中海达小型水库雨水情测报和大坝安全监测解决方案在水库中的应用

小型水库作为水利建设中的重要一环，是区域防洪、农业生产、农民生活和农村发展的重要基础设施。由于多数小型水库兴建于20世纪50-70年代，受各种因素影响，自身安全问题日益突出。为此，2021年水利部将小型水库雨水情测报和大坝安全监测设施建设纳入 “十四五”工作计划，要求在 “十四五”期间基本实现小型水库雨水情测报和大坝安全监测设施全覆盖，保障水库安全运行。

项目背景

湖南省某市在2022年全面开展小型水库除险加固项目，项目内容包括完成30座小（1）型水库雨水情测报设施建设、16座小（1）型水库的大坝安全监测设施建设、202座小（2）型水库雨水情测报设施建设、84座小（2）型水库的大坝安全监测设施建设。其中，中海达负责该市32座水库(其中小(1)型8座、小(2)型24座)，包括13座小型水库大坝安全监测和32座小型雨水情测报设施建设。

痛点分析

长期以来，该市小型水库缺乏专业化的监测设备，水库管理人员在日常巡检时只是简单用眼看、用手摸，使得观测数据不精准、不全面，导致水库管理部门不能有效、及时地发现和排除水库存在的安全隐患。

实施方案

中海达小型水库雨水情测报和大坝安全监测系统充分利用北斗高精度定位技术、物联网技术、智能传感器技术以及无线通信技术等先进手段，建成以信息采集为基础、智能预警为目标、大数据信息平台为支持的系统，实现所有小型水库水位、雨量、视频图像、大坝安全监测信息的自动采集、存储、分析、上报，实现巡视检查情况的在线监管，为该市小型水库安全运行和水资源合理利用提供高质量数据支撑，以满足水库大坝安全运行与管理、水旱灾害防御应急管理等需求。

作业流程

1.雨水情测报站建设

主要由库区降雨量监测、库区水位监测、供电系统、人工水尺、汛限水位条和水准点等组成，利用各种人工观测、感知设备、技术手段和方法，动态监测和实时采集水库的降水量、库水位等监测信息。

▲雨水情测报站设备安装

2.大坝安全监测站建设

埋设渗压计，安装北斗测站等仪器设备，监测大坝变形、渗流渗压等信息。

▲大坝安全监测站设备安装

3.工程视频监视站建设

采用视频（球机和枪机）对大坝、溢洪道进口、输水洞出口等设施环境进行实时监控，充分利用人工智能对非法入侵人员进行喇叭语音告警。

▲工程视频监视站设备安装

4.数据采集与传输

根据现场网络条件，采用光纤和移动4G网络 ，对雨水情数据、视频流或实时图像、大坝监测数据等信息进行传输，发现异常可通过短信等方式进行告警。

▲数据采集与传输设备安装

5.安全监测平台建设

平台建设包含WEB版、移动终端版两大部分，主要涉及水库监管一张图、雨水情数据分析、水库大坝安全监测、报警处理查询管理、视频监控、巡检管理、监测报表等功能模块，可按需进行功能定制开发。

▲数据管理平台子系统展示界面

成果展示

建成后的32座小型水库雨水情测报和大坝安全监测系统由34套监测坝体位移的GNSS测站、28套监测水域降雨量的雨量计、36套全天时监控水库环境和溢洪道水位情况的视频摄像机、28套监测水位的压力式水位计、42套监测坝体浸润线水位的渗压计组成。目前，32座水库雨水情测报和大坝安全监测系统已全部上线运行，并已接入湖南省水利监测平台和市水利监测平台，方便水利监管部门、管理单位能够远程监测水库的降水量、库水位、表面形变、渗流渗压等实时数据，及时掌握大坝运行状况，确保水库安全运行。

▲水库GNSS监测站和水库雨水情测报站

▲水位、地表位移监测数据展示

项目总结

相较人工巡查方式，中海达小型水库雨水情测报和大坝安全监测系统不仅可以实现24小时自动监测，助力水库实现无人值守，而且可以实现毫米级微小变形实时在线监测，助力水库发现安全隐患，同时还可以实现秒级响应，助力水库快速掌握水库运行状况。

基于中海达小型水库雨水情测报和大坝安全监测系统，该市可对32座水库的降水量、库水位、坝体表面形变、渗流渗压等监测数据进行实时采集、存储、分析和上报，实现了水库24小时全天候、毫米级监测，便于及时发现水库安全隐患，为小型水库安全运行与管理，水旱灾害防御应急管理提供了准确、及时的数据支撑，有效保障了人民群众的生命财产安全。

审核编辑黄宇