DL∕T 2096-2020 水电站大坝运行安全在线监控系统技术规范(电力)

ICS27.140P59备案号：中华人民共和国电力行业标准DL/TXXX—202X水电站大坝运行安全在线监控系统技术规范Technicalspecificationforonlinesafetymonitoringsystemofhydropowerdaminoperation（报批稿）202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施国家能源局发布 目次1范围.............................................................................12规范性引用文件...................................................................13术语和定义.......................................................................14总则.............................................................................25系统设计.........................................................................25.1一般规定...................................................................25.2监控内容...................................................................25.3监控方法...................................................................35.4异常问题管控...............................................................55.5系统组成...................................................................55.6系统功能...................................................................55.7系统性能...................................................................86系统实施.........................................................................96.1安装调试...................................................................96.2试运行.....................................................................96.3验收.......................................................................97运行管理.........................................................................97.1系统运行维护...............................................................97.2问题闭环管理..............................................................10附录A（规范性附录）主要坝型监控项目..............................................11 前言本标准按照GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。请注意本标准的某些内容可能涉及专利。本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由电力行业大坝安全监测标准化技术委员会（DL/TC32）归口。本标准起草单位：国家能源局大坝安全监察中心、杭州国家水电站大坝安全和应急工程技术中心有限公司、雅砻江流域水电开发有限公司、国电大渡河流域水电开发有限公司、国家电投集团青海黄河电力技术有限责任公司、华能澜沧江水电股份有限公司。本标准主要起草人：张秀丽、沈海尧、冯永祥、李季、沈定斌、李黎、孙辅庭、林芝、沈静、傅春江、孔庆梅、高志良、张晨、李啸啸、张鹏。本标准为首次发布。本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二条一号，100761）。 1范围本标准规定了水电站大坝运行安全在线监控系统的设计、实施和运行管理要求。3本标准适用于运行水电站坝高100m以上的大坝，以及库容1亿m以上的大坝和病险坝。其他水电站大坝可参照执行。2规范性引用文件下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。DL/T1754水电站大坝运行安全管理信息系统技术规范DL/T5016混凝土面板堆石坝设计规范DL/T5178混凝土坝安全监测技术规范DL/T5211大坝安全监测自动化技术规范DL/T5259土石坝安全监测技术规范DL/T5313水电站大坝运行安全评价导则DL/T5346混凝土拱坝设计规范DL/T5353水电水利工程边坡设计规范DL/T5395碾压式土石坝设计规范NB/T35026混凝土重力坝设计规范3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1在线监控onlinemonitoring在线监控是指基于监测和现场检查等信息，通过自动化、信息化、智能化等手段，对大坝安全状况进行在线分析诊断和评判，及时发现大坝结构运行性态异常，及时预警反馈，为采取管控措施提供辅助决策支持的技术手段。3.2信息采集datacollection信息采集是指采取监测和现场检查等方法获取大坝安全运行信息的总称。3.3监控指标monitoringindices监控指标是指评判监测数据所反映的大坝运行性态是否正常的监测物理量限值和变化1 速率限值等的总称。3.4推送消息pushmessage/notification推送消息是指系统采用通讯手段自动向设定的用户发送消息。4总则4.1在线监控系统应以及时、准确掌握大坝运行性态，及时发现异常情况，有效管控风险，提高大坝安全管理工作效率为目标。4.2在线监控系统建设应结合大坝结构特点、安全状况和管理实际，采用成熟、可靠、先进的技术和方法。4.3在线监控系统可在现有大坝安全监测自动化系统、大坝安全管理信息系统的基础上通过升级改造实现。尚未建立大坝安全监测自动化系统和大坝安全管理信息系统的大坝，在线监控系统建设时，应统筹考虑。4.4大坝安全监测系统是在线监控的基础，应满足DL/T5178、DL/T5211、DL/T5259等的相关规定。4.5在线监控系统应采用开放式数据结构，应能动态升级，适应大坝运行性态及大坝安全管理要求的变化。5系统设计5.1一般规定5.1.1系统设计应针对大坝的结构特点、安全隐患和薄弱部位，确定监控内容、监控方法和管控手段，注重大坝安全状况监控和异常现象快速分析诊断。5.1.2系统宜具备在线信息检查、在线安全状况综合评判、问题管控、信息推送、信息管理、系统监视、移动办公等功能，具体应根据大坝安全运行状况，结合大坝安全管理需求确定。5.1.3监控内容应目的明确、重点突出，监控项目、监控测点的选取应有针对性。监控内容、监控方法和相关参数应可根据实际情况动态调整。5.1.4大坝安全状况的分析评判应符合DL/T5313的相关规定。5.1.5系统应符合DL/T1754的相关规定。5.2监控内容5.2.1监控内容应包括监控对象、监控部位、监控项目和监控测点。5.2.2监控对象应包括：2 a）挡水建筑物及其地基和附属设施；b）泄水建筑物及其地基和附属设施；c）影响大坝安全的边坡、近坝库岸等；d）其他影响大坝安全的构筑物。5.2.3监控部位应包括：a）混凝土坝的坝顶、坝基、典型坝段、岸坡连接坝段，不同结构连接部位；拱坝还应包括两岸抗力体。b）土石坝的坝顶、坝基、防渗体、上游坝坡、下游坝坡、穿坝建筑物连接部位、岸坡连接坝段；面板堆石坝的上游坝坡还应包括面板及周边缝。