一支渗压计

安全监测是一项复杂的系统工程，对于南水北调中线工程来说更是如此。在这条1432公里的长渠上，纵横交错地布置着超过十万支各式监测仪器和位移测点，平均每3至4公里就设置有一个由多种监测仪器组成的重点断面监测系统。每天，这些仪器所采集的各种数据会通过事先设定好的程序收集到测站，汇总到安全监测自动化系统。通过对数据的分析，我们可以实现对这条千里长渠的实时诊断。

今天让我们一起来到地面以下，一起来欣赏这个庞大的安全监测网络中的一个节点——一支渗压计。渗压计是用来监测地下水渗透压的主要仪器，将它按不同高程和位置埋设于渠道底板、边坡、马道之下，可以实时监测地下水的水位和浸润线。

但在实现监测的过程中我们还有很多工作要做，首先我们遇到了第一个困难——如何将水头压力转换为电信号进行输出？以南水北调安全监测系统中常用的振弦式渗压计为例，在它坚硬的外壳里面有一根初始振动频率已知的“弦”，这根“弦”的一端固定，另一端则连接在一个可以活动的受力机构上，水头压力会推动受力机构朝固定的两个方向移动，受力机构则会使“弦”拉紧或放松。“弦”的振动频率会受到自身松紧程度的影响而发生变化，于是我们只需要将每次测量到的频率与初始频率进行分析计算，就可以换算出相应的水头压力。通过这个原理，我们就能成功地将水头压力转换成电信号进行输出。

紧接着我们又遇到了第二个困难——如何将测得的电信号也就是数据传输到自动化系统中去？在这里我们采用了两种方案：一是在距离机房较近的测站，我们在渠道马道或者绿化带内敷设一根电缆直接连到机房。二是在距离机房较远的测站，则由太阳能进行供电将电信号转换为无线电信号进行隔空传输。经过如此复杂的过程，我们终于成功地得到了一支渗压计某一时间的数据。

但第三个困难接踵而至，每天自动化系统采集的数据数以千计，单纯靠人工分析费时费力，有没有高效率的方法来筛选出异常的数据呢？答案来自于安全监测自动化系统。通过几年的运行，我们得到了一大批由可靠数据组成的数据库，新采集到的数据会在电脑程序中进行一系列的计算，包括与数据库历史极值进行比较、与往期数据比较分析变化速率、与设定的警戒值比较以及数据本身准确性的判断......复杂的筛选之后，新一期的数据总算如期呈现在我们眼前，而安全监测的工作才刚刚开始。

每每想到呈现在我电脑屏幕前简单的一行数据在不为人知的角落经历的这些困难，我都由衷为南水北调人在解决问题上展现出的惊人智慧而感动。也许每一位南水人都像这样一支小小的渗压计，在每一个默默无闻的角落守护这条千里长渠，向每一位在各自岗位默默奉献的南水人致敬！