DL T 2096-2020 水电站大坝运行安全在线监控系统技术规范.pdf

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1、ICS 27.140 P 59 备案号： 中 华 人 民 共 和 国 电 力 行 业 标 准 DL/T XXX 202X 水电站大坝运行安全在线监控系统技术规范 Technical specification for online safety monitoring system of hydropower dam in operation （ 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 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 总则 . 2 5 系统设计 . 2 5.1 一般规定 . 2 5.2 监控内 容 .

2、2 5.3 监控方法 . 3 5.4 异常问题管控 . 5 5.5 系统组成 . 5 5.6 系统功能 . 5 5.7 系统性能 . 8 6 系统实施 . 9 6.1 安装调试 . 9 6.2 试运行 . 9 6.3 验收 . 9 7 运行管理 . 9 7.1 系统运行维护 . 9 7.2 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

3、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 1

4、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。 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 m3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/T 1754 水电站大坝运行安全管理信息系统技术规范 DL/T 5016 混凝土面板堆石坝设计规范 DL/T 5178 混凝土坝安全监测技术规范 DL/T 5211 大坝安全监测自动化技术规范

5、 DL/T 5259 土石坝安全监测技术规范 DL/T 5313 水电站大坝运行安全评价导则 DL/T 5346 混凝土拱坝设计规范 DL/T 5353 水电 水利工程边坡设计规范 DL/T 5395 碾压式土石坝设计规范 NB/T 35026 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 online monitoring 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

6、术手 段 。 3.2 信息采集 data collection 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 monitoring indices 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 2 速率限值 等 的总称。 3.4 推送消息 push message/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

7、.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/T 5178、 DL/T 5211、 DL/T 5259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

8、.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/T 5313的相关规定 。 5.1.5 系统 应符合

9、DL/T 1754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： 3 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

10、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

11、 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； 4 d）大坝安全状况综合评判。 5.3.2 监测成果有效

12、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

13、： 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/T 5313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

14、 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/T 5016、 DL/T 5346、 DL/T 5395、 NB/T 35026， 边坡 稳定 复核方法 应按 DL/T 5353， 安全度评判应按 DL/T 5313。 5 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

15、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 ，

16、 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/T 5178、 DL/T 5211、 DL/T 5259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

17、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 6 果。 5.6.2.3 大坝安全状况综

18、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。 5.6.3 特 高坝 和 库容 10亿 m3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

19、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.

20、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

21、 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 。 7 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，

22、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

23、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

24、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； 8 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

25、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

26、）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；

27、 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。 9 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

28、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

29、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 10 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

30、 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。 11 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 序号 监测类别 监测项目 大坝类型 重力坝 拱坝 面板坝 心墙坝 均质坝 一 变形 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 / / / 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 / / 二 渗流 渗流量 扬压力或坝基渗透压力 坝体渗透压力 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 四 环境量 上下游水位 气温 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。