湖南亿测物联有限公司在重力坝健康监测方面的解决方案

一、项目监测背景

重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积挡水建筑物，在水压力及其他外荷载作用下，主要依靠坝体自重来维持稳定的大坝。在大坝的施工及运营期间对大坝设置必要的监测项目，监控大坝的安全状态，握其运行规律，对于指导大坝的施工，确保大坝的安全运营以及及时进行反馈设计等都具有重要的意义。重力坝自动化监测主要采用GPS/北斗 +4G+多通道采集系统，在坝体建立监测点/网对坝体的温度、应变、裂缝、位移、库区水位等要素进行监测。

重力坝作为水利工程中的关键构筑物，具有挡水、发电、防洪等重要功能，其安全稳定直接关系到下游地区的人民生命财产安全和社会经济发展。我国拥有数量众多的重力坝，部分坝体因建设年代久远、长期受水流冲刷、泥沙淤积、温度变化以及地质条件改变等因素影响，可能出现坝体变形、裂缝、渗漏等安全隐患。

近年来，极端天气事件频发，进一步加剧了重力坝的运行风险。为保障重力坝的安全运行，及时发现并处置潜在隐患，对重力坝进行全面、实时、精准的健康监测已成为水利工程管理的核心任务之一。湖南亿测物联凭借在传感技术、物联网及数据分析领域的深厚积累，推出针对性的重力坝健康监测解决方案，为重力坝安全保驾护航。

二、方案概述

该方案通过在坝体、坝基及周边环境合理布设各类监测设备，实时采集坝体变形、应力应变、渗流、水位、温度等关键参数，经智能终端处理后，通过多模态通讯网络传输至云端监测平台。平台利用专业算法对数据进行深度分析，评估坝体健康状态，当监测数据超出预警阈值时，自动发出预警信息，为管理部门提供科学决策依据，实现重力坝全生命周期的智能化监测与管理。

三、监测内容

（一）结构变形监测

坝体裂缝监测：运用裂缝计（如 YT-FL-200 系列）对坝体表面及内部裂缝的宽度、深度变化进行监测。裂缝计采用光纤传感技术，可精准感知 0.01mm 级的裂缝变化，并将数据实时传输至监测平台，及时发现坝体结构损伤的发展趋势。

2. （二）应力应变监测

坝体应力监测：在坝体关键部位（如坝踵、坝趾、廊道等）植入应力传感器（YT-YL-500 系列），监测坝体在水压力、温度应力等作用下的应力分布与变化。传感器量程覆盖 0-60MPa，测量误差≤±1% FS，可长期稳定工作于潮湿、高压的坝体环境中。

钢筋应变监测：针对坝体内部钢筋结构，部署钢筋应变计，实时监测钢筋在荷载作用下的应变情况，评估钢筋受力状态及耐久性，预防因钢筋锈蚀、断裂导致的坝体结构安全问题。

2. （三）渗流监测

渗流量监测：在坝基排水孔、廊道集水井等位置安装渗流量传感器，精确测量坝体渗漏水量。例如，在某重力坝项目中，通过布设电磁流量计，实现渗流量 0-500L/h 范围内的精准监测，分辨率达 0.1L/h，及时掌握坝体渗漏情况。

渗透压力监测：采用渗压计（YT-SY-300 系列）监测坝基及坝体防渗体的渗透压力分布，评估防渗结构的有效性。渗压计测量范围为 0-1MPa，可适应坝体内部复杂的水文地质条件，为判断坝基是否存在管涌、流土等隐患提供关键数据。

2. （四）环境与荷载参数监测
3. 水位监测：在坝前、坝后安装水位传感器，实时监测上下游水位变化，结合坝体位移、应力数据，分析水位荷载对坝体的影响。传感器采用超声波或压力式测量原理，测量范围 0-100m，精度 ±0.01m，确保水位数据的准确性。
4. 温度监测：通过埋入式温度传感器（YT-WD-400 系列）监测坝体混凝土内部温度及环境温度变化。温度变化会引起坝体热胀冷缩，产生温度应力，影响坝体结构稳定性。该传感器测量范围 - 30℃-80℃，精度 ±0.5℃，可连续记录温度数据，为分析温度应力提供依据。

水流冲刷监测：在坝下游河床及岸坡布设冲刷深度传感器，监测水流对坝基及岸坡的冲刷情况，预防因冲刷导致的坝体失稳。

3. （五）数据采集与传输

智能采集终端：选用湖南亿测自主研发的 YT-ZN-600 系列智能采集终端，该终端可同时接入位移、应力、渗流等多种类型传感器，具备数据自动采集、存储、预处理功能，采样频率可根据需求灵活设置（0.1Hz-10Hz）。在某重力坝项目中，终端采用工业级防护设计，适应坝体廊道内潮湿、多尘的恶劣环境，保障数据采集的连续性。

多模态通讯网络：结合坝体地理位置及环境特点，采用 “光纤 + 4G/5G + 北斗” 多模态通讯方式。对于坝体内部及近坝区域，通过光纤实现高速、稳定的数据传输；对于偏远区域监测点，利用 4G/5G 网络进行数据回传；在极端情况下，启动北斗短报文功能，确保数据不丢失。例如，在某山区重力坝项目中，依托北斗通讯技术，成功解决了信号盲区的数据传输难题。

2. （六）监测云平台

数据融合与分析：云平台整合多源监测数据，运用大数据分析算法构建坝体健康评估模型。通过对比历史数据与实时监测数据，识别坝体异常变化趋势。如在某水电站项目中，平台通过分析坝体位移与水位、温度的关联性，建立了 “位移 - 水位 - 温度” 耦合模型，实现对坝体变形规律的精准把握。

4. 应急联动与调度：系统与水利管理部门应急指挥平台无缝对接，当发生重大预警时，自动推送坝体险情信息、影响区域及应急资源需求等数据。应急指挥平台可据此快速调配抢险队伍、设备及物资，启动应急响应预案，提高应急处置效率。如在某次洪水期间，系统与防汛指挥平台联动，根据坝体承受水压数据，协助制定泄洪调度方案，保障坝体安全。
5. 远程运维与数据共享：管理人员可通过电脑、手机等终端远程访问监测平台，实时查看坝体监测数据及健康状态，实现远程运维管理。同时，平台支持数据共享功能，可向设计单位、科研机构等提供监测数据，为重力坝设计优化、科研创新提供基础数据。
6. 四、实现功能

健康状态评估与预警：系统通过对监测数据的持续分析，自动生成坝体健康状态评估报告，量化评估坝体安全等级。针对可能出现的风险，提前发出预警，明确预警等级、影响范围及建议处置措施，辅助管理部门精准决策。

4. 应急联动与调度：系统与水利管理部门应急指挥平台无缝对接，当发生重大预警时，自动推送坝体险情信息、影响区域及应急资源需求等数据。应急指挥平台可据此快速调配抢险队伍、设备及物资，启动应急响应预案，提高应急处置效率。如在某次洪水期间，系统与防汛指挥平台联动，根据坝体承受水压数据，协助制定泄洪调度方案，保障坝体安全。
5. 远程运维与数据共享：管理人员可通过电脑、手机等终端远程访问监测平台，实时查看坝体监测数据及健康状态，实现远程运维管理。同时，平台支持数据共享功能，可向设计单位、科研机构等提供监测数据，为重力坝设计优化、科研创新提供基础数据。
6. 五.平台监测系统细节展示
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