在谈论坝体自动化监测之前，我们首先讲述一个大坝监测案例——项目名称：吴岭水库。

项目简介

吴岭水库是一座中型水库，始建于三年自然灾害时期（1958年），1962年4月竣工投入使用。位于湖北省京山市钱场镇境内，从建起就直属于荆州专区（后改为荆州地区）管辖，荆州地区撤销后，由省水利厅直管。

水库承雨面积102平方公里，总库容6785万立方米，水域面积9.77平方公里，是一座以灌溉为主，兼有防洪、水产养殖、城镇供水等综合效益的中型水利工程。水库的防洪标准为百年一遇设计，千年一遇校核，校核洪水位65.15米，设计洪水位64.15米，正常蓄水位62.20米，主汛期临时汛限水位61.60米，防洪高水位63.30米，死水位52.70米，水库调洪库容2341万立方米，防洪库容872万立方米，兴利库容4390万立方米，死库容50万立方米。灌溉面积15.8万亩。

监测目的：

针对当前水库高水位运行的现状，需要持续加强大坝坝体观测工作：一是及时发现异常变化，对其稳定性、安全性做出判断。二是要长期积累变形观测资料，建立有效的变形预报模型，对大坝的未来形态做出及时有效的分析和预报。三是要加大对大坝安全监测专业技术人员尤其是年轻技术人员的教育和培训力度，提高观测人员的实际操作能力和水平。四是要充分运用信息化手段提高监测水平，加快向水利信息化、现代化转变。

设备选用：

技术特点：

定期采集：采集间隔1min-24h任意设定；

无线上传：基于互联网技术实现数据无线远程上传；

数据存储：原始数据上传至云服务器，保证数据不丢失，有据可查；

数据处理：数据采集入库并自动汇总、分析、输出成果数据列表及曲线图；

多级预警：设备采用3级预警机制，可通过短信及邮件通知相关人员；

远程控制：系统支持远程控制，无需去到施工现场便可实时掌握设备运行情况；

智能供电：采集仪可使用市电或太阳能供电方式，根据电量百分比自动在实时模式、省电模式及休眠模式三种模式间切换；

云端查看：监测数据可远程实时查看，让客户随时随地浏览现场情况。

测点布设 

迎水面一共是6个测点，背水面一共是12个测点，其中每两个一组，一个孔底端位于坝体，另一个孔底端位于坝基，分别测量坝基和坝体水位。

项目实施

打孔

拼接水位管

管周边回填

管口混凝土墩台

水位测量

量水堰计安装

项目数据

水位高程图

同一断面浸润线

渗流量

监测日报

大坝建造作为民生工程，监测周期少则5年，多则几十年，为保障结构健康监测系统硬件和软件设备安全、稳定、可靠、持续和高效运行，以及规范采集基站和监控中心的操作与管理行为，定期做人工设备维检是至关重要的。

设备定期维检传感器长期放置于水位管中，时间久了管底会沉积部分淤泥，渗压计透水石存在泥水封堵的情况，为了保证数据的准确性，华和物联每年会安排专业人员定期做设备维护，包括传感器故障排查、传感器泥水清理、管口到水面高程及数据校核等工作。

华和物联手持读数仪现场校核

水位数据校核

坝体自动化监测技术标准

一、制定背景

大坝安全监测工作始于20世纪初，当时的方法和设备都较差，加以坝工设计、施工水平也不高，大坝失事时有发生。著名的有1928年美国的圣·弗朗西斯坝失事，1959年法国的马尔帕塞拱坝失事，1963年意大利的瓦依昂水库滑坡。都造成很大损失，引起社会震动，促使许多国家制定大坝安全监测法规，改进监测技术和监测仪器，使大坝监测工作得到很大发展。70年代以来，由于电子技术和电子计算机的发展和应用，大坝安全监测系统实现了半自动化或自动化，美国、日本、西班牙、意大利、法国等都在其国内建立机构进行大坝安全监测资料的集中处理。中国的大坝安全监测工作开始于50年代中期，60年代逐步研制和生产了各种监测仪器，制定了《水工建筑物观测工作手册》等有关规定。80年代研制并应用了遥测垂线坐标仪、倾斜仪、水位计、激光准直设备等新仪器新设备，在龚咀水电站、葛洲坝水利枢纽、东江水电站等大坝上实现了内部观测仪器自动测量和自动处理，建立了全国性的大坝安全监测机构和资料分析中心，开始制定各种大坝安全管理条例和技术规范。

