Kiểm tra hiện trạng hệ thống thiết bị quan trắc hồ chứa nước Cửa Đạt – Thanh Hoá

Kiểm tra hệ thống quan trắc_hồ_Cửa_Đạt được thực hiện bởi Công ty cổ phần thiết bị quan trắc Địa kỹ thuật và Môi trường Việt Nam – VEGI. VEGI là một đơn vị có nhiều kinh nghiệm trong lĩnh vực thiết bị quan trắc địa kỹ thuật và môi trường nói chung cũng như lĩnh vực cung cấp, lắp đặt, sửa chữa, nâng cấp,…hệ thống thiết bị quan trắc đập thuỷ điện và hồ chứa nói riêng.

Công ty cổ phần thiết bị quan trắc Địa kỹ thuật và Môi trường Việt Nam có đội ngũ kỹ sư và cố vấn kỹ thuật có nhiều năm kinh nghiệm trong công tác lắp đặt các hệ thống quan trắc thuỷ điện tại Việt Nam và các nước lân cận trong khu vực. Do đó chúng tôi có thể đáp ứng được tất cả các yêu cầu về lắp đặt các hệ thống quan trắc, từ hệ thống ghi đo thủ công đến tự động, có thể đưa dữ liệu quan trắc lên máy chủ ảo Cloud Server VPS với chi phí hợp lý. Ngoài ra chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ Quý khách hàng mọi lúc mọi nơi trong công tác vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa, … hệ thống quan trắc.

Công ty chúng tôi là đơn vị chuyên cung cấp và lắp đặt các thiết bị quan trắc Địa Kỹ thuật và Môi trường như Inclinometer, Piezometer, Strain Gauge, Extensometer, Datalogger, thiết bị đo mưa, trạm thời tiết,…Công ty chúng tôi còn là đối tác thường xuyên và tin cậy của các hãng sản xuất thiết bị quan trắc hàng đầu thế giới như: Geokon – USA, Campbell Scientific – USA, Texas Electronics – USA, R.M. Young – USA, HyQuest Solutions – Australia, RST – Canada, Roctest – Canada, Sisgeo – Italy, Soil Instruments – UK, ACE Instrument – Hàn Quốc, Encardio Rite – Ấn Độ, Vaisala – Phần Lan,… Chúng tôi nhập khẩu trực tiếp thiết bị từ các hãng sản xuất và không qua đơn vị trung gian, đảm bảo cho Quý khách hàng có được mức giá cạnh tranh và ưu đãi nhất. Mọi chi tiết xin liên hệ qua Hotline: 0903 372 300 (Call, SMS, Zalo, Skype, Viber, WhatsApp) hoặc E-mail: geotechnics@geotechnicsvn.com

I. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

Đập Cửa Đạt được xây dựng trên thượng nguồn sông Chu tại huyện Thường Xuân, tỉnh Thanh Hoá. Đập tạo ra hồ chứa đa mục tiêu với dung tích 1.45 tỷ m³ nước nhằm:

– Giảm nhẹ lũ sông Chu

– Cấp nước tưới tiêu, tạo nguồn nước sinh hoạt cho vùng dân cư rộng lớn tỉnh Thanh Hoá

– Phát điện với công suất lắp máy 97 MW…

Đập chính ngăn dòng sông Chu là đập đá đầm nén với bản mặt bê tông cốt thép (CFRD – Concrete Face Rockfilll Dam) có chiều dài 949.9 m, chiều cao ở vị trí giữa lòng sông là 118.5 m, chiều rộng mặt đập 10 m với thể tích khối vật liệu khoảng 10 triệu m³ đá. Ngoài ra còn có đập tràn bê tông cốt thép, hầm dẫn dòng, nhà máy thuỷ điện, đập phụ, hệ thống kênh tưới.