c）泄水建筑物的闸墩、边墙、牛腿等受力部位和上部大梁等易阻水部位，下游护坦、护坡等部位；d）影响大坝安全的近坝库岸、边坡及滑坡体、堆积体等不稳定体；e）监控对象中结构相对较薄弱和存在安全隐患的部位。5.2.4监控项目应包括：a）变形；b）渗流；c）薄弱部位和存在安全隐患部位的应力、应变等；d）薄弱部位和存在安全隐患部位的现场检查；e）特定部位和特定关注问题的视频监视。各主要坝型的监控项目见附录A。5.2.5监控测点应包括：a）与监控对象、监控部位相关的上下游水位、降雨量、气温、出入库流量等测点；b）反映监控对象整体变形性态的测点；c）反映监控对象整体渗流性态的测点；d）反映薄弱部位和存在安全隐患部位变形、渗流、应力应变等性态的测点；e）薄弱部位和存在安全隐患部位的巡视检查点或检查路线；f）特定部位和特定关注问题的视频监视点；g）反映其他需要重点关注部位运行性态的相应测点。5.3监控方法5.3.1在线监控应包括以下工作：a）监测成果有效性检查；b）监测数据异常识别；c）现场检查信息异常判别；3 d）大坝安全状况综合评判。5.3.2监测成果有效性检查监测成果有效性检查可采用下列方法或其组合：a）逻辑判别法：根据监测仪器量程、监测精度、监测数据的物理意义，判断测值有效性；b）统计判别法：以相近工况下的监测物理量作为样本数据，采用相关统计准则，判断测值有效性；c）数学模型判别法：建立监测量的统计模型、混合模型等数学模型，根据置信区间判断测值有效性；d）其他有效性判别方法。5.3.3监测数据异常识别5.3.3.1监测数据异常识别应与监控指标对比，判别量值或变化趋势等是否异常。异常情况宜按偏离监控指标的程度进行分级。5.3.3.2监控指标宜采用下列方法确定：a）通过结构分析计算确定；b）参考原设计指标确定；c）通过同类工程对比分析确定；d）按工程经验确定；e）通过数学模型计算确定；f）上游水位、出入库流量等环境量也可根据设计取值和管理需要确定。5.3.4现场检查信息异常判别现场检查信息宜通过与本工程的历次检查成果对比分析，或与同类工程对比分析判别有无异常。5.3.5大坝安全状况综合评判大坝安全状况综合评判应根据安全复核和实测运行性态评判结果，按DL/T5313的规定进行。5.3.5.1实测运行性态评判实测运行性态应综合监测成果和现场检查结果进行评判。5.3.5.2安全复核当实测运行性态评判为异常时，应对相应建筑物、边坡等的安全性进行快速复核；当实际荷载及其组合、力学参数、计算模型等与设计差异较大时，应根据实际运行情况进行复核。大坝应力、稳定复核方法应按DL/T5016、DL/T5346、DL/T5395、NB/T35026，边坡稳定复核方法应按DL/T5353，安全度评判应按DL/T5313。4 5.4异常问题管控5.4.1应建立异常问题台账，进行动态管理。5.4.2应建立异常问题处理流程，及时向有关部门和人员推送信息。5.4.3应具备完善的固定和移动办公功能，保证有关人员能及时应答反馈和处理，闭环管理。5.5系统组成5.5.1在线监控系统宜由信息采集层、服务层和客户层组成。5.5.2信息采集层可利用已有的安全监测系统，并根据需要配置巡视检查、视频监控等软硬件。5.5.3服务层可根据需要设置信息管理、分析评判、定制信息自动推送及系统管理等功能，主要包括数据库服务、应用服务、Web服务等软件，以及服务器、网络通讯设备等硬件。5.5.4客户层可根据需要设置信息接收及反馈、信息展示、人机交互等功能，主要包括计算机、移动终端等硬件和相关应用软件。5.6系统功能5.6.1系统应具备信息检查功能，对入库信息的及时性、有效性进行检查。5.6.1.1及时性检查应根据DL/T5178、DL/T5211、DL/T5259等安全监测和现场检查的技术标准，设置监测频次、现场检查周期等参数，系统定时自动检查信息是否及时入库；未及时入库的应能自动记录并推送消息。5.6.1.2有效性检查应具备按5.3.2的要求设置参数、生成模型等功能；系统实时自动检查测值是否超限；无效信息应自动标注并推送消息。5.6.1.3信息检查方法适用性检查宜定期自动对有效性检查所采用的指标、参数、模型、方法等进行检查；宜在系统中设置自动调整策略，不适用的自动标注并推送消息。5.6.2系统应具备安全状况评判功能，包括监测数据异常识别、现场检查信息异常识别、大坝安全状况综合评判、评判方法适用性检查及方案调整等功能。5.6.2.1监测数据异常识别应具备按5.3.3要求设置监控指标，根据需要建立数学模型等功能；系统自动对有效监测数据进行异常识别，并记录识别结果。