Sistem Pemantauan Keselamatan Empangan

Sebagai infrastruktur negara yang kritikal, kegagalan struktur empangan boleh membawa kepada bencana banjir. Sistem pemantauan moden berfungsi sebagai 'rangkaian saraf' bersepadu yang tertanam dalam struktur empangan, mengubah pertahanan pasif tradisional kepada pengurusan risiko proaktif melalui kawalan gelung tertutup amaran penderiaan-analisis-amaran masa nyata. Ini membolehkan pengenalpastian risiko awal (cth, perambatan retak berskala 0.1mm, anomali resapan mengejut) dan campur tangan tepat pada masanya sebelum ketidakstabilan struktur berlaku, meminimumkan risiko kegagalan empangan dan memastikan keselamatan operasi. Kejadian cuaca ekstrem yang kerap dan infrastruktur hidraulik yang semakin tua telah menyebabkan peningkatan risiko keselamatan dalam struktur empangan. Kaedah pemantauan manual tradisional dihadkan oleh pemasaan yang lemah, maklumat yang berpecah-belah dan amaran tertunda. Mereka tidak memenuhi keperluan pengurusan moden. Penyelesaian ini menggunakan seni bina kolaboratif yang menyepadukan penderia berbilang sumber, rangkaian komunikasi pintar dan platform analisis berasaskan awan untuk mencipta sistem pemantauan keseluruhan proses masa nyata. Ia menambah baik tindak balas kecemasan dan keupayaan penilaian kesihatan empangan, bergerak ke arah matlamat 'pemuliharaan air digital.'

Subsistem

1. Hujan Bersepadu & Stesen Paras Air

• Fungsi: Memantau paras air takungan dan hujan dalam masa nyata. Mencetuskan makluman berperingkat apabila mengesan anomali dan menyiarkan amaran kepada stesen jiran melalui rangkaian LoRa-MESH yang mengatur sendiri.

2. Stesen Penyiaran Visual-Audio

• Fungsi: Menerapkan 'rangkaian pengawasan audio-visual bersepadu' untuk pengambilan video jauh dan penyiaran kecemasan setempat melalui pembesar suara onboard.

3. Stesen Pemantauan Tekanan & Aliran Rembesan

• Fungsi: Menilai kestabilan empangan dengan menganalisis tekanan resapan, kadar aliran dan data anjakan. Memberi amaran awal untuk risiko seperti paip dan tanah runtuh.

4. Penghantaran & Lapisan Platform

   
   

Komponen Teras Sistem Pemantauan Keselamatan Empangan

1. Pemantauan Integriti Struktur

Penjejakan Deformasi

• Susunan Kedudukan GPS: Dipasang di sepanjang puncak empangan dan cerun, mencapai ketepatan menegak ±2mm mendatar / ±5mm (dipertingkatkan oleh BeiDou-3).

• Pemantauan anjakan GNSS: Diedarkan di sepanjang zon tekanan tinggi, mengesan bukaan retak 0.05mm ( Ambang amaran: Kadar pengembangan 0.3mm/s ).

2. Pengawasan Parameter Hidrologi

Pemantauan Aras Air Takungan

• Penderia tahap piezoresistif/Penderia Tahap Radar 80 GHz: Pengukuran bukan hubungan dengan julat 0–40m dan ketepatan ±1mm ( Sokongan disesuaikan ).

Pengukuran Aliran Rembesan

•  Bendung air: Dipasang di galeri saliran, mengesan variasi aliran 0.01L/s.

Pengesanan Tekanan Naikkan

• Susunan psmometer piezometer: Dibenamkan di belakang dinding cutoff untuk memantau tekanan liang (julat 0–2MPa, 0.1% ketepatan FS). ( Kritikal pembinaan: Dipasang semasa grouting untuk mengesahkan prestasi anti-resapan ).

3. Amaran Awal Risiko Alam Sekitar

Pemantauan Kerpasan

• Tolok Hujan Baldi Tipping: Resolusi 0.2mm, mencetuskan protokol kawalan banjir pada keamatan >50mm/j.

Rangkaian Stesen Meteorologi

• Mengukur kelajuan/arah angin, suhu, kelembapan dan disepadukan dengan model hidrologi untuk meramalkan kesan penyejatan takungan.

Ciri & Kelebihan Sistem

1. Sinergi Penderiaan Pelbagai Sumber

• Mengintegrasikan data berbilang dimensi (paras air, hujan, tekanan resapan, anjakan, video) untuk pengesahan silang dan analisis komprehensif, meningkatkan ketepatan amaran.

• Mengambil suapan video secara automatik dari zon yang sepadan apabila anomali resapan dikesan, membantu pengesahan manual.

2. Komunikasi Kebolehpercayaan Tinggi & Pengkomputeran Tepi

• Terminal pintar menyokong penyambungan semula data dan storan setempat, memastikan data cache dihantar semula selepas pemulihan komunikasi.

• Algoritma terbenam sisi tepi (penapisan Kalman, pengesanan perubahan mendadak) menghapuskan hingar penderia dalam masa nyata, mengurangkan penggera palsu.

3. Makluman Berperingkat Pintar

• Ambang tiga peringkat (Notis, Amaran, Kritikal) mencetuskan penggera setempat yang disegerakkan (audio-visual), pop timbul platform dan pemberitahuan SMS.

• Logik amaran boleh disesuaikan untuk menyesuaikan diri dengan keperluan pengurusan risiko bagi takungan yang berbeza.

4. Kebolehsuaian Alam Sekitar & Reka Bentuk Kuasa Rendah

• Penutup berkadar IP68 dan suhu operasi dari -40°C hingga 85°C memastikan kefungsian dalam keadaan yang teruk (kelembapan, habuk, haba melampau).

• Kuasa bateri solar + litium membolehkan operasi berterusan selama 30 hari dalam keadaan hujan, meminimumkan kekerapan penyelenggaraan.