二、制定原因

由于大坝失事原因是多方面的，其表现形式和可能发生的部位因各坝具体条件而异。因此，在大坝安全监测系统的设计中，应根据坝型、坝体结构和地质条件等，选定观测项目，布设观测仪器，提出设计说明书和设计图纸。设计中考虑埋设或安装仪器的范围包括坝体、坝基及有关的各种主要水工建筑物和大坝附近的不稳定岸坡。不同坝型的主要观测项目如下。①土坝、土石混合坝：失事的主要原因常是渗透破坏和坝坡失稳，表现为坝体渗漏、坝基渗漏、塌坑、管涌、流土、滑坡等现象。主要观测项目有垂直和水平位移、裂缝、浸润线、渗流量、 土压力、孔隙水压力等（见闸坝变形观测、渗流观测）。②混凝土坝、圬工坝：失事的主要原因是坝体、坝基内部应力和扬压力超出设计限度，表现为出现裂缝、坝体位移量过大和不均匀以及渗水等。主要观测项目有变形、应力、温度、渗流量、扬压力和伸缩缝等（见水工建筑物裂缝观测、混凝土建筑物温度观测）。

此外，对泄水建筑物应进行泄流观测和必要的水工建筑物观测。如大坝位于地震多发区和附近有不稳定岸坡，还应进行必要的抗震、滑坡、崩岸等观测项目（见水工建筑物抗震监测、滑坡崩岸观测）。

监测项目	设备名称
坝体表面变形	GNSS、测量机器人
坝体内部变形	导轮式固定测斜仪
地表沉降	液压式静力水准仪
渗流量	量水堰计
渗流压力	渗压计
孔隙水压力	孔隙水压计
土压力	土压力计
上下游水位	投入式水位计/浮子式水位计/超声波水位计
降雨量	雨量计
结构倾斜	双轴倾角仪
接缝和裂缝变化	（埋入/表面）测缝计
坝基扬压力	扬压力计
混凝土应力应变	（埋入/表面）应变计
环境监测	温湿度、风速风向、噪声扬尘、水质等

制定目的：

通过观测仪器和设备，以及时取得反映大坝和基岩性态变化以及环境对大坝作用的各种数据的观测和资料处理等工作。其目的是分析估计大坝的安全程度，以便及时采取措施，设法保证大坝安全运行。由于大坝的工作条件十分复杂，大坝和地基的实际工作状态难以用计算或模型试验准确预测，设计中带有一定经验性，施工时也可能存在某些缺陷,在长期运行之后,由于水流侵蚀和冻融风化作用，使筑坝材料和基岩特性不断恶化。因此，在初期蓄水和长期运行中，大坝都存在着发生事故的可能性。大坝一旦出现异常状态，必须及时发现和处理，否则可能导致严重后果。大坝失事不仅要损失全部工程效益，而且溃坝洪水将使下游人民生命财产遭受毁灭性损失。大坝安全监测是水库工程管理工作中最重要的一项工作。 

技术规范（详情见各监测标准）

一、水位

水位观测站必须在蓄水位前完成，并应设置在：

水流平稳，受风浪、泄水和抽水影响较小，便于安装设备和监测的地方；

岸坡稳固地点或永久建筑物上；

能代表上游、下游平稳水位，并能满足工程管理和监测资料分析需要的地方；

水尺或水位计的零点标高每1年-2年应校测1次，当发现水尺零点可能有变化时亦进行校测。

二、水温

水温测点布设应符合下列规定

低坝宜在正常蓄水位以下20cm、1/2水深处及库底各布置1各测点，在可能淤积层上方也可布置1各测点；

中、高坝从正常蓄水位到死水位以下10cm处范围内，每隔3m-5m宜布置1个测点，死水位以下10cm往下每隔10m-15m布置1隔测点，必要时正常蓄水位以上也可适当布置测点。

