全监测资料进行整理分析，对大坝当年的工作状态作出综合评价，为进一步加强安全管理和监测及应采取的防范措施提出指导性意见。6.1主要内容1 汇集工程的基本概况（含各种运行控制指标）、监测系统布置和各项考证资料，以及各次巡检资料和有关报告、文件等。2 在平时资料整理基础上，对一年内的巡视检查、各仪器观测值按时间顺序进行列表统计和校对。此时如发现可疑数据，一般不宜删改，应加注说明。3 绘制能表示各观测值在时间和空间上的曲线图，以及有关因素的相关关系图。4 分析各观测值的变化规律及其对工程安全的影响，与上年度观测成果及设计值进行比较是否正常，并对影响工程安全的问题提出运行、维修和处理意见。5 对上述资料