湯壽江

（山東省煙臺(tái)市福山區(qū)門(mén)樓水庫(kù)管理中心，山東煙臺(tái) 265507）

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，現(xiàn)階段我國(guó)在開(kāi)展水利工程運(yùn)行管理的過(guò)程中，已經(jīng)開(kāi)始對(duì)安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用，不僅能夠?qū)?xiàng)目建設(shè)的進(jìn)度和整體過(guò)程情況進(jìn)行充分的掌握，同時(shí)還能向管理人員及時(shí)反饋具體的施工問(wèn)題，在推動(dòng)水利項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)行順利進(jìn)行的同時(shí)，保證水利工程建設(shè)和使用的整體安全性。

1 工程概況

門(mén)樓水庫(kù)主要位于大沽夾河西支流內(nèi)夾河下游，北緯37°24′，東經(jīng)121°12′。距下游的福山城區(qū)距離約11 km，控制流域面積1079 km2。內(nèi)夾河發(fā)源于棲霞市城南小靈山一帶，流經(jīng)蓬萊市、棲霞市和福山區(qū)，全長(zhǎng)為65 km，干流平均坡度0.00178。流域平均長(zhǎng)度52 km、平均寬度25.8 km。地貌為低山丘陵區(qū)，其中丘陵占20%，山區(qū)面積占80%。地勢(shì)為西南高、東北低，沿河兩岸存在少量的沖積平原。流域內(nèi)多為砂石山，并且植被較為豐富。

2 監(jiān)測(cè)設(shè)施的現(xiàn)狀分析

主壩壩頂長(zhǎng)長(zhǎng)1 440 m，壩軸線(xiàn)為折線(xiàn)型，轉(zhuǎn)折樁號(hào)約1+075。鑒于樁號(hào)1+075～1+440段坐落于左岸山體中，需要進(jìn)行現(xiàn)有壩體的加高和修整工作。由于受到地形條件的影響，就加大了整體的工作難度，可能無(wú)法對(duì)表面的變形進(jìn)行及時(shí)的觀測(cè)。主壩樁號(hào)0+000～1+000段為主河槽段，是主壩表面變形觀測(cè)的重點(diǎn)壩段。主壩表面需要設(shè)置44個(gè)變形標(biāo)點(diǎn)，豎向位移與水平位移需共同使用一個(gè)混凝土觀測(cè)墩。

需要采用視準(zhǔn)線(xiàn)法進(jìn)行橫向水平位移的觀測(cè)，因此在主壩每縱排變形標(biāo)點(diǎn)延長(zhǎng)線(xiàn)兩側(cè)就需要各布置一個(gè)工作基點(diǎn)和校核基點(diǎn)；另外由于視準(zhǔn)線(xiàn)長(zhǎng)超過(guò)1 000 m，無(wú)法實(shí)現(xiàn)一次觀測(cè)，雖然利用了全站儀進(jìn)行觀測(cè)，卻也無(wú)法保證觀測(cè)質(zhì)量。因此，就需要將樁號(hào)0+289、0+510、0+740斷面表面標(biāo)點(diǎn)作為轉(zhuǎn)換工作基點(diǎn)。

采用水準(zhǔn)法進(jìn)行豎向位移的觀測(cè)，在右壩頭的四個(gè)工作基點(diǎn)墩左側(cè)進(jìn)行起測(cè)水準(zhǔn)基點(diǎn)的設(shè)置，對(duì)各排水準(zhǔn)標(biāo)點(diǎn)的豎向位移展開(kāi)分別觀測(cè)。

采用C20混凝土來(lái)完成變形標(biāo)點(diǎn)墩的現(xiàn)澆工作，具體結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1。工作基點(diǎn)和校核工作基點(diǎn)墩結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖1 變形觀測(cè)標(biāo)點(diǎn)結(jié)構(gòu)

圖2 變形觀測(cè)基點(diǎn)結(jié)構(gòu)

3 安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用分析

3.1 科學(xué)選擇自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)

在選取安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)的過(guò)程中，必須要對(duì)自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的復(fù)雜程度進(jìn)行充分的考慮，與此同時(shí)還需要重視安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)的使用規(guī)模。通常情況下，進(jìn)行自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)方案的選擇主要有以下兩種方式：①將自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須要涉及到的變形監(jiān)測(cè)儀器以及滲流監(jiān)測(cè)儀器接入到自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部，②需要將不會(huì)受到水利工程施工影響的儀器接入到自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部，并且除了滲流監(jiān)測(cè)儀器和測(cè)縫計(jì)之外，還需要對(duì)壩基揚(yáng)壓力監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行重視，確保在上述儀器的共同作用下，形成科學(xué)的自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