Với quy mô và tính chất của công trình, công trình đã được thiết kế và lắp đặt hệ thống thiết bị quan trắc do hãng RST Instruments – Canada chế tạo. Qua kiểm tra hiện trạng thực tế, đập có tổng cộng 166 cảm biến ghi đo, trong đó có 144 cảm biến dây rung VW (Vibrating Wire), 22 cảm biến ELS (Electrolytic Sensors Submersible Uniaxial Tilt Meter) được tích hợp vào 10 trạm đấu nối và 1 trạm điều khiển trung tâm. Các trạm đấu nối, trạm điều khiển trung tâm và hệ thống máy tính thu thập dữ liệu được kết nối với nhau bởi hệ thống thu phát sóng RF401 do hãng Campbell Scientific – USA chế tạo có tần số hoạt động 2.4 GHz.

Thống kê cụ thể về các thiết bị ghi đo như sau:

1. Thiết bị đo biến dạng một chiều khớp nối bê tông bản mặt, ký hiệu MJ: 51 thiết bị, ký hiệu từ MJ1 đến MJ51

2. Thiết bị đo biến dạng ba chiều khớp nối bê tông bản chân, ký hiệu MTJ: 36 thiết bị, ký hiệu từ MTJ1 đến MTJ 36

3. Thiết bị đo áp lực thấm đáy đập, ký hiệu PZ: 15 thiết bị, ký hiệu từ PZ1 đến PZ15

4. Thiết bị đo độ nghiêng bê tông bản mặt, ký hiệu EL: 22 thiết bị, ký hiệu từ EL1 đến EL22

5. Thiết bị đo lún nền đập, ký hiệu FS: 5 thiết bị, ký hiệu từ FS1 đến FS5

6. Thiết bị đo lún thân đập, ký hiệu MS: 12 thiết bị, ký hiệu từ MS1 đến MS12

7. Thiết bị đo chuyển vị ngang thân đập, ký hiệu MN: 7 thiết bị, ký hiệu từ MN1 đến MN7

8. Thiết bị đo ứng suất cốt thép và bê tông tràn xả lũ, ký hiệu AKCT: 11 thiết bị, ký hiệu từ AKCT1 đến AKCT11

9. Thiết bị đo mực nước thượng lưu, hạ lưu, ký hiệu WL: 3 thiết bị, ký hiệu từ WL1 đến WL3

10. Thiết bị đo mực nước giếng hai vai đập, ký hiệu GQT: 4 thiết bị, ký hiệu từ GQT1 đến GQT4

11. Trạm thu thập và xử lý dữ liệu tự động: 11 trạm, ký hiệu từ Place 1 đến Place 10 và PDIU1.

12. Ngoài ra đập Cửa Đạt còn có 3 cảm biến quan trắc động đất ba chiều, ký hiệu từ CD001 đến CD003 được đấu nối, tích hợp riêng biệt.

II. KIỂM TRA HỆ THỐNG QUAN TRẮC_HỒ_CỬA_ĐẠT | PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA HIỆN TRẠNG CÁC THIẾT BỊ

1. Kiểm tra hệ thống quan trắc_hồ_Cửa_Đạt | Phương pháp kiểm tra các cảm biến dây rung VW (Vibrating Wire Sensors)

Có tổng cộng 144 cảm biến dây rung tại đập Cửa Đạt, để biết chúng còn hoạt động hay không cần sử dụng máy đọc cảm biến dây rung xách tay hoặc một bộ ghi thu dữ liệu tự động CR800 hoặc CR1000 kèm theo các phụ kiện cần thiết. Tại đập Cửa Đạt, công ty cổ phần khảo sát và kiểm định xây dựng Hà Nội đã sử dụng máy đọc cảm biến dây rung xách tay VW Data Recorder do hãng Slope Indicator chế tạo tại USA để kiểm tra các cảm biến dây rung.

