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1、小浪底水利大坝坝安全自动化化监测预警系统设计方方案目录1项目背景41.1 项目概概况41.2 水利大大坝监测预警警的必要性52 区域地理环环境背景63大坝安全监测测系统73.1监测内容容、方法83.2系统组成成103.2 大坝监监测工程选点点113.2.1 监监测点选择原原则113.2.2 监监测手段配置置114 监测系统特特点和功能114.1 系统特特点114.2 系统功功能125 预警系统建建设135.1 信息采采集监测站建建设135.1.1 前前端采集站145.1.2 坝坝体表面位移移自动监测站站175.1.3 深深部位移监测测站205.1.4 雨雨量监测站245.1.5 裂裂缝监测25
2、5.1.7 裂裂缝报警器285.1.8无线线预警广播站站295.1.9 地地灾信息中心心建设305.2 地质灾灾害自动化监监测系统平台台建设325.2.1 预预警系统软件件设计335.2.2 预预警系统平台台设计345.3 预警信信息发布平台台395.3.1预警警发布终端395.3.2 短短信预警信息息发布终端415.4 系统通通讯网络构建建426 工作部署汇汇总447 具体经费预预算458 保障措施458.1 组织保保障措施458.1 质量保保障措施468.2 技术保保障措施478.3 安全及及劳动保护措措施481 项目背景1.1 项目概概况黄河小浪底水利利枢纽工程位位于河南省洛洛阳市孟津县
3、县小浪底，在在洛阳市以北北黄河中游最最后一段峡谷谷的出口处，南南距洛阳市440公里。上上距三门峡水水利枢纽1330公里，下下距河南省郑郑州花园口1128公里。是是黄河干流三三门峡以下唯唯一能取得较较大库容的控控制性工程。黄黄河小浪底水水利枢纽工程程是黄河干流流上的一座集集减淤、防洪洪、防凌、供供水灌溉、发发电等为一体体的大型综合合性水利工程程，是治理开开发黄河的关关键性工程，属属国家“八五”重点项目。小浪底工程坝址址控制流域面面积69.442万平方公公里，占黄河河流域面积的的92.3%。水库总库库容126.5亿立方米米，调水调沙沙库容10.5亿立方米米，死库容775.5亿立立方米，有效效库容5
4、1.0亿立方米米。小浪底工工程的开发目目标是以防洪洪、防凌、减减淤为主，兼兼顾供水、灌灌溉和发电等等。 小浪底工程由拦拦河大坝、泄泄洪建筑物和和引水发电系系统组成。小浪底工程拦河河大坝采用斜斜心墙堆石坝坝，设计最大大坝高1544m，坝顶长长度为16667m，坝顶顶宽度15mm，坝底最大大宽度8644m。坝体启启、填筑量55l.85万万m3、基础础混凝土防渗渗墙厚l.22m、深800m。其填筑筑量和混凝土土防渗墙均为为国内之最。坝坝顶高程2881m，水库库正常蓄水位位275m，库库水面积2772km2，总总库容1266.5亿m33。总装机容容量180万万KW，年发发电量51亿亿度。水库呈呈东西带
5、状，长长约130kkm，上段较较窄，下段较较宽，平均宽宽度2km，属属峡谷河道型型水库。坝址址处多年平均均流量13227立方米/s，输沙量量16亿t，该该坝建成后可可控制全河流流域面积的992.3%。 泄泄洪建筑物包包括10座进进水塔、3条条导流洞改造造而成的孔板板泄洪洞、33条排沙洞、33条明流泄洪洪洞、1条溢溢洪道、1条条灌溉洞和33个两级出水水消力塘。由由于受地形、地地质条件的限限制，所以均均布置在左岸岸。其特点为为水工建筑物物布置集中，形形成蜂窝状断断面，地质条条件复杂，混混凝土浇筑量量占工程总量量的90%，施施工中大规模模采用新技术术、新工艺和和先进设备。 引水水发电系统也也布置在枢
6、纽纽左岸。包括括6条发电引引水洞、地下下厂房、主变变室、闸门室室和3条尾水水隧洞。厂房房内安装6台台30万kWW混流式水轮轮发电机组，总总装机容量1180万kWW，多年平均均年发电量445.99亿亿kW.h/58.511亿kW.hh（前10年年/后10年年）。小浪底水利枢纽纽主坝为壤土土斜心墙土石石坝，上游围围堰为坝体的的一部分，坝坝基采用混凝凝土防渗墙，工工程初步设计计为斜墙坝型型，后优化为为斜心墙坝型型，两者的主主要区别在于于前者以水平平防渗为主，垂垂直防渗为辅辅；后者以垂垂直防渗为主主，水平防渗渗为辅。目前大坝的设计计有以下几个个特点： 1、适度地考考虑了库区淤淤积的防渗作作用,使坝基基
7、防渗效果更更为可靠； 2、上爬的内内铺盖改善了了上游坝坡的的抗滑稳定性性,既实现了了库区淤积的的连接,又不不会对坝坡产产生太大的影影响； 3、减少了上上游围堰的土土方填筑量及及基础处理工工程量,使截截流后比较紧紧张的工期得得以缓解； 4、与斜墙坝坝相比,混凝凝土防渗墙受受力有所恶化化,且造墙难难度增加。1.2 水利大大坝监测预警警的必要性黄河小浪底水利利枢纽位于黄黄河中游豫、晋晋两省交界处处，在洛阳市市西北约400km。上距距三门峡坝址址130kmm，下距郑州州花园口1228km。北北依王屋、太太行二山，南南抵崤山余脉脉，西起平陆陆县杜家庄，东东至济源市（原原济源县）大大峪河。南北北最宽处约7
