項目概況

糯扎渡水電站位于云南省普洱市翠云區(qū)和瀾滄縣交界處的瀾滄江下游干流上，是瀾滄江中下游河段八個階 梯規(guī)劃的第五級,。水庫正常蓄水位812 米，水庫總庫容237.03 億立方米，電站裝機(jī)容量為5850MW（9 × 650MW），平均發(fā)電量239.12 億千瓦時；是亞洲最高、世界第三高的心墻堆石壩電站，壩頂高程 821.5 米，壩頂寬度18 米。

糯扎渡水電站樞紐工程安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)采用衛(wèi)星定位系統(tǒng)GNSS 和測量機(jī)器人TM30 對大壩表面變 形進(jìn)行進(jìn)行監(jiān)測，通過建立可靠的GNSS 和測量機(jī)器人自動化變形監(jiān)測，對監(jiān)測點進(jìn)行全天候24 小時不 間斷觀測，其觀測數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理分析和管理等工作，均在無人值守的情況下完成，并實現(xiàn)數(shù)據(jù) 計算、分析、預(yù)警的一體化自動化和遠(yuǎn)程控制功能。

系統(tǒng)建成后，具有精度高、自動化程度高、可靠性高、穩(wěn)定性高等特點。

糯扎渡水電站自動變形監(jiān)測系統(tǒng)方案

水電站的監(jiān)測點分了2 部分，一部分是測量機(jī)器人測量的114 個監(jiān)測點（具體為L1-L6 和L8 視準(zhǔn)線所有的測點，右岸壩肩邊坡沿 壩軸線監(jiān)測斷面的5 個測點、溢洪道消力塘邊坡最高兩個監(jiān)測斷面的 15 個測點及尾水隧洞出口邊坡兩個監(jiān)測斷面的10 個測點及部分滑坡 監(jiān)測點）；一部分為GNSS 測量的52 個監(jiān)測點（具體為上游堆石體的 L8、壩頂?shù)?/span>L6、下游堆石體的L3、L5 視準(zhǔn)線點及下游壩頂觀測房 頂部的測點）；52 個GNSS 監(jiān)測點都使用了豎軸同心觀測裝置，同時 獲取GNSS 和TM30 坐標(biāo)，通過處理重合點的數(shù)據(jù)平差分析，得到監(jiān)測 點更為準(zhǔn)確可靠的變形結(jié)果。徠卡的GeoMoS 控制系統(tǒng)能同時對GNSS 和TM30 測量機(jī)器人進(jìn)行有效的管理控制，GeoMoS 有效的處理兩套坐 標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，得到可供研究的數(shù)據(jù)。

糯扎渡水電站自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)

該系統(tǒng)由中國水電顧問集團(tuán)昆明勘測設(shè)計研究院監(jiān)測中心設(shè)計，長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院空間公司 負(fù)責(zé)總承包實施，所有GNSS、TM30 監(jiān)測機(jī)器人等設(shè)備及軟件的提供、安裝調(diào)試及技術(shù)指導(dǎo)均由徠卡測 量系統(tǒng)貿(mào)易（北京）有限公司承擔(dān)。糯扎渡電站自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)與2012 年3 月正式開始進(jìn)行系統(tǒng)的 施工，將于2014 年1 月開始正式運行。

該系統(tǒng)是目前國內(nèi)規(guī)模最大、技術(shù)難點最高的安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)，可以對監(jiān)測點進(jìn)行全天候24 小 時不間斷觀測，其觀測數(shù)據(jù)的采集、傳輸?shù)裙ぷ骶跓o人值守的情況下完成，并可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)計算、分 析、預(yù)警的一體化、自動化和遠(yuǎn)程控制功能。該系統(tǒng)為大壩變形監(jiān)測節(jié)約了大量的人工成本，更重要的是 能夠及時、準(zhǔn)確的提供監(jiān)測數(shù)據(jù)，如實反映壩頂變形趨勢。

糯扎渡水電站自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)
主要由如下組成：

§       徠卡GMX902 GG 監(jiān)測型接收機(jī)

§       徠卡AR10 準(zhǔn)扼流圈天線

§       徠卡AR25 扼流圈天線

§       徠卡TM30 監(jiān)測機(jī)器人

§       徠卡GNSS Spider 數(shù)據(jù)解算軟件

§       徠卡GeoMoS 數(shù)據(jù)分析軟件

§       通訊及供電系統(tǒng)

系統(tǒng)技術(shù)特點：

本系統(tǒng)由GNSS 監(jiān)測子系統(tǒng)和TM30 監(jiān)測子系統(tǒng)組成，兩套系統(tǒng)獨立運行；

兩套系統(tǒng)中全部52 個GNSS 監(jiān)測點都使用了豎軸同心觀測裝置，同時獲取同一監(jiān)測點的GNSS 和TM30 坐標(biāo)，能進(jìn)行觀測坐標(biāo)數(shù)值的對比檢核；

本系統(tǒng)采用光纖組網(wǎng)的TCP/IP 通訊模式，保證了系統(tǒng)的獨立穩(wěn)定地運行；

全部子系統(tǒng)集成在一個中心管理系統(tǒng)下，通過觀測數(shù)據(jù)，綜合分析大壩的變形情況。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)—GNSS 接收機(jī)

基準(zhǔn)點及大壩監(jiān)測點全部選用了徠卡GMX902GG 接收機(jī)。徠卡GMX902 系列簡 化了一些額外功能選件，也因此成為一款結(jié)構(gòu)監(jiān)測通用型接收機(jī)。其堅固耐用 的外殼不僅可以抵御雨水、高溫、嚴(yán)寒和震動等惡劣外界環(huán)境，而且便于安裝在不同的結(jié)構(gòu)物體上。采用 GMX902GG 監(jiān)測型接收機(jī)，有以下優(yōu)點：