3.2 對(duì)于接入自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)的合理性

（1）需要能夠?qū)y(cè)點(diǎn)數(shù)目以及項(xiàng)目的關(guān)鍵部位進(jìn)行充分的展示，這種方式可以對(duì)自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)規(guī)模的合理性進(jìn)行有效控制。在對(duì)這一方案進(jìn)行使用的過(guò)程中，不需要進(jìn)行過(guò)多測(cè)點(diǎn)數(shù)量的設(shè)置，只需要保證測(cè)點(diǎn)設(shè)置在系統(tǒng)的關(guān)鍵位置，全面提升測(cè)點(diǎn)的針對(duì)性，同國(guó)際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合，保障測(cè)點(diǎn)布置的科學(xué)性。在對(duì)這一方式進(jìn)行運(yùn)用開(kāi)展安全監(jiān)測(cè)工作的前期不需要投入過(guò)多的人力和物力，并且監(jiān)測(cè)工作穩(wěn)定性較強(qiáng)，監(jiān)測(cè)效率較高。但是這一方式也存在一定的局限性，需要進(jìn)行較多的測(cè)量工作，不僅數(shù)據(jù)錄入工作量較大，同時(shí)也加大了工作人員的工作壓力和心理負(fù)擔(dān)，因此，就可能對(duì)數(shù)據(jù)測(cè)量工作的整體準(zhǔn)確率產(chǎn)生不利的影響。

（2）在開(kāi)展監(jiān)測(cè)工作的過(guò)程中，需要做好眾多監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置工作，推動(dòng)測(cè)量工作的有序進(jìn)行。對(duì)多點(diǎn)監(jiān)測(cè)不僅能夠有效減少測(cè)量人員的工作壓力和整體任務(wù)量，同時(shí)還能提升測(cè)量工作的精準(zhǔn)度。這一方案也存在一定的弊端，在測(cè)量工作前期，需要大量的人力資源和物力資源投入，一旦企業(yè)出現(xiàn)了資金困難，將會(huì)直接影響到整體的施工效果，嚴(yán)重的還會(huì)造成過(guò)多的負(fù)面影響。

3.3 積極開(kāi)展數(shù)據(jù)采集單元的比較和選擇工作

對(duì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行分析的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，早期為集中形式的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在經(jīng)過(guò)不斷變革的過(guò)程中，已經(jīng)形成了分布形式的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。對(duì)于集中式自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)講，在使用的過(guò)程中會(huì)涉及到眾多的模擬信號(hào)，因此就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的噪聲問(wèn)題。另外，集中自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)精準(zhǔn)度較差，信號(hào)傳輸距離較遠(yuǎn)，直接對(duì)該種模式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用產(chǎn)生了阻礙。在經(jīng)過(guò)一系列轉(zhuǎn)變后，分布式自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的傳輸，并且實(shí)現(xiàn)智能數(shù)據(jù)采集單元的直接輸入，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和轉(zhuǎn)換的目的。分布式自動(dòng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還可以進(jìn)行自主更新，確保系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中可以利用節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)的目的。

在進(jìn)行集中自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和分布自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)比的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，集中自動(dòng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行效率較低，穩(wěn)定性較差，分布自動(dòng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行速度較快，并且穩(wěn)定性較好。通常情況下，自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要進(jìn)行眾多測(cè)點(diǎn)的設(shè)置工作，測(cè)量總線(xiàn)的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，分布自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以滿(mǎn)足此項(xiàng)要求，因此應(yīng)用更加廣泛。根據(jù)具體情況對(duì)自動(dòng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行合理的選用，并且還需要對(duì)數(shù)據(jù)采集單元的選擇工作進(jìn)行重視，需要對(duì)以下幾方面問(wèn)題進(jìn)行考慮：①必須要確保系統(tǒng)在避雷方面的作用和效果能夠與系統(tǒng)的環(huán)境應(yīng)用水平相吻合，滿(mǎn)足系統(tǒng)在自行診斷方面的功能需求。②需要對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的開(kāi)放性和可靠性進(jìn)行保證，提升結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此說(shuō)，為了降低安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)故障問(wèn)題的影響，就必須要對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行保障。

3.4 選擇自動(dòng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方案

（1）相關(guān)工作人員需要做好網(wǎng)絡(luò)信息接口分布特點(diǎn)的全方位調(diào)查和掌握工作，不僅能夠?qū)唧w監(jiān)測(cè)點(diǎn)的分布狀況和具體建設(shè)形式進(jìn)行充分的掌握，同時(shí)還可以了解網(wǎng)絡(luò)接口的規(guī)劃情況。通常情況下，工作人員除了可以將接口設(shè)置在排水通道外側(cè)，同時(shí)也可以將接口設(shè)置在通風(fēng)口的內(nèi)部。