8、72km，东东西长93.6km。 淹没区涉及及两省4市（地地区）所管辖辖的8个市（县县），即河南南省的孟津、新新安、渑池、陕陕县、济源；山西省的垣垣曲、平陆、夏夏县。库区属温带大陆陆性季风气候候，年平均气气温为12.414.3，昼夜温差差大，元月平平均气温最低低，七月份气气温最高；库库区年平均降降水量6166mm，降水水量年际变化化较大，主要要集中于夏、秋秋两季，而冬冬季雨量稀少少；年平均蒸蒸发量为20072mm，全全年以夏季蒸蒸发量为最大大，冬季蒸发发量最小；年年平均湿度在在62%左右右。由于小浪底地处处气候特征变化化明显，对坝坝体坝区安全全影响变化大大，周边易发发生坝体裂隙隙，坝堤安全影影
9、响极大。水利坝区监测的的必要性表现现在如下方面面：1、 水利水工建筑物物的安全性监监测，一当出出现隐患将是是灾难性的。2、 在洪水期，雨季季等高水位时时，坝体及其其周边地质滑滑坡，崩塌险险情易发，是安全全的至关重要要期。3、 气温变化显著，受受热胀冷缩，材材料变化特性性影响，坝体体安全性需要要严密监测。4、 边坡岩体、地质质活动情况等对对坝体堤防都都会造成一定定影响。综上所述，小浪浪底水利大坝坝堤防的安全全性监测是关关乎人民生命命财产安全的的首要环节，必必须严格把关关，监测工作意意义重大。2 区域地理环环境背景地理位置 黄河小浪底水利利枢纽位于黄黄河中游豫、晋晋两省交界处处，在洛阳市市西北约4
10、00km。上距距三门峡坝址址130kmm，下距郑州州花园口1228km。北北依王屋、太太行二山，南南抵崤山余脉脉，西起平陆陆县杜家庄，东东至济源市（原原济源县）大大峪河。南北北最宽处约772km，东东西长93.6km。 淹没区涉及及两省4市（地地区）所管辖辖的8个市（县县），即河南南省的孟津、新新安、渑池、陕陕县、济源；山西省的垣垣曲、平陆、夏夏县。 地质地貌 水库集水区处于于峡谷地段，地地势西北高东东南低。南岸岸为崤山东北北余支，地势势陡峻；北岸岸有太行、王王屋山脉。两两岸地形起伏伏较大，西部部、北部多11000米以以上高峰，西西阳河上游历历山海拔23321m为区区内最高峰。区区域内大面积积
11、分布着第四四系黄土，以以及前震旦系系的变质岩、安安山岩、寒武武系灰岩、砂砂页岩、红色色砂、页岩和和粘土岩。 气候 库区属属温带大陆性性季风气候，年年平均气温为为12.414.3，昼夜温差差大，元月平平均气温最低低，七月份气气温最高；库库区年平均降降水量6166mm，降水水量年际变化化较大，主要要集中于夏、秋秋两季，而冬冬季雨量稀少少；年平均蒸蒸发量为20072mm，全全年以夏季蒸蒸发量为最大大，冬季蒸发发量最小；年年平均湿度在在62%左右右。 水文水资源状况况 黄河由西向东穿穿过库区，水水流湍急，流流程130kkm，其间有有较多的支流流、支沟、毛毛沟汇入,较较大支流计有有18条，多多数分布在库
12、库中区和库前前区，如北岸岸的西阳河、逢逢石河、亳清清河、沇西河河和南岸的畛畛河、青河、北北涧河等河流流。 黄河三门峡至小小浪底区间流流域面积为55756平方方公里，约占占三门峡至花花园口区间流流域面积的114%。支流流来水流量一一般较少，且且经常出现断断流。汛期常常有短时间暴暴雨洪水，一一般每年出现现34次。环境量监测站网网布设情况小浪底的环境监监测主要分三三个部分，即即库区、施工工区、移民区区，各部分监监测项目、断断面测点布设设、监测频率率各不相同。库库区水质监测测包括地面水水监测14个个断面，底质质监测4个断断面；施工区区监测包括地地表水干支流流6个断面、生生活用水377个测点、河河流底质
13、122个点、生活活污水和生产产废水17个个监测点、大大气测点、噪噪声12个测测点；移民区区包括生活饮饮用水28个测点点和土壤288个采样点。根根据实际情况况，监测时断断面测点数和和监测项目有有所调整。3大坝安全监测测系统水电站大坝的安安全，不仅直直接影响电厂厂自身效益，更更与下游人民民的生命财产产、国民经济济发展和生态态环境密切相相关。随着电电子技术的发发展、数字通通讯技术的推推广应用，为为监测自动化化提供了保障障。目前全国国电力系统的的大坝监测自自动化及其升升级工作已全全面展开，并并朝向网络化化、实用化方方向发展。大坝安全自动监监测系统是充充分利用现代代检测技术、通通信技术、网网络技术和计计
14、算机技术的的产物，通过过相应传感器器采集现场各各大坝测压管管的水位参数数，并传递到到工作与现场场的远程终端端单元RTUU进行预处理理和存储，根根据系统数据据传输体制要要求，自动或或在接收到处处于远端的中中心管理站的的指令后将相相关参数报送送中心站，从从而使大坝管管理人员能够够及时方便地地了解大坝当当前状况，提提高大坝安全全监测的实时时性、可靠性性和精度，为为预报大坝承承受能力和预预报可能发生生的事件，为为及时采取措措施保证大坝坝的安全运行行提高良好的的数据基础。主要监测项目及及设备坝高(M)监测项目坝型水平位移垂直位移渗流量杨压力坝体应力坝体温度钢筋应力基岩变形裂缝接缝土压力泥沙压力水库温度水位70拱顶*重力坝支墩坝*船闸*泄水闸*