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)—GNSS 天線

徠卡AR10 集成保護(hù)罩，可防止由于積雪降低信號質(zhì)量。非球形保 護(hù)罩可獲得最優(yōu)的信號質(zhì)量，且鳥類不易站在天線上面，克服了圓形保 護(hù)罩由于積雪或鳥類停留導(dǎo)致的信號干擾和衰減。AR10 天線采用空氣動 力學(xué)形狀，設(shè)計輕便，可用于各種條件下的安裝，如觀測墩、天線對中 桿，或安置在三角架，用于野外數(shù)據(jù)采集或監(jiān)測站應(yīng)用。

AR10 天線堅固，防紫外線，寬溫，防潮、灰、沙、太陽輻射、污染，抗震。AR10 天線饋線電纜長 度70m 內(nèi)而無需信號放大器

性能卓越

AR10 采用最新寬頻天線技術(shù)，優(yōu)異的低仰角跟蹤性能和抑制多路徑能力，且各個頻率之間天線相位 中心穩(wěn)定性達(dá)到亞毫米級精度。

采用新的低噪聲放大器，觀測噪聲極低，優(yōu)異的觀測值質(zhì)量。該技術(shù)具有極強(qiáng)的抗干擾能力。

數(shù)據(jù)通信

右岸攔污漂基準(zhǔn)站因為遠(yuǎn)離大壩，跨越河流，采用無線網(wǎng)橋通訊方式，無線網(wǎng)橋通訊采用點對點的方式進(jìn) 行，在右岸攔污漂基準(zhǔn)站安裝一個無線網(wǎng)橋（AP），在大壩左岸觀禮臺基準(zhǔn)站安裝一個無線網(wǎng)橋 （AP），兩者之間進(jìn)行無線通訊，再通過光纖傳輸?shù)椒?wù)器。其他大壩所有監(jiān)測點都通過光纖傳輸?shù)椒?/span> 務(wù)器。

供電系統(tǒng)

右岸攔污漂基準(zhǔn)站遠(yuǎn)離大壩，屬無人區(qū)，無民用電源提供，采用太陽能電池板對設(shè)備進(jìn)行供電。
左岸觀禮臺基準(zhǔn)站使用交流電源供電。
大壩上所有監(jiān)測點均使用交流電源供電。

糯扎渡水電站自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)精度及可靠 性分析

通過對監(jiān)測系統(tǒng)2013 年3-9 月數(shù)據(jù)分析，系統(tǒng)平面精度優(yōu)于3mm，滿足規(guī)范及實際監(jiān)測需要。 每個GNSS 觀測點都使用了360°棱鏡同心裝置，因而GNSS 和TM30 測量機(jī)器人兩套監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù) 可以相互檢核。
GNSS 監(jiān)測系統(tǒng)采用雙基站，兩個基準(zhǔn)點可作穩(wěn)定性校核，同時為整個變形控制網(wǎng)提供可靠的、高精度的 基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
對比GNSS 與TM30 兩組過程線，其變形趨勢完全一致。說明徠卡的GNSS 與TM30 兩套監(jiān)測系統(tǒng)，在 糯扎渡的監(jiān)測數(shù)據(jù)達(dá)到了統(tǒng)一，便于分析實際的位移量。

系統(tǒng)的主要功能

集成后的監(jiān)測系統(tǒng)，具備以下主要功能，完全滿足監(jiān)測系統(tǒng)及業(yè)主的需要：
（1）GNSS 監(jiān)測系統(tǒng)功能，點位圖、站點信息、數(shù)據(jù)流、衛(wèi)星情況、緊密定位結(jié)果。
（2）TM30 監(jiān)測系統(tǒng)功能，點位圖，然后依次是縱向位移圖、橫向位移圖、高程沉降圖、變形綜合成果 表。
（3）數(shù)據(jù)錄入功能，可以添加分部工程、分項工程、監(jiān)測類型、儀器類型、測點考證表、測點測值、斷 面、單元工程、環(huán)境數(shù)據(jù)及文檔管理。
（4）自動采集功能，可以做內(nèi)觀自動化數(shù)據(jù)采集、GNSS 系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、超站儀數(shù)據(jù)采集、強(qiáng)震儀數(shù)據(jù) 采集、光纖滲漏數(shù)據(jù)采集。
（5）數(shù)據(jù)查詢功能，簡單查詢、條件查詢、模糊查詢、斷面查詢、文檔查詢。
（6）報表輸出功能，包含儀器埋設(shè)數(shù)量、測點特征值統(tǒng)計、測點成果表統(tǒng)計。
（7）圖形輸出功能，包含過程線圖、分布圖、相關(guān)線、變形位移分布圖。
（8）檢驗分析功能，包含閥值法、包絡(luò)線、函數(shù)法、趨勢法、相關(guān)性、動平均模型、統(tǒng)計回歸模型分 析。
（9）預(yù)警管理功能，包含測點管理、預(yù)警查詢、預(yù)警管理系統(tǒng)。
（10）系統(tǒng)管理功能，包含用戶管理、數(shù)據(jù)庫管理、監(jiān)測類型管理、儀器類型管理、閥值設(shè)置、預(yù)警值 設(shè)置、信息顯示設(shè)置、變形測點基準(zhǔn)值修正、多點位移計成果修正。

糯扎渡水電站自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)大事記：

2012 年3 月：開始施工
2013 年3 月：29 套GNSS 和2 套TM30 試運行
2013 年9 月：全部設(shè)備安裝調(diào)試完成
2013 年10 月：系統(tǒng)試運行
2014 年：一年的觀察期
2015 年：系統(tǒng)移交業(yè)主