Các cảm biến dây rung do hãng RST chế tạo có 2 dây tần số (đỏ và đen), 2 dây nhiệt độ (trắng và xanh), 1 dây trung hoà, khi đấu nối các dây này vào máy đọc, nếu màn hình hiển thị cả hai thông số tần số và nhiệt độ thì cảm biến đang hoạt động bình thường. Nếu chỉ hiển thị tần số mà không hiển thị nhiệt độ có nghĩa là cảm biến Thermistor gắn kèm đầu đo đã hỏng, điều này cũng không ảnh hưởng gì nhiều đến việc tính toán giá trị ghi đo, cảm biến có thể coi là vẫn hoạt động. Nếu cảm biến chỉ hiển thị nhiệt độ, không hiển thị tần số hoặc không hiển thị cả hai, có nghĩa là cảm biến đã bị hỏng.

2. Kiểm tra hệ thống quan trắc_hồ_Cửa_Đạt | Phương pháp kiểm tra các cảm biến đo nghiêng một trục ELS (Electrolytic Sensors Submersible Uniaxial Tilt Meter)

Có tổng cộng 22 cảm biến đo nghiêng một trục ELS, cũng chính là 22 cảm biến đo độ nghiêng bê tông bản mặt, ký hiệu EL. Cảm biến có dải đo ±3^o. Để kiểm tra tình trạng của các cảm biến này, cần sử dụng 1 bộ Datalogger CR800 hoặc CR1000 và một máy tính cài sẵn phần mềm chuyên dụng LoggerNet 4.5. Tại đập Cửa Đạt, công ty cổ phần khảo sát và kiểm định xây dựng Hà Nội đã sử dụng bộ Datalogger CR1000 kèm theo phần mềm LoggerNet 4.5 do hãng Campbell Scientific chế tạo tại USA để kiểm tra các cảm biến ELS.

Các cảm biến ELS thường có 6 dây, cặp dây đỏ – đen để cấp nguồn điện áp kích thích 8-14 VDC, dây trắng là điện áp tham chiếu (1.25±0.01 VDC), dây xanh lá đo nhiệt độ, dây cam là nguồn điện áp ra của độ nghiêng cảm biến (1.25±0.6 VDC), dây màu xanh da trời không có tín hiệu. Để kiểm tra, cần cấp nguồn 12VDC cho cặp đỏ – đen, trong đó đỏ là dây dương, đen là dây âm. Dây cam được đấu nối vào cổng Analog Inputs (Single ended) để đo điện thế. Sử dụng phần mềm LoggerNet 4.5 kèm theo 1 program code để đo điện thế đầu ra của các cảm biến, nếu tín hiệu đầu ra dây cam nằm trong khoảng 1.25±0.6 VDC có nghĩa là cảm biến đang hoạt động bình thường, nếu cảm biến không cho ra được hiệu điện thế nằm trong dải trên có nghĩa là nó đã bị hỏng.

3. Kiểm tra hệ thống quan trắc_hồ_Cửa_Đạt | Phương pháp kiểm tra các trạm ghi đo số liệu tự động Datalogger

Tại đập Cửa Đạt, các trạm Datalogger thường bao gồm các thành phần sau:

– Bộ nguồn cấp bao gồm pin mặt trời, ăc quy và bộ chống quá tải dòng điện

– Bộ giao diện chuyển đổi tín hiệu cảm biến dây rung AVW216 kèm theo ăng ten phát sóng hoặc AVW200

– Các bộ mở rộng kênh Flexi-Mux

– Bộ ghi đo dữ liệu tự động CR1000

– Modem phát sóng

Để kiểm tra các thành phần trên, làm như sau:

– Bộ nguồn cấp bao gồm pin mặt trời, ăc quy và bộ chống quá tải dòng điện: Sử dụng đồng hồ đo điện Multimeter để đo điện áp của ăc quy và pin mặt trời, dải điện áp thường nằm trong khoảng 9-16 VDC

– Bộ giao diện chuyển đổi tín hiệu cảm biến dây rung AVW216, AVW200, các bộ mở rộng kênh Flexi-Mux, bộ ghi đo dữ liệu tự động CR1000, modem thu phát sóng: Sử dụng phần mềm LoggerNet 4.5 kèm theo máy tính và cáp RS232 để kết nối với chúng, nếu chúng kết nối được, có phản hồi, thay đổi được các thông số như tốc độ truyền dữ liệu, quét được số đọc các cảm biến… thì có nghĩa là chúng vẫn hoạt động bình thường, nếu chúng không có phản hồi nghĩa là đã bị hỏng.

