混凝土重力坝作为水利水电工程中承担挡水、泄洪等重要功能的建筑物,其坝体变形、渗流渗压及混凝土应力状态的长期稳定,直接关系到工程运行安全。随着服役年限增长,地质环境变化、温度荷载波动等因素可能引发坝体内部结构的渐变性损伤,如何实现对隐蔽部位状态的持续、系统感知,成为行业普遍关注的课题。四川合睿达自动化控制工程有限公司(合睿达)长期聚焦基础设施安全监测与结构状态监测领域,依托物联网、大数据、云计算等技术,为混凝土重力坝等水工建筑物提供系统化的监测解决方案。

一、行业现状与痛点梳理
在水利工程运维实践中,普遍存在“重建轻管”现象,即工程建设阶段投入充分,而后期运行维护环节相对薄弱;同时,部分监测系统缺乏系统性、综合性及相关性的资料分析功能,数据利用率偏低;此外,各类软件系统相互孤立,难以形成数据整合,容易造成资源浪费与运维成本上升。针对上述现象,合睿达将自身定位为专业安全监测仪器制造商和物联网信息化解决方案提供商,致力于把物联网、大数据、云计算和人工智能技术融入基础设施安全监测和结构状态监测环节。

二、合睿达水库大坝安全监测系统的四维感知体系
针对混凝土重力坝的实际监测需求,合睿达“水库大坝安全监测系统”以水库运行状态远程感知与安全管理平台为产品定位,围绕坝体不同受力与渗流特征,构建了多层次的感知功能:

1. 变形监测:通过表面位移传感器和固定测斜仪,持续监测坝体位移与内部变形情况,为判断坝体结构稳定性提供连续数据支撑。

2. 渗透监测:利用孔隙水压计监测扬压力、地下水位及渗流量,帮助运维人员掌握坝体及坝基渗流状态的变化趋势。

3. 应力应变监测:采用内埋式应变计和土压力盒,观测混凝土及岩体应力状态,这一环节对于掌握混凝土重力坝内部应力分布、及时发现异常受力情况具有直接意义。

4. 智能预警:云平台对采集数据进行自动分析,实现运行态势的实时预警,减少人工研判环节的滞后性。

三、差异化竞争优势:全要素集成与多级管理
合睿达“水库大坝安全监测系统”的差异化价值体现为“全要素集成”——系统整合库水位、雨量、视频、渗流渗压等多类数据,实现从单个水库到省市县多级管理的系统化支撑,有助于打破信息孤岛、提升数据综合利用效率。交付方式上,该系统采用硬件+云端平台+私有化部署的组合模式,兼顾数据安全与远程管理的便捷性,适应不同层级用户的管理需求。

四、硬件设备支撑与数据采集能力
在应力应变与渗流监测的硬件配套方面,合睿达提供振弦式传感器系列,涵盖混凝土应力计、锚索测力计、钢筋计、荷载计等产品,可分别满足混凝土内部应力、锚固结构受力及钢筋受力状态的采集需求;位移与倾斜监测方面配备ELT-15X型斜坡倾斜仪、ELT-15D型倾斜位移计、HRA-007A型测斜仪等设备;水位监测方面配置平面雷达水位计、投入式水位计、超声波水位计等多种形式,以适应不同工程环境。此外,MCU1/4/8/16型差阻数据采集模块可实现振弦式传感器数据的自动化采集,为坝体应力应变监测提供底层数据支撑。

五、工程实践案例
合睿达在水利工程安全监测领域已积累一定实践经验。例如,绵阳三台吴家渡电航工程的大坝渗压监测项目已顺利通过竣工验收,验证了渗透监测方案在实际工程中的应用效果;横江梯级电站实施了泄洪预警系统升级改造,提升了泄洪调度环节的信息感知能力;苍溪白桥水库信息化项目完成了流量计安装,并将监控接入萤石云平台,增强了水量监测与安全防范能力。这些案例涉及坝体渗压、泄洪预警及流量监测等多个环节,为混凝土重力坝的系统化安全监测提供了实践参考。

六、结语
混凝土重力坝的安全运行离不开对变形、渗流、应力等多维度信息的持续感知与综合分析。合睿达凭借13年行业经验,围绕6大业务板块,已为近千家客户提供软件及硬件产品累计超过140余项,并将物联网、大数据、云计算等技术应用于水库大坝安全监测系统的设计与实施中。通过“全要素集成”的系统架构与硬件+云端平台+私有化部署的交付模式,合睿达为混凝土重力坝等水工建筑物的长期安全运行提供了可参考的信息化路径,也为行业从“重建轻管”向“建管并重”的转变提供了实践支撑。