5.6.2.2现场检查信息异常识别现场检查成果录入系统后，系统应能按5.3.4要求，识别异常及其变化，并记录识别结5 果。5.6.2.3大坝安全状况综合评判应具备按5.3.5要求设置评判方案功能；系统应自动进行大坝安全状况综合评判，自动记录评判结果及主要中间成果；评判结果为异常时应及时推送消息。5.6.2.4评判方法适用性检查、调整宜定期自动对结构安全状况评判所采用的指标、参数、模型、规则等进行检查和统计，不适用的自动标注并推送消息。可根据实际运行情况调整评判方案，修改相应设置。35.6.3特高坝和库容10亿m以上的高坝，以及结构复杂的大坝和存在结构安全隐患的大坝应具备快速结构安全复核功能；工程边坡存在稳定性问题的大坝，宜具备快速边坡稳定复核功能；特高坝和水库担任防洪任务的大坝，宜具备快速调洪计算功能。5.6.3.1快速结构安全复核应符合下列要求：a）计算模型建立及调整：应根据实际运行情况建立结构计算模型；计算模型应便于根据实际运行中出现的新情况进行快速调整。b）计算荷载设置：应预设典型工况；可按实际工况调整；能自动读取监测成果数据库中的相关数据并自动生成真实荷载；可进行荷载敏感性分析。c）力学参数设置：应预先设置计算采用的力学参数；可按需要调整力学参数；可进行参数敏感性分析。d）计算及成果输出：自动计算并进行后处理，输出满足实际需要的计算成果等值线图（或云图）、矢量图、统计表等图表。5.6.3.2快速边坡稳定复核应符合下列要求：a）计算方法选择和模型建立及调整：应根据实际边坡地质条件和可能失稳模式，提供可供选择的稳定复核计算方法，并建立相应计算模型；计算模型应便于根据实际运行中出现的新情况进行快速调整。b)计算参数和边界设置：应根据设计和工程勘察成果，预先设置计算采用的地质力学参数和边界条件；能自动读取监测成果数据库中的相关数据并自动生成真实荷载；可根据变形等实测成果反演和调整地质力学参数；可根据新增勘测成果，调整边界条件；可进行参数敏感性分析。c）计算及成果输出：自动计算并进行后处理，输出满足实际需要的边坡稳定安全度、位移等值线图（或云图）、矢量图、统计表等图表。5.6.3.3快速调洪计算复核应符合下列要求：a)计算参数设置：应根据设计成果，预先设置水库水位、库容曲线、泄流曲线、特征水位、调度规则等设计成果；能自动读取监测成果数据库中的入库流量、下泄流量并自动生成入库、出库流量过程线；可根据实际运行情况动态调整水位库容曲线、泄流曲线、调度规则等。6 b）快速调洪复核计算：预先设置设计工况各特征水位计算参数和计算方法，验证计算参数和计算方法；可根据运行情况要求，如特高坝水库蓄水或降水位速率选择，突发事件如库内滑坡、闸门启闭受阻、流道堵塞等，动态预测水库水位及其变化速率；应可进行参数敏感性分析。c）成果输出：自动计算并进行后处理，输出满足实际需要的各种水位、变化速率等列表、过程线等。5.6.4对异常问题管控，系统应具备推送信息、生成处理流程、生成报告等功能。5.6.4.1推送信息功能应符合下列要求：a）向设定的用户自动推送监控发现的异常和问题，并提供反馈信息输入界面，需要快速反馈的信息，应具备重复推送功能；b）可设置推送时间、内容、对象、反馈要求等。5.6.4.2生成处理流程功能，除能自动生成问题处理流程外，还应及时推送相关信息。5.6.4.3生成报告功能应符合下列要求：a）定期自动生成问题处理情况报告；b）定期自动生成大坝运行安全在线监控报告；c)根据需要快速自动生成问题处理情况报告或大坝运行安全在线监控报告。5.6.5系统应具备以下信息查询功能：a）查询监控测点的工作状态、数据缺失情况、测值有效性情况，监测、检查工作开展情况；b）查询监测数据异常、现场检查异常、大坝安全状况评判结果及主要中间成果；监控指标、评判规则的调整记录；c）查询异常和问题处理的流程记录；d）查询各类统计报表。5.6.6系统应具备以下显示功能：a）显示监测系统信息，包括系统布置、测点状态、测值过程线等内容；b）显示设置的监控对象、部位、项目、测点等监控内容；c）显示各类监控异常和问题信息；d）监控成果显示应满足可视化、图形化的要求。5.6.7系统应具备常规操作功能，包括输入、输出、查询、编辑、打印等。5.6.8系统应具备以下移动端操作功能：a）自动接收系统推送的各类信息；b）查询入库信息的及时性和有效性检查情况；c）查询监测数据异常、现场检查异常和大坝安全状况；d）人工录入数据、记录事项、上传影像等资料；7 e）查询各类统计报表；f）异常问题自动推送和相应的反馈信息输入界面。