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黃金洞水庫除險加固項目



項目背景

黃金洞水庫位于平江縣長壽鎮,總庫容9600萬立方米,正常蓄水位225米, 大壩為心墻土壩,壩高60.5米,壩長184米,壩頂高程232.5米,是平江縣最大的中型水庫。修建初期,黃金洞水庫被定位為灌溉為主兼有發電防洪功能為輔的綜合水利工程。2012年,平江縣政府將黃金洞水庫列為該縣供水樞紐的水源地,不僅承擔著日供水10萬噸的供水任務,而且承擔著全縣40余萬群眾的飲用水供應任務。2014年3月,經水利部大壩安全管理中心鑒定,黃金洞水庫為三類壩,存在一些病險問題,其中大壩存在壩坡、邊坡失穩等隱患。2019年,在湖南省水利廳和岳陽市水利局的大力支持下,黃金洞水庫除險加固工程列入了中央投資、省政府督辦的重點水利工程建設項目。

水利除險加固

痛點分析

黃金洞水庫大壩的安全監測一直采用傳統的人工觀測方法,即在壩坡的不同部位安裝基準點,人工操作全站儀定期觀測基準點的水平位移及沉降量,以了解大壩運行狀態,確保壩體安全。因為人工觀測的方法一方面精度低、周期長,數據分析成果滯后,不能及時了解壩體的變形狀況,同時存在人員操作造成的輕微變化及人工校準的誤差,使得觀測結果不夠精準。另一方面觀測工作容易受天氣等環境影響,不僅做不到及時觀測,并且在汛期還會加大觀測頻次,從平時一個月觀測一次增加至一周觀測一次,增加了巡查人員的工作強度。


實施方案

中海達自主研發的水庫大壩安全監測系統(下稱大壩安全監測系統)具備水陸空天立體感知的能力,涵蓋了水庫雨水情測報和大壩安全監測,同時實現了數據跨部門跨平臺推送。在設備精度上,中海達北斗高精度定位接收機精度可達毫米級;在設備的穩定性上,自主研發的高精度GNSS接收機,能夠全天候全天時不間斷的提供監測數據。接到平江縣水利局提出的需求后,中海達迅速響應,為黃金洞水庫除險加固提供了可以24小時自動監測大壩安全監測系統解決方案。同時,中海達構建了標準化的施工流程和專業的施工隊伍,可以實現高效的交付和運維服務,滿足其應急安全監測的需求。


作業流程

首先是現場勘察,確定GNSS監測站和基準站安裝位置和數量;其次是土建施工,此環節按施工工藝進行基坑開挖和混凝土澆筑,完成黃金洞水庫大壩安全監測系統設備基礎施工建設;最后是設備安裝與調試,技術人員在安裝完所有設備后,對監測點GNSS接收機等硬件和軟件進行調試,確保現場數據正常接入。經過三個月的試運行,黃金洞水庫大壩安全監測系統收集的數據穩定可靠,初見成效,達到平安縣水利局的要求,并順利通過驗收。

GNSS接收機安裝

成果展示

建成后的黃金洞水庫大壩安全監測系統由18套安裝在壩體和水庫滑坡體上的GNSS監測站、1套安裝在穩定區域的GNSS基準站,1套部署在計算機平臺的解算平臺和監測云平臺組成,其中GNSS監測站的作用是對大壩的水平和垂直兩個方向上的位移量進行全天候的高精度監測,解算平臺和監測云平臺的作用則是對GNSS監測站的數據進行解算,以及直觀展示、統計分析大壩監測的數據,且數據超過警告上限時,會第一時間發出預警信息。    

基于中海達大壩安全監測系統,水庫管理單位對黃金洞水庫實現了全天候實時監測,有助于及時發現隱患。項目完成后,今年汛期以來黃金洞水庫巡查頻次明顯變少,中海達安全監測系統繼續高效地守護其安全運行。    

   

▲安裝在壩頂坡面的GNSS接收機    

   

▲水庫三維模型    

   

▲水庫大壩GNSS監測站    

     

▲水庫滑坡體GNSS監測站    

   

項目總結

相較于傳統的人工觀測方法,依托GNSS技術的中海達大壩安全監測系統通過對大壩變形數據的實時采集、傳輸、計算、分析,在提高大壩觀測工作的精度和效率、降低勞動強度及人力投入,以及實現自動化監測的同時,有助于平江縣水利局及時發現大壩隱患,為水庫的安全運行提供了強有力的保障。中海達大壩安全監測等高科技對黃金洞水庫進行了“武裝”,其為水庫安全運行保駕護航,確保了人民群眾生命財產安全。    

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