一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及壩體水位監(jiān)測領域，具體是一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]壩體內靜水位值反映水壩固液復合介質的滲流特征，是評價壩體穩(wěn)定性重要的技術參數(shù)之一，及時掌握壩體水位升降的動態(tài)變化規(guī)律，對判斷和評估壩體病害的演變態(tài)勢，工程穩(wěn)定性評價，施工維護等方面起到重要的作用。而當前水壩監(jiān)測設備大多采用離散型點監(jiān)測、測點稀疏、儀器穩(wěn)定性差、代價昂貴、施工不便等缺陷，不能滿足于現(xiàn)代化全天候連續(xù)動態(tài)安全監(jiān)測的需求。地球物理類勘探方法屬于間接性探測大壩內部地球物理場的分布特征，方法種類多、測試周期短、探測場所任意自由布置等優(yōu)點，且屬于無損檢測的范疇。不過受壩內隱患體積較小、物性差異不明顯等特征制約，尤其針對復雜性壩體單次探測很難實現(xiàn)對病害位置的準確定位，滿足不了精細化和可靠性信息的實時采集。常規(guī)工作模式受限于自身技術限制且探測區(qū)域遠離目標體，采集的數(shù)據(jù)還不能實現(xiàn)實時顯示和遠程控制處理。
[0003]
【發(fā)明內容】
本發(fā)明的目的是提供一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有技術壩體水位測量存在的問題。
[0004]為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案為:
一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括有數(shù)據(jù)管理平臺、數(shù)據(jù)采集器、PVC給水管，所述PVC給水管外壁上固定安裝有多個銅電極，作為測試時的供電和測量電極，PVC給水管送入壩體中預先鉆好的鉆孔中，PVC給水管上電極通過電纜線連接至數(shù)據(jù)采集器端口，所述數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)管理平臺通訊連接。
[0005]所述的一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述PVC給水管由衛(wèi)生級聚氯乙烯樹脂制成，PVC給水管有一個或多個，多個PVC給水管依次通過連接頭同軸串接加長使用。所述的一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述銅電極為由銅合金焊條材料經(jīng)加工成的銅棒，每個PVC給水管上多個銅電極等間距環(huán)繞分布在PVC給水管上。
[0006]所述的一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述電纜線為多芯絕緣導線，連接至航空插頭后與數(shù)據(jù)采集器相連。
[0007]所述的一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)管理平臺通過Modern通信或無線通信方式通訊連接。
[0008]所述的一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集器由電源模塊供電。
[0009]所述的一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)管理平臺與遠程控制裝置通訊連接。
[0010]一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測方法，其特征在于:將安裝有銅電極的PVC給水管送入壩體中預先鉆好的鉆孔中，當壩體內靜水位發(fā)生改變時，引起地質體空間內部的地電場分布和傳播特性產(chǎn)生變化；通過數(shù)據(jù)管理平臺向數(shù)據(jù)采集器發(fā)送指令，數(shù)據(jù)采集器接收到指令后，通過布設電極進行電極位置處自然電位、供電狀態(tài)電極電流、測量狀態(tài)電極電位差等數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)測量結束后，數(shù)據(jù)管理平臺再次對采集器釋放指令，回收測量電極采集到的數(shù)據(jù)，接著數(shù)據(jù)管理平臺對采集的數(shù)據(jù)進行處理、分析，利用各個電極自然電位、供電電流及電阻率等多個地電信息參數(shù)，根據(jù)多次測量地電信息參數(shù)變化程度及特征，綜合確定壩體內部靜水位的高度，數(shù)據(jù)管理平臺采集到的數(shù)據(jù)遠程傳送至遠程控制裝置，在遠程控制裝置中進行壩體水位信息數(shù)據(jù)庫的集成。
