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水库监测自动化系统助力农业水库减少安全风险

2022.8.26

背景介绍

水库对防汛减灾、供水保障和农业灌溉等至关重要，汛期可以拦洪削峰，非汛期可以储蓄水资源用以供水、发电、涵养生态，是兴水利、除水害的基础设施。然而，由于水库经过多年运行使用，工程设施普遍存在老化和损坏，严重影响水库的运行和经济效益的发挥，威胁着水库下游人民群众的生命和财产。

要求“十四五”期间，每年按期开展水库鉴定，新增的病险水库及时实施除险加固，健全水库运行管护长效机制。到2025年年底前，完成险水库除险加固和每年鉴定后新增的病险水库除险加固，确保水库运行;完善雨水情测报、监测设施，健全水库运行管护长效机制。

一、方案背景

我国已拥有水库大坝9.8万余座，其中95%以上为土石坝，95%以上是上个世纪80年代以前建设的老坝。虽然近10年来我国进行了大规模的病险水库除险加固，但水库大坝数量多，土石坝多，出险的几率非常高。一但出险，对下游群众的人生安全、财产安全造成巨大威胁，因此，对水库大坝安全自动化监测预警意义重大。相关水利部门也多次下发加强水库大坝安全监测的条例。

(湖南圣凯安环保科技赵经理133...975..32...997)欢迎来访赵

“物联网”水库监测解决方案

水库监测自动化系统解决方案由大坝监测、水雨情自动测报、闸门远程控制、泄洪预警广播、实时视频监控等站点构成，实时监测水库水雨情，远程控制闸门开关，视频监控现场实况，实现水库防汛和大坝监测和预警，为水库鉴定、水库除险加固方案制定和防汛指挥调度提供数据依据，同时满足水库管理现代化的需要。

系统组成

远程监测水库坝体数据

1、变形监测：水平位移、垂直位移、裂缝位移

2、渗流监测：渗流压力、渗流量

3、渗流水质监测：透明度、含沙量，水温

4、按照标准MQTT地灾协议，自动定时上报到省、市、县三级水利监管平台

实时监测库区水雨情信息

1、实时采集水位、雨量、流量等数据

2、按标准水文/水资源规约，自动定时上报至省、市、县水利监管平台

3、可扩展水质、水温监测等

闸门智能监控

1、智能联动：根据水库水位，自动升、降闸门，实现自动化运行

2、远程控制：通过监管软件远程控制闸门的升、降，提高时效性

3、本地手控：通过闸门控制终端的按键操控，方便闸门现场调试

实时视频监控

1、实时监控：视频监控通过4G/5G网络实时传输，监管平台可点播预览现场画面

2、录像存储：视频遥测终端支持8T存储，实现前端存储录像，后端根据需求对录像进行录像点播查看

3、云台控制：平台端可通过矩阵键盘或云台配套软件进行远程控制

泄洪联动预警广播

1、报警联动：前端监测站监测数值超过限制，本地组站自动预警

2、远程预警：支持远程手机、固定电话语音告警;支持远程短信息告警支持远程 GPRS 数据告警

3、主从站组网预警：从站可接收主站的调频广播告警信息

异常自动报警，报警联动预警广播

1、监测数据超过阈值报警，报警信息联动预警广播

2、监测设备故障、供电异常、通信中断时，自动报警

3、报警限值可通过软件设置

小型水库“物业化”管理系统

遵循国家水库管理的相关法律法规、基于当地水库特点开发水库智能巡查平台，水管员利用移动终端(水库巡检管理系统APP)，可实现签到定位、巡查轨迹、任务发布、信息回传、统计查询、结果分析的即时管理、即时监督等，协助水库主管部门对水库进行有效监管。

系统功能

1、可通过GPS定位、GIS地图识别巡查人员和水库的位置、线路，防止巡查员不到现场假巡查情况的发生。

2、可按下载的巡查任务逐项巡查，避免漏查，同时自动巡查签到。提供水库规范的巡查表(包括巡查部位、巡查频次等)，不会漏查内容，每个巡查点状态分为未完成(红点)和已完成(绿点)。

3、提供规范的巡查路线指引，提供巡查人员专业和便捷的现场指导、建议、方法、措施等工具。

4、根据水库巡查的技术规范要求，每一个巡查建筑物的检查项结果分为正常、各部位问题、其它险情三种。并可以文字描述、拍照等说明方式上报，同时提供现场指引及采取措施的指导。

5、在发现险情时，可拍现场图片上传并将报警信息直接上报到智能巡查平台，并自动通知相关人员。

6、隐患整改过程和整改完成后，可进行隐患复查并上报。

水库大坝安全监测

1.1 渗流监测

小型水库开展渗流量监测，大坝存在渗漏明流且适宜安装监测设备的应设置渗流量监测点，其他情况根据需要设置。

（1）渗流量监测点根据工程规模和分区条件等设置。

（1）渗流量监测方式根据渗流量大小和汇集排水条件采用容积法或量水堰法。

1.2 渗压监测

水库大坝应设置渗流压力监测，大坝渗流压力监测一般在最大坝高、穿坝建筑物附近或其他渗流、变形较大坝段设置1~2个监测横断面。对坝长超过100m的可增加监测横断面，对坝高15m以上可根据绕坝渗流情况设置绕坝渗流监测断面。

渗流压力监测断面一般设置2~3个监测点，基本要求如下：

（1）土石坝中均质坝、心墙坝、斜墙坝监测点一般设置在坝顶、坝脚，必要时在下游坝坡增设1个监测点，对坝下埋涵根据需要设置监测点；

（2）混凝土坝及砌石坝根据廊道、帷幕和渗流情况设置扬压力监测点；

渗流压力监测宜采用在测压管中安装渗压计进行自动监测，渗压计可采用振弦式等。在测压管与渗压计渗流压力比测时，可采用测深钟、电测水位计观测测压管水位。

1.3 变形位移监测

变形监测应根据工程规模、坝型特点、坝高坝长及下游影响确定。对坝高超过30m或下游影响较大的土石坝，或坝高超过50m或下游影响大的混凝土坝、砌石坝，应设置表面变形监测设施。其他小型水库，根据规范要求，结合工程实际，落实大坝变形监测设施设置。土石坝以表面垂直位移监测为主，混凝土坝、砌石坝以表面水平位移监测为主。

变形监测断面根据坝型坝高等情况设置，宜在坝顶下游侧设置一个变形监测纵断面，对土石坝必要时可增设一个监测横断面。大坝两侧选择基础稳定的部位至少分别设置1个工作基点，并设置1个校核基点。作者：恒润安HRUNAN https://www.bilibili.com/read/cv17523879 出处：bilibili

方案：

方案二：

4G/5G/北斗组网+软件对接。所有测站设备统一上报至水库管理部门监管平台，再通过WebService/OPC/数据库对接省级水利厅监管平台。

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