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摘要:本篇文章重点介绍了基于 GNSS 定位技术的滑坡体自动化监测系统在天花
板水电站田坝村堆积体监测项目中的成功应用,实现了全天候自动化监测,有效
满足了项目要求并保障了项目的安全实施。
云南昭通某水电站总装机容量 180MW,总库容 7871 万 m3。田坝村堆积体位
于该水电站库区左岸,距大坝 1.0~2.3km 范围内。2010 年 12 月电站正式蓄水后,
田坝村堆积体局地出现大小不等裂缝、岸坡拉裂及村民住房墙体开裂现象。
2011 年 7 月至 2013 年年底,通过常规监测方式监测,该堆积体局部最大平
面合位移达到 3889mm,最大垂直位移达到 2958mm,堆积体内部分房屋裂缝规
模已较大,对堆积体范围内居民人身安全已构成威胁,为确保当地居民及监测人
员安全,确切掌握堆积体稳定性态,并在失稳后有可能对电站大坝的影响进行掌
握,需对田坝村堆积体建立监测系统。
根据天花板水电站上游田坝村堆积体安全监测的需要,采用 GNSS 自动化监
测为最合理方案。首先采用 GNSS 采集数据,可以实现全天候观测,GNSS 同时具
有高精度、高效率特点,GNSS 系统具有向用户提供实时分米到厘米级、事后厘
米级到毫米级的绝对空间位置信息的能力;其次采用无线传输,由于各监测点供
电及数据传输均可独立进行,可以避免如崩塌、滑坡等恶劣状况出现线路中断从
而监测停止的问题。最后采用远程解算及监控,可以避免监测人员频繁到达监测
点位进行工作,提高安全性。
田坝村堆积体所处区域地势陡峭险要,交通不便,特别在恶劣情况出现时,
如地震、滑坡、暴雨、泥石流等,人员无法到达监测现场,常规仪器设备受条件
约束也无法开展工作,也就是说在堆积体最需要监测数据时而数据却无法采集,
采用 GNSS 监测系统,在数据采集的可靠性及人员安全性方面有更好的保障。
2.1GNSS 监测系统框架
田坝村堆积体无线远程 GNSS 监测系统总体由监测终端、数据传输通讯、数
据处理系统和预警发布几大系统构成。
根据堆积体初步勘察研究报告,在重点区域、关键点位加强表面变形监测工
作,因此选择了 5 处重点需关注的监测部位设置监测点位,编号 G1~G5。同时
为解决监测基准问题,结合地质分析资料及在堆积体对岸稳定位置设立 2 座监测
基准站(G6、G7)。
监测终端系统包括监测站、基准站的终端,由供电、数据采集、数据收发设
备组成;卫星导航系统采用目前应用最广且最为成熟的 GPS 系统,通过连续 GPS
卫星信号的接收,同步解算测定变形监测点相对基准站之间的相对变化,两座基
准站之间则通过相对空间位置关系相互校核稳定性,为堆积体的综合评价提供可
靠的表面位移变化数据。
GPS 终端接收机采用国内中海达 VNet5 型单星双频卫星接收主机,该产品系
统稳定性强,体积小、功耗低、发热量少,适合长期连续工作需要,支持 1 秒单
历元解算,静态/快速静态测量标称精度:水平±2.5mm+0.5ppm;垂直