III. KIỂM TRA HỆ THỐNG QUAN TRẮC_HỒ_CỬA_ĐẠT | HIỆN TRẠNG CÁC THIẾT BỊ

Các thiết bị quan trắc được tích hợp vào 10 trạm đấu nối từ Place 1 đến Place 10 và 1 trạm Datalogger trung tâm PDIU1

1. Kiểm tra hệ thống quan trắc_hồ_Cửa_Đạt | Trạm Place 1

 Trạm Place 1 gồm có:

– 12 thiết bị đo biến dạng ba chiều khớp nối bê tông bản chân MTJ

– 4 thiết bị đo áp lực thấm đáy đập PZ

– 1 thiết bị đo mực nước giếng vai đập GQT

– Bộ nguồn cấp 12VDC gồm có: ắc quy, pin mặt trời

– 1 bộ giao diện chuyển đổi tín hiệu dây rung AVW216 kèm theo ăng ten phát sóng

– 4 bộ mở rộng kênh Flexi-Mux

2. Kiểm tra hệ thống quan trắc_hồ_Cửa_Đạt | Trạm Place 2

Trạm Place 2 gồm có:

– 5 thiết bị đo biến dạng một chiều khớp nối bê tông bản mặt MJ

– 4 thiết bị đo độ nghiêng bê tông bản mặt EL

– Dây nguồn cấp 12VDC và bộ ổn định dòng điện

– 2 bộ mở rộng kênh Flexi-Mux

3. Kiểm tra hệ thống quan trắc_hồ_Cửa_Đạt | Trạm Place 3

Trạm Place 3 gồm có:

– 2 thiết bị đo lún nền đập FS

– 2 thiết bị đo lún thân đập MS

– 1 thiết bị đo chuyển vị ngang thân đập MN

– 1 thiết bị đo mực nước giếng vai đập GQT

– Bộ nguồn 12 VDC bao gồm ăc quy và pin mặt trời

– 2 bộ mở rộng kênh Flexi-Mux

– 1 bộ giao diện chuyển đổi tín hiệu dây rung AVW216 kèm theo ăng ten phát sóng

4. Kiểm tra hệ thống quan trắc_hồ_Cửa_Đạt | Trạm Place 4

Trạm Place 4 gồm có:

– 23 thiết bị đo biến dạng một chiều khớp nối bê tông bản mặt MJ.

– 9 thiết bị đo biến dạng ba chiều khớp nối bê tông bản chân MTJ.

– 9 thiết bị đo độ nghiêng bê tông bản mặt EL.

– 4 thiết bị đo áp lực thấm đáy đập PZ.

– Dây nguồn cấp 12VDC và bộ ổn định dòng điện

– 9 bộ mở rộng kênh Flexi-Mux

5. Kiểm tra hệ thống quan trắc_hồ_Cửa_Đạt | Trạm Place 5

Trạm Place 5 gồm có:

– 7 thiết bị đo lún thân đập MS

– 4 thiết bị đo chuyển vị ngang thân đập MN

– Bộ nguồn 12 VDC bao gồm pin mặt trời và ăc quy

– 3 bộ mở rộng kênh Flexi-Mux

– 1 bộ giao diện chuyển đổi tín hiệu dây rung AVW216 kèm theo ăng ten phát sóng

6. Kiểm tra hệ thống quan trắc_hồ_Cửa_Đạt | Trạm Place 6

Trạm Place 6 gồm có:

– 14 thiết bị đo biến dạng một chiều khớp nối bê tông bản mặt MJ.

