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河北省桃林口水库管理局 河北秦皇岛 066000
【摘 要】简述桃林口水库大坝监测仪器设备，针对受大坝廊道潮湿和窜风等环境影响，造成大坝水平位移观测数据不准问题，提出除湿阻风改造方案。
【关键词】桃林口水库；变形监测仪器设备；环境影响；改进方案
1 前言
桃林口水库位于河北省青龙县境内，在滦河主要支流-----青龙河上，是一座集供水、农业灌溉、发电、养殖、旅游等功能于一体的大型水利枢纽工程。坝址以上控制流域面积5060km3，多年平均年径流量9.6亿m3。大坝为二级建筑物，坝型为“金包银”式碾压混凝土重力坝，坝顶长500m，坝顶高程146.5m，最大坝高74.5m，正常蓄水位143.4m，总库容8.59亿m3，，于1998年12月竣工建成。
桃林口水库大坝监测自动化系统分内观和外观两部分，具备观测数据自动采集和定性分析功能。其中内部观测项目有应力应变观测、温度观测、渗压观测、裂缝观测。外部观测项目有变形观测、渗流观测和水文观测等，该系统共有观测器309支。其中，变形观测仪器设备包括：4条引张线，3条正垂线，5条倒垂线，引张线仪38台，垂线坐标仪14台。分布在大坝79、110和130高程的4条观测廊道和10个观测室内。
自1999年9月自动化投入运行以来，大坝变形监测仪器设备受大坝廊道内潮湿和窜风等外界环境的影响，造成自动化系统采集到的大坝水平位移观测数据不准，出现观测数据超限现象，使大坝安全监测自动化系统变形监测部分运行不顺畅，只能采用人工观测数据。
2 不良的外界环境
2.1潮湿的廊道
桃林口水库大坝廊道内一年四季湿度变化大，导致仪器极板结露，引起测量误差。变形监测仪器采用特制的引张线仪和垂线坐标仪。采用电容原理测量位移。仪器中设有两个固定极板A和极板B，且分别固定在仪器基座上，活动中间极C安装在线体上。由于极板A、B、C都是由金属制造而成，并且极板A与中间极C之间的电容是由它们之间的距离d1和两极板面积决定的。同样，极板B与中间极C之间的电容由d2和两极板面积决定。当线体发生位移时，中间极C相对极板发生变化，即d1，d2发生了变化，所以中间极与两极板之间的电容就发生了变化，只要测出电容的变化就可以得到线体发生的位移。
当廊道内湿度较大时，仪器的极板上凝结有水珠，结露严重的观测室，不仅极板上有水珠，中间极上更是水珠多少不一。这种现象实际上已经改变了极板的物理性能，即极板四周形成一层水膜，导致极板与中间极之间的距离发生了变化，结露后d1和结露前d2距离不相等，使极板间电容发生变化，导致测量不准。
2.2垂线孔冷凝水滴
当外界温度较高时，必然在130廊道的温度高于110廊道的温度，110廊道的温度高于79廊道的温度。由于垂线孔与各个廊道相通，所以在垂线孔出现气流，在孔口处出现冷热气流交替，两股气流遇到仪器金属板时，在极板上凝结成水珠。另外由于孔壁是钢管，气流在管壁上凝结成水珠向下流，滴到仪器上同样影响测量结果。
2.3廊道窜风
由于大坝迎风面风压大，背风面风压小，风从廊道进口进入坝内，再加上廊道上、下层温度差造成对流，形成了沿垂线孔窜风，吹着垂线摆动，导致自动化系统采集到数据不准。
3 改造措施
3.1 除湿
在测点加装自动除湿装置，该装置与现有的自动化系统相连，但不影响系统工作（测点附近有微小的电波都将影响测量结果），该装置将湿度控制在极小的变化范围。每个位移测点处安装除湿器和湿度控制仪，在节点观测室安装节点控制室。
3.2阻断风路
在每个测点旁的垂线孔处加装阻风罩，使冷热空气不流通，垂线不能自由移动。
4 该措施实验
为了验证除湿方案是否可行，于2002年7月，在1号观测室的PL1垂线观测点和79廊道的EX-5引张线观测点，进行了除湿阻风试验。从观测数据可以看出：经过除湿引张线EX-5的数据比没有除湿的EX-6数据在一年内的变化要小；垂线PL1的数据比没有除湿的数据在一年内的变化要小。为更好地说明问题，将图形进行比较，经过除湿的图形变化十分平缓，不除湿的图形变化很大。
5 结语
通过在变形监测仪器设备测点处加装自动除湿装置除湿，以及在测点旁的垂线孔处加装阻风罩阻断垂线孔的风路措施，可解决外部环境影响问题，提高大坝观测水平位移精度，使水库大坝安全变形监测自动化系统运行非常良好。