三、气温

坝区附近至少应设置1个气温测点；

四、降雨量

坝区附近至少应设置1个降雨量测点；

五、表面变形

（1）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；裂缝和接缝三向位移：对开合，张开为正，闭合为负；对沉陷规定同竖向位移；对滑移，向坡下为正，向左岸为正，反之为负；（2）断面选择和测点布置

观测横断面通常选在最大坝高或原河床处、合龙段、地形突变处、地质条件复杂处、坝内埋管及运行有异常反应处、一般不少于3个；

观测纵断面一般不少于4个，通常在坝顶的上、下游两侧布设1-2个；在上游坝坡正常蓄水位以上1个，正常蓄水位以下可视需要设临时测点；下游坝坡半坝高以上1-3个，半坝高以下1-2个；对软基上的土石坝，还应在下游坝趾外侧增设1-2个；

对V形河谷中的高坝和两坝端以及坝基地形变化陡峻坝段，坝顶测点应适当加密，并宜加测纵向水平位移；

测点的间距，一般坝长小于300m时,宜取20-50m;坝长大于300m时,宜取50-100m

各种基点均应布设在两岸岩石或坚实土基上，起测方便,避免自然及人为影响。

六、内部变形

观测断面应布置在最大横断面及其他特征断面（原河床、合龙段、地质及地形复杂段、结构及施工薄弱段等）上，一般可设1-3个断面；

每个观测断面上可布设1-3条观测垂线，其中一条宜布设在坝轴线附近。观测垂线的布置应尽量形成纵向观测断面。

观测垂线上测点的间距，应根据坝高、结构形式、坝料特性及施工方法与质量等而定，一般2-10m，一条观测垂线上的测点，一般宜3-15个。最下一个测点应置于坝基表面，以监测坝基的沉降量；

深层位移观测可结合表面位移观测，在预计滑动区内设1-3个观测断面，每个断面布置1-3条测线，用来揭示内部变形规律及确定潜在滑动面。

七、裂缝及接缝

对已建坝的表面裂缝（非干缩、冰冻缝），凡缝宽大于5mm的,缝长大于5m的,缝深大于2m的纵、横向缝都必须进行监测；

对在建坝，可在土体与混凝土建筑物及岸坡岩石接合处易产生裂缝的部位，以及窄心墙及窄河谷坝拱效应突出的部位埋设测缝计。

八、坝基、坝体渗流压力

观测横断面宜选在最大坝高处、合龙段、地形或地质条件复杂坝段，一般不得少于3个，并尽量与变形、应力观测断面相结合 。

观测横断面上的测点布置，应根据坝型结构、断面大小和渗流场特征，设3-4条观测铅直线。

九、渗流量

渗流量观测系统的布置，应根据坝型和坝基地质条件、渗漏水的出流和汇集条件以及所 采用的测量方法等确定。对坝体、坝基、绕渗及导渗（含减压井和减压沟）的渗流量，应分区，分段进行测量，所有集水和量水设施均应避免客水干扰；

当下游有渗漏水出逸时，一般应在下游坝趾附近设导渗沟，在导渗沟出口或排水沟内设量水堰测其出逸流量；

当透水层深厚、地下水位低于地面时，可在坝下游河床中设测压管，通过观测地下水坡降计算出渗流量，其测压管布置，顺水流方向设两根，间距约10-20m,垂直水流方向，应根据控制过水断面及其渗透系数的需要布置适当排数。

对设有检查廊道的心墙坝、斜墙坝、面板堆石坝等，可在廊道内分区、分段设置量水设施。对减压井的渗流，应尽量进行单井流量、井组流量和总汇流量的观测。

渗漏水的温度观测以及用于透明度观测和化学分析水样的采集，均应在相对固定的渗流出口或堰口进行。

写在最后

依据中国建设“数字水利”的目标，华和物联率先将云计算与物联网紧密结构，建立一套智能化、自动化、信息化水利大坝在线监测系统，具有数据远程传输、实时在线监监测预警、网络化功能，可与水利厅服务、监管及应急处置系统工作紧密结合，为后期水利大坝日常养护管理、应对重大然灾害和突发事件发挥重大作用。

深入阅读

暴雨！楼体晃动！多地房屋安全隐患不容忽视，安全监测预防刻不容缓