水庫安全監測系統
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白河水庫下游坡面整治工程(自動化監測部份)

工程概要

本工程位於台南縣白河鎮的白河水庫,該水庫之下游坡面目前正在進行整治工程之土建工程,本工程係將水庫壩體過去設置之水位井、壩體傾斜管進行自動化監測連線﹔同時整合地震儀自動記錄並新增兩組自動化滲漏量水堰。以建立壩體觀測自動化便於日後地震之觀測分析及壩體安全評估之參考。

本工程之工作範圍包括2孔傾斜管之自動化,管內測點分佈為間隔3米,共計28個自動測點2組量水堰漏水量觀測系統之設備提供及施工裝設;3孔舊有水位井觀測自動化之設備安裝及連線;原有強震儀之佈設為壩頂及壩底各一組感應器連線回觀測房與自動監測系統同時記錄。除自動化系統外另新增設6個沉陷點分佈於壩體及壩趾部以建立長期壩體變動行為之基本資料﹔一套自動監視掃描記錄器與強震儀之記錄主機則集中設置於壩頂之觀測室內以供長期記錄監視用,同時便於觀測人員收集資料及保養維護。

 

自動化監測系統架構圖

儀器設備

1、傾斜計28

2、漏水量計2

3、水位井3

4、靜態資料擷取器1

5、地震儀監測主機1

6、自動化監測主機1

7、沉陷點6

8、無線電通訊設備4

安裝儀器內容

1、   自動化傾斜計

a.  將重錘上方連接同距離之量測導桿,導桿上方與上一深度固定式傾斜計連接。

b.  將傾斜儀沿傾度管溝槽置入,依序連接上一只傾斜儀。

c.  於安裝過程亦同時固定量測電纜。

d.  將所有傾斜儀及組件依序串連置入管內,至最後深度。

e.  將量測導桿固定於孔口固定座並裝置保護蓋。

f.  將所有量測電纜編號並與記錄器連接,即完成裝設工作。

g.  安裝示意圖請詳附圖所示。

h.  在裝設完成後測定初始觀測值。

2、漏水量計

a.  兩堰緣夾角及安置角度須正確,並使銳緣向上游。

b. 堰板本身應平直,且垂直於渠道流向。

c.  下游渠道最高水位不可超過堰口尖端以免發生潛流。

d.  堰口尖端至渠道底面及二側最少等於二倍最大設計水頭。

e.量水堰依據原有排水廊道量水堰位置設置,設置前應先將周圍之污泥、雜草及石塊清除;現有廊道排水溝尺寸如無法安放量水堰與水位計時,應於廊道適當位置敲除部份混凝土後,施作靜水槽,將淨水槽裝置於排水溝內,並以水泥固定之,須確定安裝方向正確。

f. 將低容量式水位計固定於淨水槽內並鎖緊確認量測頭至三角堰口之高度

g. 量測安裝後水位初值並對照實際水槽內水位以校正讀

h. 將水位計之信號線延伸至信號掃瞄箱內之輸入接點上,  以供自動化測讀

3、水位計

a.   於水位井內事先量測其自然水位高度,然後將水壓計依現場深度接妥預留線及鋼纜,大氣平衡氣管,並於電纜上標示長度記號。

b. 將準備好之水位計放入自然水位下5m位置,因為本工地目前處於枯水期,因此放於此深度較恰當。依儀器之範圍,本儀器尚有15m水位空間以利高水位時使用,如有不足,尚可隨時調整。

c.  安裝完成後,將鋼纜固定管口,應避免脫落造成深度不正確,影響水位量測,接上放大器,並用三用電錶量測輸出是否正確,如有誤則於放大器上調整(調整方式見放大器使用說明)

d.  水壓計其計算方式為(量測值-初始值)x K(較正系數)=物理量(kg/cm2 )1kg/cm2 =10m水位高,利用此方法可知目前水位高度。

4、數位信號傳送模組

本案所使用之感應器共需61個頻道,所採用之數位信號傳送模組為一分散式架構且可自由擴充至255個輸入頻道。

分散式掃描系統可在感應器端將類比量測信號直接轉換為數位信號,因此即使在長距離傳輸上也完全不會有信號衰減或雜訊干擾之問題。

數位信號傳輸之主幹線使用RS-485架構,信號之傳送接收只需2心信號線,外加2心直流電源線另保留2心預備用﹔所以主幹線使用6蕊雙隔離信號線將所有現場轉換之數位讀值集中傳送到觀測房之記錄電腦主機內供營運人員隨時查詢。

數位信號傳送模組置於觀測現場,視觀測儀器之分布情形,以不鏽鋼收容箱分區集中,以利維護﹔同時依實際現場需要在收容箱中裝置訊號強波器(Repeater),確保信號傳送品質。

5、新設沈陷點

(1)基準點()

基準點()設立位置可參見設計圖,惟配合現地條件,實際設置位置應依甲方工程師現場指示。若施作於壩座穩定岩盤處,鑽孔開挖不得影響現有邊坡之穩定。

 

6、管線施工

使用鍍鋅鋼管連接感應器與信號轉換器

鋼管:6/8”鍍鋅鋼管

信號線:4C@0.5mm2 PE-PE隔離電纜

接線箱:不袗附蓋,便於日後維修

管線固定:經過混凝土結構使用不袗管夾固定,經過石坡地帶區則先開挖後埋入再以混凝土覆蓋保護,地震儀原有電纜線如有損壞應一併修復管線配置路線依甲方於現場指示施作。

 

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