小型水庫(kù)作為水利建設(shè)中的重要一環(huán)，是區(qū)域防洪、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)民生活和農(nóng)村發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。由于多數(shù)小型水庫(kù)興建于20世紀(jì)50-70年代，受各種因素影響，自身安全問(wèn)題日益突出。為此，2021年水利部將小型水庫(kù)雨水情測(cè)報(bào)和大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)施建設(shè)納入 “十四五”工作計(jì)劃，要求在 “十四五”期間基本實(shí)現(xiàn)小型水庫(kù)雨水情測(cè)報(bào)和大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)施全覆蓋，保障水庫(kù)安全運(yùn)行。

項(xiàng)目背景

湖南省某市在2022年全面開(kāi)展小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固項(xiàng)目，項(xiàng)目?jī)?nèi)容包括完成30座?。?）型水庫(kù)雨水情測(cè)報(bào)設(shè)施建設(shè)、16座小（1）型水庫(kù)的大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)施建設(shè)、202座小（2）型水庫(kù)雨水情測(cè)報(bào)設(shè)施建設(shè)、84座小（2）型水庫(kù)的大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)施建設(shè)。其中，中海達(dá)負(fù)責(zé)該市32座水庫(kù)(其中小(1)型8座、小(2)型24座)，包括13座小型水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)和32座小型雨水情測(cè)報(bào)設(shè)施建設(shè)。

痛點(diǎn)分析

長(zhǎng)期以來(lái)，該市小型水庫(kù)缺乏專業(yè)化的監(jiān)測(cè)設(shè)備，水庫(kù)管理人員在日常巡檢時(shí)只是簡(jiǎn)單用眼看、用手摸，使得觀測(cè)數(shù)據(jù)不精準(zhǔn)、不全面，導(dǎo)致水庫(kù)管理部門不能有效、及時(shí)地發(fā)現(xiàn)和排除水庫(kù)存在的安全隱患。

實(shí)施方案

中海達(dá)小型水庫(kù)雨水情測(cè)報(bào)和大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)充分利用北斗高精度定位技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能傳感器技術(shù)以及無(wú)線通信技術(shù)等先進(jìn)手段，建成以信息采集為基礎(chǔ)、智能預(yù)警為目標(biāo)、大數(shù)據(jù)信息平臺(tái)為支持的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)所有小型水庫(kù)水位、雨量、視頻圖像、大壩安全監(jiān)測(cè)信息的自動(dòng)采集、存儲(chǔ)、分析、上報(bào)，實(shí)現(xiàn)巡視檢查情況的在線監(jiān)管，為該市小型水庫(kù)安全運(yùn)行和水資源合理利用提供高質(zhì)量數(shù)據(jù)支撐，以滿足水庫(kù)大壩安全運(yùn)行與管理、水旱災(zāi)害防御應(yīng)急管理等需求。

作業(yè)流程

1.雨水情測(cè)報(bào)站建設(shè)

主要由庫(kù)區(qū)降雨量監(jiān)測(cè)、庫(kù)區(qū)水位監(jiān)測(cè)、供電系統(tǒng)、人工水尺、汛限水位條和水準(zhǔn)點(diǎn)等組成，利用各種人工觀測(cè)、感知設(shè)備、技術(shù)手段和方法，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)采集水庫(kù)的降水量、庫(kù)水位等監(jiān)測(cè)信息。

▲雨水情測(cè)報(bào)站設(shè)備安裝

2.大壩安全監(jiān)測(cè)站建設(shè)

埋設(shè)滲壓計(jì)，安裝北斗測(cè)站等儀器設(shè)備，監(jiān)測(cè)大壩變形、滲流滲壓等信息。

▲大壩安全監(jiān)測(cè)站設(shè)備安裝

3.工程視頻監(jiān)視站建設(shè)

采用視頻（球機(jī)和槍機(jī)）對(duì)大壩、溢洪道進(jìn)口、輸水洞出口等設(shè)施環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，充分利用人工智能對(duì)非法入侵人員進(jìn)行喇叭語(yǔ)音告警。

▲工程視頻監(jiān)視站設(shè)備安裝

4.數(shù)據(jù)采集與傳輸

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)條件，采用光纖和移動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò) ，對(duì)雨水情數(shù)據(jù)、視頻流或?qū)崟r(shí)圖像、大壩監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等信息進(jìn)行傳輸，發(fā)現(xiàn)異?？赏ㄟ^(guò)短信等方式進(jìn)行告警。

▲數(shù)據(jù)采集與傳輸設(shè)備安裝

5.安全監(jiān)測(cè)平臺(tái)建設(shè)

平臺(tái)建設(shè)包含WEB版、移動(dòng)終端版兩大部分，主要涉及水庫(kù)監(jiān)管一張圖、雨水情數(shù)據(jù)分析、水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)、報(bào)警處理查詢管理、視頻監(jiān)控、巡檢管理、監(jiān)測(cè)報(bào)表等功能模塊，可按需進(jìn)行功能定制開(kāi)發(fā)。

▲數(shù)據(jù)管理平臺(tái)子系統(tǒng)展示界面

成果展示

建成后的32座小型水庫(kù)雨水情測(cè)報(bào)和大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由34套監(jiān)測(cè)壩體位移的GNSS測(cè)站、28套監(jiān)測(cè)水域降雨量的雨量計(jì)、36套全天時(shí)監(jiān)控水庫(kù)環(huán)境和溢洪道水位情況的視頻攝像機(jī)、28套監(jiān)測(cè)水位的壓力式水位計(jì)、42套監(jiān)測(cè)壩體浸潤(rùn)線水位的滲壓計(jì)組成。目前，32座水庫(kù)雨水情測(cè)報(bào)和大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已全部上線運(yùn)行，并已接入湖南省水利監(jiān)測(cè)平臺(tái)和市水利監(jiān)測(cè)平臺(tái)，方便水利監(jiān)管部門、管理單位能夠遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)水庫(kù)的降水量、庫(kù)水位、表面形變、滲流滲壓等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，及時(shí)掌握大壩運(yùn)行狀況，確保水庫(kù)安全運(yùn)行。

▲水庫(kù)GNSS監(jiān)測(cè)站和水庫(kù)雨水情測(cè)報(bào)站

▲水位、地表位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)展示

項(xiàng)目總結(jié)

相較人工巡查方式，中海達(dá)小型水庫(kù)雨水情測(cè)報(bào)和大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，助力水庫(kù)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，而且可以實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)微小變形實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，助力水庫(kù)發(fā)現(xiàn)安全隱患，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)秒級(jí)響應(yīng)，助力水庫(kù)快速掌握水庫(kù)運(yùn)行狀況。

基于中海達(dá)小型水庫(kù)雨水情測(cè)報(bào)和大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該市可對(duì)32座水庫(kù)的降水量、庫(kù)水位、壩體表面形變、滲流滲壓等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)、分析和上報(bào)，實(shí)現(xiàn)了水庫(kù)24小時(shí)全天候、毫米級(jí)監(jiān)測(cè)，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)水庫(kù)安全隱患，為小型水庫(kù)安全運(yùn)行與管理，水旱災(zāi)害防御應(yīng)急管理提供了準(zhǔn)確、及時(shí)的數(shù)據(jù)支撐，有效保障了人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

審核編輯黃宇