– 6 thiết bị đo biến dạng ba chiều khớp nối bê tông bản chân MTJ.

– 9 thiết bị đo độ nghiêng bê tông bản mặt EL.

– 4 thiết bị đo áp lực thấm đáy đập PZ.

– 7 bộ mở rộng kênh Flexi-Mux.

– Dây nguồn cấp 12VDC và bộ ổn định dòng điện

7. Kiểm tra hệ thống quan trắc_hồ_Cửa_Đạt | Trạm Place 7

Trạm Place 7 gồm có:

– 9 thiết bị đo biến dạng một chiều khớp nối bê tông bản mặt MJ.

– 9 thiết bị đo biến dạng ba chiều khớp nối bê tông bản chân MTJ.

– Bộ nguồn 12 VDC bao gồm pin mặt trời và ăc quy

– 4 bộ mở rộng kênh Flexi-Mux

– 1 bộ giao diện chuyển đổi tín hiệu dây rung AVW216 kèm theo ăng ten phát sóng

8. Kiểm tra hệ thống quan trắc_hồ_Cửa_Đạt |  Trạm Place 8

Trạm Place 8 gồm có:

– 3 thiết bị đo lún nền đập FS

– 3 thiết bị đo lún thân đập MS

– 2 thiết bị đo chuyển vị ngang thân đập MN

– Bộ nguồn 12 VDC bao gồm pin mặt trời và ăc quy

– 2 bộ mở rộng kênh Flexi-Mux

– 1 bộ giao diện chuyển đổi tín hiệu dây rung AVW216 kèm theo ăng ten phát sóng

9. Kiểm tra hệ thống quan trắc_hồ_Cửa_Đạt | Trạm Place 9

Trạm Place 9 gồm có:

– 8 thiết bị đo ứng suất cốt thép và bê tông tràn xả lũ AKCT

– 2 thiết bị đo mực nước giếng vai đập GQT

– 3 thiết bị đo mực nước thượng lưu, hạ lưu WL

– Bộ nguồn 12 VDC bao gồm pin mặt trời, ăc quy và bộ ổn định dòng điện

– 3 bộ mở rộng kênh Flexi-Mux

– 1 bộ giao diện chuyển đổi tín hiệu dây rung AVW216 kèm theo ăng ten phát sóng

10. Trạm Place 10

Trạm Place 10 gồm có:

– 3 thiết bị đo áp lực thấm đáy đập PZ

– 3 thiết bị đo ứng suất cốt thép và bê tông tràn xả lũ AKCT

– 2 bộ mở rộng kênh Flexi-Mux.

– Dây nguồn cấp 12VDC và bộ ổn định dòng điện

11. Trạm Datalogger PDIU1

Trạm Datalogger PDIU1 gồm có:

– Bộ ghi thu số liệu tự động CR1000

– Bộ giao diện chuyển đổi tín hiệu dây rung AVW200

– Bộ ăng ten thu phát sóng và truyền tín hiệu

– Bộ nguồn 12 VDC bao gồm ăc quy, pin mặt trời và bộ ổn định dòng điện

Đối với một hệ thống quan trắc, bộ ghi thu số liệu tự động Datalogger giống như một chiếc máy tính, có nhiệm vụ ra lệnh quét, đọc, tính toán xử lý số liệu và truyền tín hiệu đến máy tính trung tâm. Tại đập Cửa Đạt, toàn bộ hệ thống quan trắc được điều khiển bởi bộ Datalogger CR1000 do hãng Campbell Scientific chế tạo tại USA. Bộ CR1000 này vẫn kết nối được với máy tính, tuy nhiên nó không thể khai thác được dữ liệu và program code (chương trình điều khiển) do đã bị đặt mật khẩu bảo vệ.