[0011 ] 本發(fā)明公開了一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)及方法，彌補了當前靜水位測量儀器設備和技術的不足，數(shù)據(jù)化的自動采集，實施了多參數(shù)地電信息綜合分析技術滿足于現(xiàn)代化動態(tài)監(jiān)測的需求，為病險水庫的防治和安全加固以及工程評價提供有效準確的參數(shù)
?目息。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點為:
本發(fā)明打破了傳統(tǒng)監(jiān)測手段的不足，采用了間接多參數(shù)綜合技術提高了原位水位判斷的可靠度，為進一步實現(xiàn)水利監(jiān)測現(xiàn)代化夯實了基礎，提供新的思路。
[0013]1.直流電阻率法是基于介質導電性差異為判斷依據(jù)，廣泛應用于壩體隱患查找中且取得良好的效果。把該項技術應用于壩體水位連續(xù)監(jiān)測中，改變了傳統(tǒng)單次探測的精度不足，提出了動態(tài)監(jiān)測的新模式，同時也拓寬了電法無損探測的應用領域。
[0014]2.該現(xiàn)場布置系統(tǒng)采用多通道銅電極感應外界電場的變化，靈敏度高，抗損壞能力強，可用于長期性連續(xù)監(jiān)測；安裝的銅電極數(shù)目和電極間距可根據(jù)目標層的位置進行加多加密控制，相對傳統(tǒng)監(jiān)測設備顯示出更為靈活、價格低廉、穩(wěn)定度高的優(yōu)勢；該現(xiàn)場測量裝置只需要多節(jié)PVC給水管攜帶導入鉆孔中，施工工藝簡單，操作便利，適合復雜惡劣環(huán)境壩體靜水位的監(jiān)測，大大提升了監(jiān)測系統(tǒng)安裝效率。
[0015]3.采用孔中地電場參數(shù)信息的改變反應原位壩體靜水位的動態(tài)變化，相比地面測量更貼近目標體，避開了外界干擾，提高了縱向信息的識別精度，監(jiān)測結果更加可靠、真實。多參數(shù)優(yōu)化對比分析，參數(shù)相互之間校核、補充、組合，能夠有效提高判讀的準確度和可靠度，成為靜水位自動監(jiān)測發(fā)展的方向。
[0016]4.數(shù)據(jù)管理平臺利用配套的軟件可快速解析出測量出的靜水位高度值，及時準確的提供詳實壩體內部滲流信息，滿足現(xiàn)代自動化監(jiān)測的要求；支持遠程數(shù)據(jù)傳輸技術，實現(xiàn)了遠程遙控，實時掌控壩體的運行態(tài)勢，為大壩的安全管理提供有效的參考依據(jù)。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明結構原理圖。
【具體實施方式】
[0018]參見圖1所示，一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，包括有數(shù)據(jù)管理平臺5、數(shù)據(jù)采集器4、PVC給水管1，PVC給水管1上安裝有多個銅電極2，用作供電和測量電極，PVC給水管1送入壩體8中預先鉆好的鉆孔中，PVC給水管1上電極通過接插件航空插頭連接至數(shù)據(jù)采集器4，數(shù)據(jù)采集器4與數(shù)據(jù)管理平臺5通訊連接。
[0019]PVC管只是起一個支撐和固定作用。數(shù)據(jù)采集器為地電信息采集裝置，主要采集各個電極位置的自然電場、供電后的電位場數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)管理平臺與數(shù)據(jù)采集器通訊連接，數(shù)據(jù)采集后將固定格式的地電信息數(shù)據(jù)進行存儲，為一軟件平臺，對不同時間采集數(shù)據(jù)進行管理與分析。
[0020]PVC給水管1由衛(wèi)生級聚氯乙烯樹脂制成，PVC給水管1有一個或多個，多個PVC給水管1依次通過連接頭同軸串接加長使用。
[0021]銅電極2為由銅合金焊條材料經(jīng)加工成的銅棒，每個PVC給水管1上多個銅電極2等間距環(huán)繞分布在PVC給水管1上。
[0022]電纜線3為多芯絕緣導線，連接至航空插頭后與數(shù)據(jù)采集器相連。
[0023]數(shù)據(jù)采集器4與數(shù)據(jù)管理平臺5通過Modern通信