作者：王铎
根据最新的国家尾矿库在线监测国家规范（2011-5-1正式实施），南方测绘研发的南方尾矿库实时在线监测系统具备以下特点:
1.本系统实时在线监测项目包含以下内容：
（1）坝体表面变形监测；
（2）坝体内部位移监测；
（3）浸润线监测；
（4）库水位监测；
（5）干滩监测；
（6）库区降水量监测；
（7）库区视频监控。
这几个项目在网络层面上融合成为一个有机整体，共同组成尾矿库实时在线监测系统。系统能够根据所采集的历史数据进行智能分析，从而给出形变状态在一定时间段内的发展趋势，在坝体超出预警限差的时候发送信息给相关负责人员，使决策管理人员能够将事故消灭在萌芽状态，大大提高尾矿库坝体安全性和可控性。
2.分项说明
2.1坝体表面位移监测
该系统通过在坝体变形区域和周边稳定区域布设GPS点，其中GPS基准点1个，GPS监测点多个。其中GPS基准点1个布设在远离尾矿坝坝体的稳定区域；GPS监测点数个，布设在尾矿库坝体表面。
通过采用多台高精度GPS接收机及其配套设施（如GPS天线、电缆、软件包等），来采集监测点坐标数据，通过多点GPS高精度解算的核心技术来解算GPS监测点的坐标，从而达到实时监测坝体表面位移情况（如位移方向、位移速率、累计位移）的目的。
本监测系统对坝体表面监测点位移的实时监测精度为：水平位移精度＜±3mm；垂直位移精度达到3mm。在4km内的短基线上GPS 测量可更达到毫米级的定位精度。
2.2坝体内部位移监测
该监测系统根据坝体情况设置监测断面1～3个，每个监测断面上布设1～3个坝体内部位移监测点，主监测断面在尾矿坝坝体的中轴线附近。每个监测点在坝体中安装1个或多个固定式测斜仪（根据坝体高度来设计），以监测坝体内部位移。
坝体内部位移监测通过在坝体钻孔、埋设固定式测斜仪。通过固定式测斜仪及其配套设施（如通讯电缆、软件包等）来实时获取坝体内部的水平位移和垂直位移的信息。
本监测系统对坝体内部位移的实时监测灵敏度可达到：≤9〃，测量精度达到：±0.1%F.S
2.3浸润线监测
该监测系统在尾矿坝坝体设置1个或多个监测点，每个监测点钻孔、埋设渗压管，安装1个振弦式渗压计。通过振弦式渗压计及其配套设施（如通讯电缆、软件包）监测尾矿坝坝体内部的渗压情况，解算浸润线的高度，分析其变化情况，从而切实了解和保护尾矿库“生命线”。
本系统对浸润线高度的监测的灵敏度可达1.13KPa/F ，测量精度达到：±0.1%F.S
2.4库水位监测子系统
库水位监测系统采用超声波物位计来监测库区水位变化信息。
该监测系统通过在稳定水面处（溢水塔之上或其他位置）设置超声波物位计1台，实时监测库水位的变化情况。
本库水位监测系统对库区水位监测的精度可以达到3mm。
2.5干滩监测
该系统在坝体空旷位置布设1套或多套视频综合采集终端，通过视频采集终端获取干滩的图像，再利用干滩视频解析软件来解算该干滩的长度、标高、坡度等信息。
本干滩监测系统对库区干滩长度的监测可以达到亚米级。
2.6库区降水量监测
该系统在库区空旷处设翻斗式雨量计1台。通过翻斗式雨量计及其配套设施（如通讯电缆、软件包等）来实现对库区降水量的监测，及时掌握库区降雨量变化，掌握降水量阈值。
本雨量监测系统对库区降水量的监测精度可以达到0.5mm。
2.7库区视频监测
该监测系统采用多套视频监控终端系统，分别布设在尾矿库的进洪口、出洪口、蓄水池、沉淀池、进洪洞、坝体的坝面、上游、下游等区域，分别用于监控尾矿坝库区的进水、排水以及坝面的的现场情况，从而实现对库区多角度的实时视频监控，确保尾矿坝坝体各个关键部位在监控中心管理人员的视野之中。
3.辅助系统
3.1通讯系统概述
通讯系统涉及到各项监测系统的设备之间的通信、各监测系统与监控中心的通讯。
可选方式为光纤通讯、无线网桥、GPRS方式等。结合现场实际情况，一般选择光纤传输方式。
通过在尾矿坝上布设光纤，用于上述各项监测系统与监控中心的通讯，将要传送的数据由电信号转换为光信号进行通讯。在光纤的两端分别都装有光点转换器进行信号转换。其特点是传输容量大，传输质量好，损耗小，中继距离长等。
3.2避雷系统简介
防雷系统包括各类设备埋设位置的防雷、通信防雷、管涌防雷等。
防雷系统设计到以下几项的避雷：各监测点避雷、信号防雷、电源防雷等。
3.3供电系统
供电系统采用库区提供的220V电源，同时考虑到尾矿库库区可能存在断电等情况，可以在监控中心布置不间断供电系统，以应对突发情况。
4.监控中心简介
监控中心由计算机、软件、通信设备、光纤宽带和局域网及其他硬件设备等组成，布置在库区监控室。通过在监控中心布设电视墙、操作控制台等设备，用于将所有的监测项目形象化展示。
5.尾矿库实时在线监测系统软件功能
本尾矿库实时在线监测系统包含数据自动采集、传输、存储、处理分析及综合预警等部分，并具备在尾矿库区极端气候条件下正常工作的能力。
尾矿库实时在线监测软件分为数据采集模块、数据处理模块、报警模块等。
数据采集模块能够实时在线显示各项实时采集数据，显示各项数据采集设备是否正常工作，并能完成数据的自动化采集。
数据处理模块具备基础资料管理、各项监测内容实时显示发布、图形报表制作、数据分项分类查询、数据分析等功能。其中数据分析部分应包括各项监测内容趋势分析、综合过程线分析、坝体稳定性分析、滞后时间推算等内容。
报警模块具有可以综合各项监测数据，多级报警，并通过短信报警、邮件报警、声音报警等多种方式通知安全管理人员。
6.预期目的
尾矿库大坝监测系统的预期目标是：提供24小时实时在线监测预警，保证恶劣环境下大坝的不间断监测，充分保障尾矿库安全运行，发挥工程效益，更好地为安全生产服务。
尾矿库实时在线监测系统实施后将能实现以下任务：
（1）全天候监视运行期尾矿坝运行情况。在发现不正常现象时及时经过分析，并采取报警措施，提请当事人马上采取必要措施。有效防止发生事故，以保证生产的安全运行，以及下游人民生命和财产安全。
（2）随时对观测资料进行分析，开展对大坝技术鉴定，总结运行经验，为改善运行方式、制定安全计划和评价工程质量提供数据。
（3）定期进行观测资料的整编，为尾矿库的安全运营、管理提供资料。 |
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