小型水库雨水情测报和大坝安全监测解决方案

一、方案概述

2021年10月19日，水利部正式印发《小型水库雨水情测报和大坝安全监测设施建设与运行管理办法》，并明确提出“雨水情测报要素主要包括降水量、库水位、视频图像等，大坝安全监测要素主要包括渗流量、渗流压力、表面变形等。根据水利部及各地印发的《小型水库雨水情测报和大坝安全监测设施建设与运行管理办法》，遵循“统筹协调、因库制宜、实用有效、信息共享”建设原则，结合自身的实践经验，相应做出小型水库雨水情测报和大坝安全监测系统解决方案：监测应用平台和小型水库雨水情自动测报、大坝安全监测、视频监控等监测设施建设。雨水情测报要素主要包括降水量、库水位、视频图像等，大坝安全监测要素主要包括渗流量、渗流压力、表面位移、表面变形等。

二、系统方案

辰迈智慧系统整合水库工程实时水雨情监测、大坝安全监测、洪水预报调度、水库标准化管理、遥感动态监测、实时监控视频等数据，并具备实时感知、多维监测、智能物联、精准管控、三维呈现、高效协同等能力，真正实现了水库运行实况的数字化呈现。通过对各种传感器数据的实时采样，由各种设备组成的分布式网络传输数据，结合远程通信将数据汇集到管理中心。在系统的管理中心经数据处理修正，同时与外部系统数据交互，能在GIS地理信息平台上实时显示监控点的实际情况，能在大量水文监测数据中进行数据挖掘与分析，实现水文监测信息实时监视和即时管控，最终统一展示。

水库水雨情监测

水雨情监测系统基于GIS和BIM，最终可实现防汛整体一张图，将水情分析、预警管理、数据维护、今日水情、天气预报、策展信息、数据维护等水雨情信息统一展示；在满足基本监测需求的基础上，新增数据分析模块，实现对各雨量站历史数据的分析、监测数据与各类特征值的对比、当前降雨过程与历史相似过程的比较，更全面地对水雨情进行分析，为水库防汛工作提供决策支持。

大坝安全监测

大坝安全监测模块通过监测设施全面监测大坝的运行状态，提供大坝位移、渗压、渗流监测状况实时展示，汇总分析大坝安全监测数据，通过安全分析模型自动生成监测报表、分析成果图和安全诊断分析报告，辅助分析大坝险情。应急响应启动与预警管理模块全面加强水库风险发现和风险防范能力，具备工情（渗流、渗压、应变、变形等）、视频等水库安全运行相关的等预警规则设置和自动发布能力。

三、系统功能

数据实时监测：实现在线监测的地图显示、查看，包括监测设备的快速查询显示、监测数据展示、报警情况显示及监测数据曲线图的实时展示，通过系统主界面的显示功能，可以查看设备的位置、运行状态，掌握其水库库坝体浸润线及坝体内孔隙水压力、库内水位、水库出入入流量、降雨量、坝体位移的实时监测。

及时报警：通过布设在坝体内部和表面的各种类型的传感器，获取大坝变形、渗流、沉降、位移、水文、气象等相关数据。传输到相关软件系统，实现对整个坝体的全方位实时监测。等数据超过告警上限时系统自动根据该预警数据发布不同级别的报警信息。可设置多级报警，支持弹出软件窗口报警、邮件报警、短信报警及声光报警等功能多种方式传达至相关领导和责任人。

视频远程监控：包括对上下游水区、坝上、坝下和闸房内部的实时视频监控，用户可以从监控终端中实时的看到现场的视频图像，同时还可以通过软件控制现场摄像机镜头以及云台，根据需要调整光圈大小、焦距远近、变倍高低以及视频角度等，满足用户对现场多方位视频图像的监控需要，确保水库大坝运行安全。

数据分析预判：对大坝浸润线、库水位、实时雨量、大坝渗流量及坝体位移历史数据等相关数据进行综合比较分析，推算出各类坝体运行数据的时间和空间的相关性，综合判断坝体健康状况。

GIS模拟建模：在适用前提下将水库大坝安全管理过程中的新思想、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。

操作便捷：具备LCD液晶显示屏以及多功能输入键盘，用于现场参数设置、人工置数、安装调试、状态显示等功能，以及串口配置方式。 支持多种工作模式（包括自报式、查询式、兼容式等），最大限度降低功耗。

四、系统意义

本方案可完全实现远程自动化和巡视检查相结合的原则，构建雨水情测报、大坝安全自动监测系统。同时融合信息化的人工巡视检查，可对坝体及影响区的具体特征、影响因素，建立较完整的监测网，建立系统化、立体化、自动化的安全监测系统。为解决大坝安全问题提供有价值的变形数据信息，便于管理人员及时了解大坝的运行形态和发展趋势，为大坝管理部门提供有效的辅助决策信息；及时快速的对水库大坝的安全状况做出评价，并进行预测预报。将可能发生的灾害危害降到最低限度；建立长期监测系统，对水库大坝安全监测成果进行分析研究，为同类工程积累经验，丰富理论。