12. Các cảm biến đo động đất

Để kiểm tra khả năng hoạt động của các cảm biến đo động đất cần có máy tính cài phần mềm chuyên dụng Geodas – Thuỵ Sĩ để kết nối và đọc số liệu từ các cảm biến này. Tuy nhiên máy tính cài sẵn phần mềm này đang bị hỏng nên không thể kiểm tra được do đó cần phải khắc phục máy tính đã cài sẵn phần mềm này.

13. Máy đọc cảm biến dây rung xách tay VW2106

Máy đọc cảm biến dây rung xách tay VW2106 do hãng RST sản xuất tại Canada có thể dùng để đọc được tất cả các cảm biến chế tạo theo công nghệ dây rung. Qua kiểm tra bằng việc thay thế pin mới, làm sạch các đầu cực tiếp xúc và dùng đồng hồ đo điện Multimeter để kiểm tra nguồn điện cấp cho máy đọc, thấy rằng máy đã bị hỏng hoàn toàn mainboard và khả năng sửa chữa để phục hồi là rất thấp do máy để quá lâu trong kho, các mạch có dấu hiệu bị ẩm.

IV. KIỂM TRA HỆ THỐNG QUAN TRẮC_HỒ_CỬA_ĐẠT | GIẢI PHÁP THAY THẾ, SỬA CHỮA

Hiện tại đập Cửa Đạt đang sử dụng hệ thống thu phát sóng RF401 do hãng Campbell Scientific – USA chế tạo có tần số hoạt động 2.4 GHz để truyền và thu thập số liệu. Đây là một công nghệ truyền số liệu đã cũ, phạm vi hoạt động hẹp và không ổn định, nguy cơ rủi ro cao do dễ bị sét đánh.

Công ty cổ phần khảo sát và kiểm định xây dựng Hà Nội đề xuất phương án mỗi trạm Place sẽ sử dụng một bộ ghi thu số liệu CR800 hoặc CR1000, một bộ giao diện chuyển đổi tần số dây rung AVW200, một số bộ mở rộng kênh Multiplexer AM16/32B tuỳ theo số lượng cảm biến, tất cả đều do hãng Campbell Scientific chế tạo tại USA. Hệ thống Datalogger này sẽ được kết nối với một modem truyền thông công nghiệp 3G/4G, bên trong có chứa một SIM dữ liệu để truyền số liệu lên web server, người dùng chỉ cần điện thoại hoặc máy tính có kết nối internet là có thể xem được số liệu tại bất cứ đâu.

Web server thực chất là một địa chỉ IP tĩnh, người dùng chỉ cần nhập đúng địa chỉ, điền username và password là có thể xem và tải được số liệu về máy tính. Các Datalogger sẽ được lập trình để cập nhật số liệu theo thời gian thực và gần như không có khoảng thời gian trễ, thông thường cứ 1h sẽ có một bộ số liệu mới được đẩy lên server. Ngoài số liệu theo thời gian thực, người dùng có thể xem lại số liệu tại bất kỳ thời điểm nào trong quá khứ, miễn là server đó đủ dung lượng để chứa và có thể tải về dưới dạng file Excel hoặc CSV. Server cũng sẽ tự động vẽ đồ thị của các thông số ghi đo, đồ thị của các thông số sẽ được phân biệt bởi các màu khác nhau, người dùng có thể tuỳ chọn khoảng thời gian trên đồ thị và nhìn vào đó để thấy sự biến động của mỗi thông số. Bên cạnh đó server còn có chức năng phân quyền người dùng, thay đổi password.

 

Để biết thêm thông tin chi tiết về dịch vụ, Quý khách vui lòng liên hệ tới số Hotline: 0903 372 300 (Call, SMS, Zalo, Skype, Viber, WhatsApp) hoặc E-mail: geotechnics@geotechnicsvn.com