5.6.9系统应具备以下系统或设备之间的数据通信功能：a）监测自动化系统；b）相关信息管理系统；c）移动终端。5.6.10系统应具备以下状态监视功能：a）监视服务器、网络等硬件设备的运行状况；b）监视应用服务程序运行状况；c）监视与相关系统的数据服务接口状态；d）硬件、软件的异常报警。5.7系统性能5.7.1系统性能指标应满足下列要求：a）支持24h不间断运行，根据需要可调；b）批量监测数据实时传输入库时间不超过10min；c）快速结构复核计算分析时间不超过10min；d）单座大坝安全状况综合评判时间不超过5min；e）超过2min的操作处理，作为后台任务运行；f）单测点远程选测时间不超过30s；g）各子系统之间的通信、调用响应时间不超过5s；h）页面之间切换响应时间不超过1s。5.7.2系统应具有可扩展性，支持硬件、系统软件、应用软件和业务逻辑等多个层面的扩展和升级。5.7.3系统应具有较强的环境适应性，具备防雷、防潮、防锈蚀、防鼠、抗振、抗电磁干扰等性能。5.7.4系统软件应满足下列基本要求：a）运行应稳定、便于维护；b）操作环境应通用，宜优先采用浏览器/服务器结构；c）宜优先采用成熟的商业软件、组件和控件，第三方软件应具有软件使用（授权）许可证；d）具有图文并茂的用户界面；e）具有通用的浏览界面；f）能随计算机操作环境和系统工具软件的版本升级而更新。8 6系统实施6.1安装调试系统安装调试应符合下列要求：a）在服务器上安装数据库系统、web服务系统、应用服务软件等；b）在客户机上安装合适的浏览器和相关软件；c）导入基本信息，完成系统配置，设置监控指标和评判规则等；d）测试系统功能和性能；e）做好安装调试记录，编制安装调试报告。6.2试运行系统试运行应符合下列要求：a）试运行时间至少1年，主要功能和性能未达到设计要求的，以最终完成整改的时间起算；b）及时处理软、硬件问题；c）做好试运行记录；d）编制试运行报告。6.3验收系统验收应符合下列要求：a）应对照合同文件和系统设计报告，对系统功能和性能进行现场测试和符合性评价，并提出验收意见。b）验收材料应包括合同文件、系统设计报告、竣工报告、安装调试报告、试运行报告、技术手册（或主要开发文档）、使用手册等文件。7运行管理7.1系统运行维护7.1.1在线监控系统运行维护应建立相关制度。7.1.2系统运行维护工作人员应通过运行管理技术培训，掌握系统运行和问题处理的基本技能。7.1.3系统运行所需的数据和基础信息应全部入库，做好数据备份。7.1.4应至少每月一次检查系统运行情况，及时对硬件设备进行维护保养，及时处理系统运行异常和故障。7.1.5新增监测设施、监测自动化系统更新改造、现场检查要求发生变化等情况，应同步9 更新系统的相关设置。7.1.6应根据系统实际运行情况和大坝安全状况，及时优化调整监控内容和监控方法。7.1.7应满足电力行业信息安全等级保护和电力二次系统安全防护规定，确保系统安全运行。7.2问题闭环管理7.2.1应根据工程特点和管理实际建立问题管控管理制度，明确异常报警处理流程、处理要求、相关岗位职责等。7.2.2系统应确保将推送信息及时送达相关岗位人员；对未及时阅读推送信息的人员，应再次提醒。7.2.3相关人员应按制度和流程要求及时处理异常问题，做到闭环管理。7.2.4应至少每年一次对监控发现的各类问题及处理情况进行总结，及时改进和完善问题管控流程及管理措施。10 附录A（规范性附录）主要坝型监控项目主要坝型监控项目选择见表A。表A主要坝型监控项目选择表大坝类型序号监测类别监测项目重力坝拱坝面板坝心墙坝均质坝坝顶位移●●●●●坝基位移●●○○○坝体位移○●///坝体表面位移//●●●坝体内部位移//○○○拱座、坝肩位移○●///一变形坝体防渗体变形//○○/坝基防渗墙变形//○○○基岩变形○○///横缝变形○○///裂缝变形○○○○○周边缝变形//●○/分区界面位移//○○○渗流量●●●●●扬压力或坝基渗透压力●●●●●坝体渗透压力○○○○●二渗流防渗体渗透压力//●●/孔隙水压力///○○绕坝渗流（地下水位）○○○○○三应力应变视建筑物结构特性及运行情况具体确定上下游水位●●●●●气温○●○○○四环境量降雨量○○○●●出入库流量○○○○○注：“●”为应监控项目；“○”为可选项目；“/”为无该项目。11