中小型水库安全监测运营解决方案，筑牢水库安全防线

　　我国水库大坝具有“六多”的特点。第一，总量多。我国现有水库9.8万座，是世界上水库大坝最多的国家。第二，小水库多。我国现有水库中95%的水库是小型水库。第三，病险水库多。

　　目前，在我国水库管理中，部分地方存在“重建轻管”“以建代管”的现象，小型水库的维修养护不及时，有的积病成险，是不符合新时代特色社会主义发展的需要。水库管养护主要存在的问题：

　　●水库管理水平较低，特别是信息化部分；

　　●大坝风险管理仅停留在人工观测；

　　●除险加固先进技术研究有待进一步提高。

　　完善水库雨水情测报设施和大坝安全监测设施，要建立运行管护长效机制，加强运行管护工作。

　　厦门四信结合水利部相关政策指导文件，以及配合客户在全国各地实施大几百座水电站的实际项目经验，进一步完善并优化了中小型水库安全监测运营解决方案。

　　●物联网全面感知

　　基于先进的物联网感知技术，大数据处理及信息化技术实现中小水库的监测预警评估及智能监控的技防工程。

　　●多项业务应用支撑

　　在技防的基础上，建立水库安全运营的信息化档案管理、巡检养护应用、应急指挥管理，数据服务等业务应用。

　　●专业模型分析

　　基于3维底板及数据，利用数字孪生技术及各项专业水动力模型，推演隐患与汛情发展趋势，实现水库流域的预报及预演。

　　系统总体框架

　　大坝智慧安全监测终端硬件数据是信息化平台的数据来源。完善各个致灾监测项的布设，做到全面全方位的安全监控。硬件的部署有位移传感终端、水位传感终端、雨量计、渗压渗流监测设备及视频监控终端等设备。

　　水库安全系统建设不仅仅需要硬件设备的监测支撑，也需要借助信息化软件系统通来更快更精准的发现和分析问题。建设一套与其发展能力相匹配的水库安全运营管理平台，能够加强集中管理与监控，加强对动态监控能力，实现对大坝安全的变化的及时预警。

　　监测站点建设

　　一体化水雨情监测

　　水雨情监测包括：库水位、库区降雨量。监测设备包括雨量计、雷达水位计或水尺等。

　　水库水雨情监测，水位计采用非接触式雷达水位计，采用调频连续波（FMCW）的测距原理，测距精度达1Mm；配备上观测水尺，实现现场查看；雨量计采用翻斗式雨量计，精度0.1mm\0.2mm\0.5mm可选，设备稳定精度高。

　　一体化坝体表面监测

　　坝体表面位移监测针对大坝安全进行大坝地表位移监测，评价大坝结构的稳定性。地表位移监测拟选择一体化GNSS。

　　现场根据大坝大小按纵断面布设点位数量，建设GNSS基准站和监测站。

　　设备采用一体化设计，集GNSS定位解析、数据传输、存储于一体，集成度高，静态精度可达2mm±5ppm。

　　一体化渗压监测

　　渗流压力监测拟采用一体化大坝渗流压力监测站，对坝体各断面渗流压力进行监测，构建大坝整体浸润线分布。

　　现场因地制宜根据规划要求，一般按横断面设置，每个横断面设置2个及以上监测点，每个监测点需钻孔安装渗压计，钻孔深度依浸润线深度而定。

　　渗压计采用振弦式渗压计，支持长时间采集，测量精度≈0.1%F.S，精度高。

　　一体化渗流监测

　　大坝渗流量监测实时监测大坝渗流流量，监测其明流渗流，它关系到大坝坝体内部的安全状况。

　　根据各省的规划要求进行建设，一般一个水库大坝至少建设一个渗流监测点。现场需具备量水堰，一般采用直角薄壁堰。

　　设备采用磁致伸缩式或超声波式的，磁致式的精度较高0.1%F.S；超声波式结构一体式设计，无需配置额外电池、RTU。

　　视频监测站

　　无线视频监控拟选择一体化无线视频监控站，主要针对大坝坝体现场监控等的安全监测预警工作。

　　根据各省的规划要求进行建设，每个水库至少建设1个视频观测点。以能观测到整个水库大坝情况为准。

　　一体化无线视频监控站是通过视频监控大坝现场，并实现本地储存且以4G/以太网的传输方式把现场情况传输到监控中心，实现实时现场监控。

　　一体化深部位移监测

　　深部位移监测拟采用一体化位移监测站，对大坝内部不同深度进行深部位移监测，对内部结构变化进行监测。

　　国家土石坝安全监测规范有规定安装纵断面点位要求，但是一般情况下是作为选择项，小型水库不安装。

　　监测设备采用固定测斜仪，需要在坝体钻孔，投放入多节测斜仪。若发生坝体侧移，则可由各节设备监测倾斜角得到。

　　出入库流量监测

　　出入库流量监测是对库区上游河道和出库渠道进行监测，测量其出入库流量。

　　国家土石坝安全监测规范有规定安装纵断面点位要求，但是一般情况下不做监测。

　　采用一体化流量监测站，通过雷达流量计或超声波雷达流量计进行测量，计算求得出入库的流量。

　　无线预警广播系统

　　无线预警广播系统是在分析预警系统对实时监测数据和历史数据分析对比的基础上，根据数据分析结果来决策预警信息，将预警信息及时准确地发送到现场进行广播预警。

中小型水库安全监测运营解决方案使用的相关产品推荐

　视频遥测终端

　　●F9164-V200集遥测终端机功能和视频录像机功能为一体，融合先进的 3G/4G/WIFI通信技术、实现水文/水资源/环保 212/TCP Modbus/MQTT 等数据的采集、视频、图像存储、显示、控制、报警及传输等智能值守功能。

　数据采集仪

　　●F9164-DZ200集传统数据采集器与 2G/3G/4G、Ethernet、LoRa、Bluetooth、GNSS 等多种通信功能与一体的数据采集仪。具有振弦、 RS-232、RS-485、RJ-45、雨量计等丰富的物理接口。

　雷达流量计

　　●雷达测量频率24GHz

　　●雷达波速角 11°

　　●水位量测 40m，测量精度 ±2mm，测量分辨率 1mm

　　●流速量程 0.1~20m/s，测速精度 ±0.01m/s;±1%FS，测量分辨率 0.01m/s

　雷达水位计

　　●测距量程 0～40m， 0～70m

　　●测距精度 ± 2mm（0～40m）， ± 5mm（0～70m）

　　●测距分辨力 1mm

　　●雷达频率 24GHz

　　●波速角 11°

　　监测预警评估

　　监测预警评估集合了水库监测方案和工情信息管理、传感器实时数据监测、历史数据查看、库水位与渗流和大坝位移与渗压等相关性分析、预警评估流程功能。

　　智能监控系统

　　智能监控系统包括：视频巡视、闸门监控及远控、预警广播通知、信息展播控制。

　　预报调度

　　结合地形数据以及降雨数据实现来水预报，通过模型率定结合短临降雨预报数据能够准确预报未来一定时段内的水库来水情况，为水库的调度提供数据支撑。