Hệ thống giám sát an toàn đập​

Là cơ sở hạ tầng quan trọng của quốc gia, sự cố về cấu trúc của các con đập có thể dẫn đến lũ lụt thảm khốc. Các hệ thống giám sát hiện đại đóng vai trò như một 'mạng lưới thần kinh' tích hợp được nhúng trong cấu trúc đập, biến hệ thống phòng thủ thụ động truyền thống thành quản lý rủi ro chủ động thông qua điều khiển vòng kín cảnh báo-phân tích-cảm biến theo thời gian thực. Điều này cho phép xác định sớm rủi ro (ví dụ: vết nứt lan rộng 0,1mm, hiện tượng thấm bất thường) và can thiệp kịp thời trước khi xảy ra mất ổn định cấu trúc, giảm thiểu nguy cơ vỡ đập và đảm bảo an toàn vận hành. Các hiện tượng thời tiết cực đoan thường xuyên và cơ sở hạ tầng thủy lực cũ kỹ đã dẫn đến rủi ro an toàn ngày càng tăng trong các công trình đập. Các phương pháp giám sát thủ công truyền thống bị hạn chế do thời gian không phù hợp, thông tin rời rạc và cảnh báo chậm trễ. Họ không đáp ứng được nhu cầu quản lý hiện đại. Giải pháp này sử dụng kiến ​​trúc hợp tác tích hợp cảm biến đa nguồn, mạng truyền thông thông minh và nền tảng phân tích dựa trên đám mây để tạo ra hệ thống giám sát toàn bộ quá trình theo thời gian thực. Nó cải thiện khả năng ứng phó khẩn cấp và đánh giá tình trạng đập, hướng tới mục tiêu 'bảo tồn nước kỹ thuật số'.'

Hệ thống con

1. Trạm đo mực nước và lượng mưa tích hợp

• Chức năng: Theo dõi mực nước hồ chứa và lượng mưa theo thời gian thực. Kích hoạt cảnh báo theo cấp độ khi phát hiện sự bất thường và phát cảnh báo đến các trạm lân cận thông qua mạng LoRa-MESH tự tổ chức.

2. Trạm phát sóng âm thanh hình ảnh

• Chức năng: Triển khai 'mạng giám sát âm thanh-hình ảnh tích hợp' để truy xuất video từ xa và phát sóng khẩn cấp cục bộ qua loa tích hợp.

3. Trạm giám sát dòng chảy và áp suất rò rỉ

• Chức năng: Đánh giá độ ổn định của đập bằng cách phân tích áp suất thấm, tốc độ dòng chảy và dữ liệu dịch chuyển. Cung cấp cảnh báo sớm về các rủi ro như đường ống và lở đất.

4. Lớp truyền tải và nền tảng

   
   

Các thành phần cốt lõi của hệ thống giám sát an toàn đập

1. Giám sát tính toàn vẹn cấu trúc

Theo dõi biến dạng

• Mảng định vị GPS: Được lắp đặt dọc theo đỉnh và sườn đập, đạt độ chính xác theo chiều ngang ±2mm / ±5mm theo chiều dọc (được tăng cường bởi BeiDou-3).

• Giám sát dịch chuyển GNSS: Phân bố dọc theo các vùng ứng suất cao, phát hiện các vết nứt có kích thước 0,05mm ( Ngưỡng cảnh báo: tốc độ giãn nở 0,3 mm/s ).

2. Giám sát thông số thủy văn

Giám sát mực nước hồ chứa

• Cảm biến mức áp điện trở/Cảm biến mức radar 80 GHz: Đo không tiếp xúc với phạm vi 0–40m và độ chính xác ±1mm ( Hỗ trợ tùy chỉnh ).

Đo lưu lượng rò rỉ

•  Đập nước: Được lắp đặt trong các phòng thoát nước, phát hiện sự thay đổi dòng chảy 0,01L/s.

Phát hiện áp suất nâng

• Mảng áp kế áp kế Piezometer: Được nhúng phía sau các bức tường ngăn để theo dõi áp lực lỗ rỗng (phạm vi 0–2MPa, độ chính xác 0,1% FS). ( Quan trọng trong xây dựng: Được lắp đặt trong quá trình rót vữa để kiểm tra hiệu suất chống thấm ).

3. Cảnh báo sớm rủi ro môi trường

Giám sát lượng mưa

• Máy đo mưa xô lật: độ phân giải 0,2mm, kích hoạt các giao thức kiểm soát lũ ở cường độ >50mm/h.

Mạng lưới trạm khí tượng

• Đo tốc độ/hướng gió, nhiệt độ, độ ẩm và tích hợp với các mô hình thủy văn để dự đoán tác động bốc hơi của hồ chứa.

Tính năng & Ưu điểm của hệ thống

1. Sức mạnh tổng hợp cảm biến đa nguồn

• Tích hợp dữ liệu đa chiều (mực nước, lượng mưa, áp suất thấm, chuyển vị, video) để xác thực chéo và phân tích toàn diện, nâng cao độ chính xác của cảnh báo.

• Tự động truy xuất nguồn cấp dữ liệu video từ các vùng tương ứng khi phát hiện thấy sự bất thường về rò rỉ, hỗ trợ xác minh thủ công.

2. Truyền thông có độ tin cậy cao và điện toán biên

• Thiết bị đầu cuối thông minh hỗ trợ nối lại dữ liệu và lưu trữ cục bộ, đảm bảo dữ liệu được lưu trong bộ nhớ đệm được truyền lại sau khi khôi phục liên lạc.

• Các thuật toán nhúng cạnh (lọc Kalman, phát hiện thay đổi đột ngột) loại bỏ nhiễu cảm biến trong thời gian thực, giảm cảnh báo sai.

3. Cảnh báo theo cấp độ thông minh

• Ngưỡng ba cấp độ (Thông báo, Cảnh báo, Quan trọng) kích hoạt cảnh báo cục bộ được đồng bộ hóa (âm thanh-hình ảnh), cửa sổ bật lên nền tảng và thông báo SMS.

• Logic cảnh báo có thể tùy chỉnh để thích ứng với nhu cầu quản lý rủi ro của các hồ chứa khác nhau.

4. Khả năng thích ứng với môi trường & Thiết kế tiêu thụ điện năng thấp

• Vỏ được xếp hạng IP68 và nhiệt độ hoạt động từ -40°C đến 85°C đảm bảo chức năng trong điều kiện khắc nghiệt (độ ẩm, bụi, nhiệt độ cực cao).

• Nguồn pin năng lượng mặt trời + lithium cho phép hoạt động liên tục 30 ngày trong điều kiện trời mưa, giảm thiểu tần suất bảo trì.