【摘 要】简述桃林口水库大坝监测仪器设备，针对受大坝廊道潮湿和窜风等环境影响，造成大坝水平位移观测数据不准问题，提出除湿阻风改造方案。
【关键词】桃林口水库；变形监测仪器设备；环境影响；改进方案
1 前言
桃林口水库位于河北省青龙县境内，在滦河主要支流-----青龙河上，是一座集供水、农业灌溉、发电、养殖、旅游等功能于一体的大型水利枢纽工程。坝址以上控制流域面积5060km3，多年平均年径流量9.6亿m3。大坝为二级建筑物，坝型为“金包银”式碾压混凝土重力坝，坝顶长500m，坝顶高程146.5m，最大坝高74.5m，正常蓄水位143.4m，总库容8.59亿m3，，于1998年12月竣工建成。
桃林口水库大坝监测自动化系统分内观和外观两部分，具备观测数据自动采集和定性分析功能。其中内部观测项目有应力应变观测、温度观测、渗压观测、裂缝观测。外部观测项目有变形观测、渗流观测和水文观测等，该系统共有观测器309支。其中，变形观测仪器设备包括：4条引张线，3条正垂线，5条倒垂线，引张线仪38台，垂线坐标仪14台。分布在大坝79、110和130高程的4条观测廊道和10个观测室内。
自1999年9月自动化投入运行以来，大坝变形监测仪器设备受大坝廊道内潮湿和窜风等外界环境的影响，造成自动化系统采集到的大坝水平位移观测数据不准，出现观测数据超限现象，使大坝安全监测自动化系统变形监测部分运行不顺畅，只能采用人工观测数据。
2 不良的外界环境
2.1潮湿的廊道
桃林口水库大坝廊道内一年四季湿度变化大，导致仪器极板结露，引起测量误差。变形监测仪器采用特制的引张线仪和垂线坐标仪。采用电容原理测量位移。仪器中设有两个固定极板A和极板B，且分别固定在仪器基座上，活动中间极C安装在线体上。由于极板A、B、C都是由金属制造而成，并且极板A与中间极C之间的电容是由它们之间的距离d1和两极板面积决定的。同样，极板B与中间极C之间的电容由d2和两极板面积决定。当线体发生位移时，中间极C相对极板发生变化，即d1，d2发生了变化，所以中间极与两极板之间的电容就发生了变化，只要测出电容的变化就可以得到线体发生的位移。
当廊道内湿度较大时，仪器的极板上凝结有水珠，结露严重的观测室，不仅极板上有水珠，中间极上更是水珠多少不一。这种现象实际上已经改变了极板的物理性能，即极板四周形成一层水膜，导致极板与中间极之间的距离发生了变化，结露后d1和结露前d2距离不相等，使极板间电容发生变化，导致测量不准。
2.2垂线孔冷凝水滴
当外界温度较高时，必然在130廊道的温度高于110廊道的温度，110廊道的温度高于79廊道的温度。由于垂线孔与各个廊道相通，所以在垂线孔出现气流，在孔口处出现冷热气流交替，两股气流遇到仪器金属板时，在极板上凝结成水珠。另外由于孔壁是钢管，气流在管壁上凝结成水珠向下流，滴到仪器上同样影响测量结果。
2.3廊道窜风
由于大坝迎风面风压大，背风面风压小，风从廊道进口进入坝内，再加上廊道上、下层温度差造成对流，形成了沿垂线孔窜风，吹着垂线摆动，导致自动化系统采集到数据不准。
3 改造措施
3.1 除湿
在测点加装自动除湿装置，该装置与现有的自动化系统相连，但不影响系统工作（测点附近有微小的电波都将影响测量结果），该装置将湿度控制在极小的变化范围。每个位移测点处安装除湿器和湿度控制仪，在节点观测室安装节点控制室。
3.2阻断风路
在每个测点旁的垂线孔处加装阻风罩，使冷热空气不流通，垂线不能自由移动。
4 该措施实验
为了验证除湿方案是否可行，于2002年7月，在1号观测室的PL1垂线观测点和79廊道的EX-5引张线观测点，进行了除湿阻风试验。从观测数据可以看出：经过除湿引张线EX-5的数据比没有除湿的EX-6数据在一年内的变化要小；垂线PL1的数据比没有除湿的数据在一年内的变化要小。为更好地说明问题，将图形进行比较，经过除湿的图形变化十分平缓，不除湿的图形变化很大。
5 结语
通过在变形监测仪器设备测点处加装自动除湿装置除湿，以及在测点旁的垂线孔处加装阻风罩阻断垂线孔的风路措施，可解决外部环境影响问题，提高大坝观测水平位移精度，使水库大坝安全变形监测自动化系统运行非常良好。