1 工程概况
小浪底水利枢纽是黄河干流三门峡水利枢纽以下唯一能够取得较大库容的重大控制性工程，其主要任务是“以防洪（包括防凌）、减淤为主，兼顾供水、灌溉和发电，蓄清排浑，除害兴利，综合利用”，是一座大（1）型综合利用的水利枢纽。枢纽由拦河大坝（长1600米，最大坝高160米），泄洪排沙系统（一座综合进水塔、3条孔板泄洪洞、3条排沙洞、3条明流洞、3条溢洪道、3座消力池），引水发电系统（6条引水发电洞、1座地下式发电厂房、3条尾水洞及配套输变电设施）组成，其中泄水系统和引水发电系统均布置在左岸单薄层状山体之中，集中引水，集中消能，地下厂房及其他洞室在左岸山体内纵横交错，构成复杂地下洞群。小浪底工程还包含副坝、西沟坝、灌溉洞、排水洞、灌浆洞、交通洞及进出口高边坡、库区滑坡体等附属设施。小浪底工程监测的滑坡体共6处，分别是1号滑坡体、2号滑坡体、大柿树滑坡体、阳门坡滑坡体、东苗家滑坡体、4号路滑坡体。
西霞院反调节水库属小浪底水利枢纽配套工程，位于小浪底水利枢纽下游16km处的黄河干流上，是一座以反调节为主，结合发电，兼顾供水、灌溉等综合利用的大（2）型水库。枢纽由左岸土石坝、河床上电站、排沙洞、泄洪闸、王庄引水渠和右岸土石坝组成。大坝为土石坝，全长2609.0m（左岸长1725.5、右岸长883.5m），坝顶宽8.0m。泄洪闸共涉及21孔，总宽301m，包括14孔开敞式泄洪闸和7孔胸腔式泄洪闸。排沙洞共6条，电站左右岸分别布设3条。排沙底孔3条，分别在1号、2号、3号机组右侧各并列布置一孔冲沙底孔。西霞院工程还包含王庄引水闸、灌溉引水闸、王庄引水渠以及泄水渠下游右岸防护工程等附属设施。
2 项目背景
小浪底水利枢纽工程坝高、库大，枢纽安全运行状况直接影响黄河下游两岸人民生命财产安全。为监测小浪底水利枢纽工程及西霞院反调节水库的安全运行状况，工程建设期间和工程运行初期已在工程区设置了项目齐全的安全监测系统。
小浪底水利枢纽工程及西霞院反调节水库现行的监测自动化系统已实现了内观监测自动化，但表面变形观测（外观）尚未完全实现自动化。枢纽经过较长时间稳定运行，小浪底主坝具备逐渐提升至正常高水位蓄水条件，每年汛后高水位运行成为工程运管常态。高水位运行期间，重点部位重点坝段变形监测点观测须加密，观测数据整编须及时，但这些工作仍以人工观测及整编为主方式进行，期间需要的人工数量及工作量陡增，且人工作业受气候影响较大，势必增加作业人员劳动强度、降低工作效率，获取数据的时效性也将会受到较大的影响。
现有的内观监测自动化系统，基本实现数据自动采集与传输，系统工作状态总体稳定正常，因系统设备初始安装或后期改造后投入运行的时间点不同，受建设期技术条件限制系统网络硬件设备老化严重、故障频繁，系统存在运行速度过慢、采集数据不全面、数据传输不及时等现象，已对安全监测工作效率及监测成果的准确率造成负面影响，不能满足工程运管常态及极端工况下的安全监测工作要求。
基于现有的安全监测自动化系统存在的上述功能不全面及运行效率有待提升的问题，有必要对小浪底枢纽及西霞院反调节水库现有安全监测系统进行改造。
3 项目主要工作内容
主要改造工作内容：对变形、渗流渗压、环境量等监测项目的完善、监测自动化系统的改造、巡检监控系统的完善、监测设施的改造、安全监测网络系统的改造以及与以上项目相关的土建建设。主要工程量如下表所列。
4 项目完成情况和取得的成果
小浪底水利枢纽工程是水利部直管的重点工程，也是数字孪生工程先行先试的首批试点工程之一，其中工程安全监测数据是数字孪生工程数据底板重要组成部分。项目选用进口徕卡TM60全站仪、徕卡GNSS（GM30、GMX910）对小浪底大坝外部变形监测点、重点断面变形监测点、进出口边坡变形监测点实现数据采集自动化，开发满足规范要求的变形监测数据自动采集与处理软件；选用国产先进的静力水准系统（CCD式、振弦式、差压式）、GNSS、柔性测斜仪、量水堰微压计、双向测缝计、倾角计、自动采集单元（MCU）、一体化环境量监测系统（气象雨量站、水位站、库水温计）、网络通讯设备、视频监控装置等，补充完善近坝库岸滑坡体、小浪底大坝、进水塔、地下厂房及西霞院大坝、左右导墙等部位监测项目，改造测点墩、监测站房、量水堰等监测设施，优化构建监测专用通讯网络，自动采集数据均传输至小浪底监测管理平台。项目建成全面提升了小浪底工程和西霞院工程安全监测的稳定性、可靠性、时效性，进一步提高了安全监测数据采集自动化率，满足系统完备、技术先进、数据安全、管理科学的数字孪生小浪底工程总体要求，为工程调水调沙、高水位蓄水等特殊工况的工程运行安全提供了可靠数据支撑。
本项目自2022年1月开工，2024年12月完工，历时36个月，按时完成合同全部工作内容，确保施工安全和工程质量，顺利通过项目竣工验收。
5 项目图片
北京中水科工程集团有限公司