大坝解决方案

一、背景介绍

中国的大坝的数量居世界首位，但是，这些大坝经持续渗流、溶蚀、冲刷、动融等有害作用，还有可能受到超标准的洪水和大地震的破坏，筑坝材料的老化，大坝承受水压力、渗压力等巨大载荷的能力不断降低，一些大坝的病险情况较为严重，难以保证大坝的安全运行，影响了大坝综合效益的发挥，也严重威胁着人民生命财产安全。为了确保大坝的安全运行，充分发挥水利水电工程的预期效益，对大坝实施安全监测和科学管理，已成为一个迫切需要解决的重大问题。

大坝安全监测范围，包括坝体、坝基、坝肩，以及对大坝安全有重大影响的近坝区岸坡和其它与大坝安全有直接关系的建筑物和设备，一般大坝安全监测系统，包括变形监测、渗漏监测、内部监测、环境量监测等。

传统的大坝监测系统所用仪表主要是电类如差阻式、振弦式等，因为电类传感器的防雷问题较难解决，另外也很难行成分布式测量，因此大坝安全专家们不断寻求更好的监测方法，光纤光栅传感系统便是一种十分适合于水电大坝监测的系统。

二、光纤光栅传感器的优势

光纤光栅传感起最大的优势在与可以解决电类传感系统很难解决的防雷问题，由于光纤本征无电，不会引雷，免去一部分防雷措施，节省成本。

另外光纤光栅传感系统自动化程度高，与气象、水情、洪水预报及水库调度结合起来，使之成为水库运行调度决策支持系统的一部分，真正为工程效益的最大化服务。

光纤光栅传感系统是一种新型的监测技术，采用十分先进的光纤技术，在中国的大坝上应用时更具有优越性，更适应中国的大坝安全监测仪器

光纤光栅传感系统是一种分布式测量监测系统，传感器可串连使用，构成监测网络，还可以精确定点。构架的光纤监测网络还可以利用现在成熟的光纤通信技术实现远距离通信，远距离监控。

光纤光栅传感系统是一种实时监测系统，可实时反映大坝及大坝附近重要建筑物的情况。光纤光栅监测系统具有明显的针对性，也可以很容易的实现大坝安全监测的网络化，以方便数据统计分析，提高监测技术。

另外光纤光栅传感器的可靠性相比电类传感器大为提高。光纤光栅传感系统可采用双光纤布设传感器，即使传感器间光纤断开也不影响任何一个传感器的运行，或者其中一个传感器的损坏也不影响其他传感器的运行。传感器与数据采集设备之间的数据均从光纤传输，抗干扰能力远高于电缆；系统的数据总线中通讯和数据传输均为数字量，在数据总线上又设置了雷电流保护器及其他保护措施，因此使系统的可靠性大大提高。

三、光纤光栅监测系统的功能

光纤光栅传感系统是一个开放式的系统，与大坝现有监测系统兼容性好，升级、扩展、增加、替换和维护简单。

光纤光栅传感系统具有多种监测数据采集方式，具有较大的灵活性和可靠性。系统的运行方式有中央控制方式、自动控制方式（即无人值班方式）、特殊条件下自动控制方式、人工测量方式等。

    光纤光栅监测系统的数据采集方式有多种：定点测量、定时测量、实施测量、巡回测量、人工测量等。

    光纤光栅监测系统可显示大坝及监测系统的全貌、网络连接图、仪器测点布置平面和剖面图，各种监测数据过程线等，显示报警状态，显示所有监测数据、监测成果，显示有关系统信息，若接投影仪可实现大屏幕显示。

光纤光栅监测系统数据可实时存贮，对于数据庞大的监测情况，可采用磁盘阵列进行海量存储。监测系统设备提供打印接口、VGA接口、USB接口、通信接口等，供运行人员进行浏览、检查、绘图、打印等。可调度各级显示画面及修改/设置仪器的参数、修改/设置系统的配置、进行系统测试、系统维护等，完成系统调度、过程信息文件形成、通讯等任务。

光纤光栅监测系统具有自检功能，可对监测设备、存储设备、实时时钟、供电状况、电源电路及传感器通光情况等进行自检，能在中央控制装置上显示系统运行状态、故障部位及类型等信息，以便及时维护系统。任何硬件和软件的故障都不危及系统设备和人身安全。