（2）需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息相關(guān)介質(zhì)進(jìn)行科學(xué)的比較和選擇。對(duì)于數(shù)據(jù)采集單元，常用的介質(zhì)不僅包括了電話(huà)線(xiàn)和同軸電纜，同時(shí)還包括了光纜與雙絞線(xiàn)。在進(jìn)行通信介質(zhì)選取的過(guò)程中，應(yīng)了解所選取介質(zhì)的特征，確保所選用的介質(zhì)能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)各個(gè)方面的應(yīng)用需求。對(duì)電話(huà)線(xiàn)進(jìn)行運(yùn)用，不僅具有抗干擾的優(yōu)勢(shì)，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的傳輸，信號(hào)的傳輸速度和數(shù)據(jù)的傳輸速度都比較高，但是電話(huà)線(xiàn)的信息傳輸準(zhǔn)確程度有限，通常在選擇電話(huà)線(xiàn)介質(zhì)后，應(yīng)當(dāng)與其他設(shè)備進(jìn)行配合使用，無(wú)形中增加了介質(zhì)的應(yīng)用成本。同軸電纜不僅傳輸速度較快，抗干擾能力較強(qiáng)，并且準(zhǔn)確度較高，但是在對(duì)同軸電纜進(jìn)行運(yùn)用的過(guò)程中必須要投入大量資金的投入，因此如果企業(yè)資金成本無(wú)法保證，就會(huì)降低這一介質(zhì)的應(yīng)用效果。光纜具有抗干擾水平高的特點(diǎn)，在進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸和信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中。優(yōu)勢(shì)較強(qiáng)，不需要過(guò)早進(jìn)行大量資金的投入。應(yīng)用雙絞線(xiàn)，資金要求較低，并且這一介質(zhì)傳輸速度快，準(zhǔn)確性高，但是如果企業(yè)需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)和信息傳輸，就需要做好中繼器的設(shè)置工作。同時(shí)，在5G 網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展的過(guò)程中，相關(guān)水利部門(mén)內(nèi)部需要對(duì)指定的語(yǔ)言傳輸系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)用，在此前提下部門(mén)之間可以實(shí)現(xiàn)及時(shí)的溝通和交流，免受時(shí)間和空間的限制。

（3）科學(xué)開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)方案的選擇。在結(jié)束網(wǎng)絡(luò)信息相關(guān)介質(zhì)選擇和比較工作以后，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行最佳網(wǎng)絡(luò)方案的選取，對(duì)多方面的因素進(jìn)行綜合考慮，保障組合方案的有效性。如果水利工程所處地理位置存在一定的復(fù)雜性，在進(jìn)行自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)建的過(guò)程中，就需要全面考慮水利工程項(xiàng)目的復(fù)雜程度，如將光纜作為傳輸介質(zhì)，將雙絞線(xiàn)作為分支傳輸介質(zhì)，利用總線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)介質(zhì)單元的控制，并將總線(xiàn)與光端機(jī)相連接。這一方式能夠有效提升系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的可靠性，并且在環(huán)網(wǎng)問(wèn)題和支線(xiàn)斷開(kāi)問(wèn)題出現(xiàn)的過(guò)程中也不會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行產(chǎn)生影響。這一方案的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，所使用材料復(fù)雜性較低，不僅具有良好的輸出表現(xiàn)，同時(shí)靈活性和實(shí)用性較強(qiáng)。對(duì)這一施工方案進(jìn)行運(yùn)用，在提升數(shù)據(jù)傳輸效率的同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)圖片的傳輸，保障信息傳輸質(zhì)量。支線(xiàn)接法的靈活性較強(qiáng)，應(yīng)適當(dāng)增加支線(xiàn)數(shù)量。在具體布設(shè)的過(guò)程中，需要嚴(yán)格按照數(shù)據(jù)采集單元進(jìn)行具體工作的開(kāi)展。

4 結(jié)束語(yǔ)

在城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快、人們生活水平不斷提升的過(guò)程中，對(duì)于水資源的需求量也在不斷的加大，積極開(kāi)展水利工程項(xiàng)目的建設(shè)已經(jīng)成為推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要舉措。這一過(guò)程中應(yīng)用安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)，不僅能夠提升整體的建設(shè)效果，同時(shí)還能夠延長(zhǎng)水利項(xiàng)目的使用壽命，創(chuàng)造更大的工程價(jià)值，已經(jīng)成為眾多水利工作人員需要重點(diǎn)使用和關(guān)注的技術(shù)措施，必將推動(dòng)我國(guó)水利事業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。