[发明专利]一种坝体静水位原位自动监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及坝体水位监测领域，具体是一种坝体静水位原位自动监测系统及方法。

背景技术

坝体内静水位值反映水坝固液复合介质的渗流特征，是评价坝体稳定性重要的技术参数之一，及时掌握坝体水位升降的动态变化规律，对判断和评估坝体病害的演变态势，工程稳定性评价，施工维护等方面起到重要的作用。而当前水坝监测设备大多采用离散型点监测、测点稀疏、仪器稳定性差、代价昂贵、施工不便等缺陷，不能满足于现代化全天候连续动态安全监测的需求。地球物理类勘探方法属于间接性探测大坝内部地球物理场的分布特征，方法种类多、测试周期短、探测场所任意自由布置等优点，且属于无损检测的范畴。不过受坝内隐患体积较小、物性差异不明显等特征制约，尤其针对复杂性坝体单次探测很难实现对病害位置的准确定位，满足不了精细化和可靠性信息的实时采集。常规工作模式受限于自身技术限制且探测区域远离目标体，采集的数据还不能实现实时显示和远程控制处理。

发明内容本发明的目的是提供一种坝体静水位原位自动监测系统及方法，以解决现有技术坝体水位测量存在的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种坝体静水位原位自动监测系统，其特征在于：包括有数据管理平台、数据采集器、PVC给水管，所述PVC给水管外壁上固定安装有多个铜电极，作为测试时的供电和测量电极，PVC给水管送入坝体中预先钻好的钻孔中，PVC给水管上电极通过电缆线连接至数据采集器端口，所述数据采集器与数据管理平台通讯连接。

所述的一种坝体静水位原位自动监测系统，其特征在于：所述PVC给水管由卫生级聚氯乙烯树脂制成，PVC给水管有一个或多个，多个PVC给水管依次通过连接头同轴串接加长使用。所述的一种坝体静水位原位自动监测系统，其特征在于：所述铜电极为由铜合金焊条材料经加工成的铜棒，每个PVC给水管上多个铜电极等间距环绕分布在PVC给水管上。

所述的一种坝体静水位原位自动监测系统，其特征在于：所述电缆线为多芯绝缘导线，连接至航空插头后与数据采集器相连。

所述的一种坝体静水位原位自动监测系统，其特征在于：所述数据采集器与数据管理平台通过Modern通信或无线通信方式通讯连接。

所述的一种坝体静水位原位自动监测系统，其特征在于：所述数据采集器由电源模块供电。

所述的一种坝体静水位原位自动监测系统，其特征在于：所述数据管理平台与远程控制装置通讯连接。

一种坝体静水位原位自动监测方法，其特征在于：将安装有铜电极的PVC给水管送入坝体中预先钻好的钻孔中，当坝体内静水位发生改变时，引起地质体空间内部的地电场分布和传播特性产生变化；通过数据管理平台向数据采集器发送指令，数据采集器接收到指令后，通过布设电极进行电极位置处自然电位、供电状态电极电流、测量状态电极电位差等数据采集，数据测量结束后，数据管理平台再次对采集器释放指令，回收测量电极采集到的数据，接着数据管理平台对采集的数据进行处理、分析，利用各个电极自然电位、供电电流及电阻率等多个地电信息参数，根据多次测量地电信息参数变化程度及特征，综合确定坝体内部静水位的高度，数据管理平台采集到的数据远程传送至远程控制装置，在远程控制装置中进行坝体水位信息数据库的集成。

本发明公开了一种坝体静水位原位自动监测系统及方法，弥补了当前静水位测量仪器设备和技术的不足，数据化的自动采集，实施了多参数地电信息综合分析技术满足于现代化动态监测的需求，为病险水库的防治和安全加固以及工程评价提供有效准确的参数信息。

本发明的优点为：

本发明打破了传统监测手段的不足，采用了间接多参数综合技术提高了原位水位判断的可靠度，为进一步实现水利监测现代化夯实了基础，提供新的思路。

1.直流电阻率法是基于介质导电性差异为判断依据，广泛应用于坝体隐患查找中且取得良好的效果。把该项技术应用于坝体水位连续监测中，改变了传统单次探测的精度不足，提出了动态监测的新模式，同时也拓宽了电法无损探测的应用领域。

2.该现场布置系统采用多通道铜电极感应外界电场的变化，灵敏度高，抗损坏能力强，可用于长期性连续监测；安装的铜电极数目和电极间距可根据目标层的位置进行加多加密控制，相对传统监测设备显示出更为灵活、价格低廉、稳定度高的优势；该现场测量装置只需要多节PVC给水管携带导入钻孔中，施工工艺简单，操作便利，适合复杂恶劣环境坝体静水位的监测，大大提升了监测系统安装效率。