淤地坝监测预警系统解决方案

一、项目背景

       黄土高原地区现有淤地坝大多建于20世纪六七十年代，当时技术比较落后，建坝质量标准低，多数坝在不同程度上存在损毁现象，库容、防洪能力明显降低，加上原始技术文档多已失落，确切的建坝时间和淤积年限已无从考证，给现行流域内输沙模数等指标的确定带来了困难。而当地水文手册等技术资料大多也是六七十年代编写的，那时我国还没有开展系统深入的水土保持工作，经过10多年的水土流失综合治理，当地的植被、气候条件都发生了变化，照搬原有的经验值，显然已经不能真实地反映现实情况，势必影响工程设计的科学性
       并且坝系建成初期以蓄水拦沙为主，而随着已淤坝地面积的不断增加，一些单坝的防洪蓄水能力逐渐降低，生产能力不断突显，这时坝系的运行模式就进入另一种平衡状态。要保证不同时段，坝系总能保持整体平衡效益最优，就必须在前期设计时通盘考虑，进行科学细致的动态分析，否则就可能出现坝系建好后淤了地没法种，蓄了水没法用的尴尬局面，造成生产得不到保障，水资源得不到合理利用，工程效益得不到可持续发挥的严重后果。在这种情况下，专家们建议应认真进行现场踏勘，掌握第一手资料，采集类似水文站实测数据，打造一套符合淤地坝的监测预警系统。

二、系统组成

淤地坝监测预警系统主要由现场采集设备、远程遥测设备、通信平台和监测中心四部分组成：
现场采集设备：由雷达水位计、翻斗式雨量计、摄像机，负责计量雨量、水位数据以及抓拍现场图片。
远程遥测设备：即远程遥测终端，负责采集数据，并通过2G/3G/4G/LoRa/等无线传输将现场信息传送给监测中心。 
通信平台：2G/3G/4G/LoRa和Internet网络（监测中心需办理固定IP）。现场采集的水位、降雨量数据和图片经2G/3G/4G/LoRa等无线传输到Internet，并通过固定IP地址传送给监测中心服务器。 
监测中心：包括交换机、路由器、服务器、UPS电源等硬件设备,以及操作系统、数据库、监测预警系统平台等软件组成。
 

三、平台简介

       物联网监测预警平台利用计算机对遥测数据快速处理和加工成各种数据报表，及时向有关人员提供信息服务，并提供相应的业务支持、管理功能和预警功能。中心平台系统主要由以下部分组成：服务器主机、平台软件、网络接入设备。
服务器主机：品牌主机、windows Server 2008、MYSQL
平台软件：物联网监测预警平台
网络接入设备：中心路由器、交换机、防火墙

       数据查询管理以GIS技术为支撑，建立数据空间和属性特征的拓扑关系，实现地图查询管理，界面友好，操作简单灵活，功能组织条块合理。水利信息化平台采用开放式结构，信息系统建设并非一蹴而就，而是分阶段逐步实施，因此系统采用开放式结构，在软硬件方面，保证具有良好的扩展性，今后系统可不断地升级完善。同时，系统可预置多个时段，将实时数据转化为时段数据。
       在适用前提下将淤地坝监测过程中的新思想、新方法融入到系统开发，做到数据和图形相融合、GIS与数学模型相结合，把科学计算的结果通过三维情景表现和动态的形式直观表现。同时，物联网监测预警平台加强顶层设计，有效克服低水平重复建设、信息资源分散、开发利用效率低下、信息资源共享不足等问题，促进水务信息资源的共享，强化业务协同效应。强化资源整合，梳理了城市防汛信息资源目录体系，制定数据采集规程、标准化体系与接口技术规范，建立集中存储、共享、分发水务数据的公共数据平台，为决策和业务系统建设提供数据支持。系统可遵照优化调度准则，运用最优化方法求解，及时、准确的采集水位、雨量等相关信息。