大中型水闸安全监测系统的内容和功能

一、背景

水闸作为水利工程中的重要组成部分，承担着调节水位、控制水流、防洪排涝等多重功能。然而，水闸在运行过程中会受到各种自然和人为因素的影响，导致其安全性能下降，甚至发生安全事故。为了保障水闸的安全运行，及时发现和处理潜在的安全隐患，水闸安全监测系统应运而生。

二、系统介绍

水闸安全监测系统主要通过物联网技术，实现水闸运行数据的实时采集和传输。数据采集内容包括水位、流量、闸门开度等关键信息，这些数居通过传感器进行采集，并通过网络传输到数字孪生模型中。通过构建水闸的三维模型 ，实现水闸运行状态、水流情况、水位变化等数据的实时采集、分析和可视化。这样，管理者就可以实时了解水闸的运行状态，及时发现异常情况并进行处理。

三、监测内容

1、环境量监测

环境量监测包括水位监测、流量监测和气象监测，通过雷达水位计、雷达流量计和自动气象站等设备，实时获取气象信息、水位数据和水流情况，为水闸的科学调度和安全运行提供支持。

2、变形监测

变形监测包括枢纽建筑的表面变形（水平/垂直）监测，闸墩内部水平监测。采用人工和GNSS自动化观测结合的方式，通过连续观测得到各监测点的位移信息，展示在系统监测平台上，方便现场人员实时掌握结构状况。

3、渗流监测

渗流监测包括扬压力监测、闸墩渗流监测、绕渗监测等，通过布设测压管和渗压计等进行水闸结构的渗流情况监测，确保水闸结构的稳定性。

4、裂缝监测

裂缝监测包括各闸室段底板分缝处及闸室段与岸墙连接处结构缝的开合度和缝两边建筑物的不均匀沉降。通过安装测缝计对闸墩上已有的裂缝进行监测，分析裂缝变化规律，确保水闸结构的稳定和完整。

5、应力应变监测（新建水闸适用）

通过布设振弦式表面应变计测量结构物表面的应变量，并同步测量温度，确保结构物的安全运行。

四、系统功能

水闸安全监测系统具有多种功能，包括实时监测、数据分析、预警报警、历史数据查询、远程监控以及三维可视化等。

1. 实时监测

水闸安全监测系统能够实时监测水闸的各项参数，如水位、应力、位移、渗流以及振动等。通过实时监测，工作人员可以及时了解水闸的运行状态，发现异常情况并采取相应的措施进行处理。

2. 数据分析

水闸安全监测系统能够对采集到的数据进行深入分析，提取出有用的信息。通过对数据的分析，可以了解水闸的结构健康状况、运行状态以及潜在的安全隐患等。这为水闸的安全评估和维护提供了科学依据。

3. 预警报警

当监测到异常情况时，水闸安全监测系统能够及时发出预警或报警信号。这有助于工作人员及时发现并处理潜在的安全隐患，避免事故的发生。

4. 历史数据查询

水闸安全监测系统能够存储大量的历史数据，方便工作人员进行历史数据查询。通过查询历史数据，可以了解水闸在过去一段时间内的运行状态和变化趋势，为未来的运行和维护提供参考。

5. 远程监控

水闸安全监测系统支持远程监控功能，工作人员可以通过网络远程访问监控中心，实时查看水闸的运行状态和数据。这有助于提高工作效率和减少人力成本。

6、三维可视化

智慧水闸三维可视化管理平台基于数字孪生技术，实现对水闸的全方位监测、维护和管理。